Eng Ru
Отправить письмо

ГЭС БЕЗ ПЛОТИНЫ (гирляндная). Без плотины гэс


ГЭС без плотины | Малая и микрогидроэнергетика

ЮТ 1981 №6

Что значит по сравнению с ГЭС самодельная электростанция на маленькой речке? И стоит ли вообще ее строить, когда вдоль каждой деревенской улицы, по всей стране протянулись столбы электропередачи? Но надо учиться экономить и в большом и в малом. Экономить с вовремя выключенной лампочки. И экономить, добавляя в море электроэнергии свой маленький электрический ручеек.

Известно, что электричество вырабатывает генератор, вал которого вращает двигатель. Двигатель электростанции М.Логина устроен просто: на раме из бревен укреплены стойки с двумя коленчатыми валами А и Б (см. рис. 3). Каждый вал имеет три колена, углы между которыми равны 120°. Коленчатые валы соединены штангами, к которым прикреплены лопатки. На рисунке 1 вы видите, что в данный момент все лопатки штанги В находятся внизу, они погружены в воду и под ее напором перемещаются назад (вправо). Лопатки двигают штангу, а штанга, в свою очередь, поворачивает коленчатые валы. Как только колена, соединенные этой штангой, начнут подниматься вверх, в воду погружаются лопатки штанги Г. Теперь уже они вступают в работу. Затем начнут работать лопатки штанги Д. К этому времени лопатки первой штанги В пройдут над поверхностью воды и снова опустятся в воду. Вот так и будет работать двигатель электростанции Логина.

Если насадить на конец одного из коленчатых валов шкив и соединить его ременной передачей со шкивом генераторе постоянного тока, генератор начнет вырабатывать электричество. А если к ведущему шкиву приделать шатун и соединить его с насосом, двигатель будет качать воду на пришкольный участок, на ваш огород.

Мощность двигателя зависит не только от скорости течения воды, но и от числа и площади лопаток, то есть от геометрических размеров самого двигателя. А его можно сделать любых размеров, соответственно пропорционально увеличивая или уменьшая размеры его деталей.

Мы даем чертежи двигателя, который при скорости течения воды в 0,8-1 метр в секунду будет вращать генератор от легкового автомобиля. Напряжение, вырабатываемое генератором, 12 В, а мощность — до 150 Вт.

Прежде чем приступать к постройке гидростанции, в мастерской или в магазине, где продаются запчасти для автомобилей, подберите генератор. Заготовьте материалы: доски, бревна небольшого диаметра, стальную проволоку, крепеж. Подберите место, где будет находиться электростанция. Желательно, чтобы это был прямой участок реки. Здесь надо определить скорость течения. Делается это так. На выбранном участке длиной 15-20 метров наметьте два поперечных створа. После этого при помощи небольшого поплавка, например щепки, определите скорость течения воды. Поплавок следует бросать в воду немного выше верхнего створа и, следя за ним, по секундомеру отсчитать время прохождения поплавка от верхнего створа до нижнего. Надо сделать

10-15 таких замеров, бросая поплавок то дальше, то ближе к берегу, и по результатам замеров подсчитайте среднюю скорость течения реки. Если она лежит а пределах 0,8-1 м/с, смело приступайте к строительству.

Основные размеры частей электростанции даны на рисунке 1. Мы расскажем лишь о том, как лучше сделать наиболее сложные детали.

ГЭС

Коленчатый вал. Его можно изготовить из цельного стального прута диаметром 16-20 мм. Но легче сделать его сборным (рис. 3). Сначала нарежьте из прута заготовки деталей 1, 2, 3 и 4. Щечки колен сделайте из стальной полосы толщиной 5 мм. На концах стержней запилите квадраты, а в щечках — квадратные отверстия. После соединения деталей квадраты расклепываются. Сначала следует собрать части коленчатого вала «а» и «б» (см. рис. 3). Затем надо разметить и выпилить квадраты на свободных концах стержней 2 и 3 так, чтобы среднее колено (после сборки) было расположено под углом 120° по отношению к крайним.

Штанги с лопатками. Штанги рекомендуем сделать из деревянных реек, лопатки — из теса или кровельного железа. Лопатки прикрепляются к штангам с помощью вертикальных планок и проволочных растяжек (см. рис. 2).

Устройство передачи. Коленчатый вал, а следовательно, и ведущий шкив будут вращаться со скоростью примерно один оборот в две секунды. Генератор же может вырабатывать электрический ток при 1000-1500 оборотах в минуту. Чтобы получить такое число оборотов на генераторе, нужна передача из шкивов разного диаметра (см. рис.).

Желобчатые шкивы изготовляются из фанеры толщиной 5 мм. Для каждого шкива следует выпилить по пять кругов. Они сбиваются гвоздями или стягиваются шурупами. Ведущий шкив, который прочно укрепляется на конце коленчатого вала, должен иметь диаметр не менее 700 мм. Два промежуточных прибиваются друг к другу и свободно надеваются на ось. Они должны легко вращаться на этой оси. Если скорость вращения ведущего шкива будет 30 оборотов в минуту, то диаметр малого промежуточного шкива можно принять равным 140 мм, а большого — 600 мм. Тогда шкив генератора (диаметром 60 мм) будет вращаться со скоростью 1500 оборотов в минуту. При других числах оборотов ведущего шкива диаметры промежуточных шкивов будут другие. Подсчитать их размеры вам поможет учитель труда.

Приводные ремни. Шкивы передачи соединяются приводными ремнями. Чтобы ремни всегда были хорошо натянуты, сделайте их из резинового жгута. Старую автомобильную камеру разрежьте на длинные ленты. Каждую ленту скрутите в жгут, а концы склейте резиновым клеем и туго перевяжите шпагатом.

Регулировка. После сборки механизма проверьте, свободно ли вращаются штанги. Поворачивая ведущий шкив рукой, заметьте, какая из штанг препятствует вращению коленчатых валов. После этого снимите штангу и увеличьте одно из отверстий для шейки колена так, чтобы оно стало немного продолговатым.

В. КРИВОНОСОВ

Рисунки В. СЛАЩИЛИНА

www.microhydro.ru

Cappa – малая ГЭС без плотины (+Видео)

 

Cappa – малая ГЭС без плотины (+Видео) 

 

Обычно строительство гидроэлектростанций сопровождается сооружением огромных плотин и затоплением территорий.

Индейцы «запретили» строительство ГЭС в БразилииИндейцы «запретили» строительство ГЭС в Бразилии

 

Однако для малой энергетики вполне достаточно силы обычного течения. Японская компания Ibasei представила компактную гидроустановку малой мощности Cappa, назначение которой генерация электроэнергии отдельным потребителям в отдаленных районах, а также при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

Принципиально, в конструкции гидроэлектрогенератора нет ничего нового. Как обычно, лопасти вращаются водой и приводят в движение ротор генератора, что и приводит к выработке электричества. Малой турбине не нужны плотины, как и какие-либо специальные земляные работы для установки. Увеличение скорости водного потока и его стабилизацию обеспечивает специальный диффузор, в который она заключена. Диффузор обеспечивает максимальную скорость воды в том месте, где расположены лопасти. Материалы, из которых сделана турбина, на 100% приспособлены для вторичной переработки.

По словам представителя компании при скорости течения 2 метра в секунду мощность генератора составляет 250 Вт. Это не очень много, но достаточно для местного потребления, в частности для зарядки аккумуляторных батарей. Кроме того, можно увеличить общую мощность электростанции, если установить несколько турбин в одном месте и организовать их работу на общую нагрузку. Для выработки мощности 1 КВт, понадобится, с учетом возможных потерь, объединить пять турбин Cappa.

 

Cappa – малая ГЭС без плотины (+Видео) 

 

Ситуация с Днестром близка к катастрофеСитуация с Днестром близка к катастрофе

Генератор рассчитан на использование в Японии. Поэтому его электрические параметры соответствуют местным стандартам. Устройство вырабатывает переменный ток частотой 50-60 Гц и напряжением 100 вольт.

Плотины нужны электростанциям чтобы гарантированно поддерживать высокое давление и скорость потока воды. В данном случае используется естественное течение. Для того, чтобы использовать его возможности в максимальной степени, разработчик и будущий изготовитель турбины компания Ibasei считает целесообразным индивидуальную подстройку каждого своего изделия под конкретные условия.

В настоящее время турбина Cappa находится в финальной стадии разработки и тестирования. Компания надеется, что на рынке их изделие появится уже в 2013 году. Цена базового 250-ваттного экземпляра будет примерно такой же, как и у компактного автомобиля.

По материалам DigInfo TV

 

 

 

 

Портативные турбины БорнаПортативные турбины Борна

Р.S. Не могу удержаться от комментария. Как часто бывает, новое - это хорошо забытое старое.

Еще в середине 80-х довелось побывать в гостях у одного егеря. Его дом в центре заповедника в Заилийском Алатау был практически оторван от благ цивилизации. Для энергоснабжения дирекция заповедника выдала гидрогенератор примерно такого типа, как собираются производить японцы. Внешне он представлял собой достаточно длинную трубу.

Обычно дорогая вещь лежала в сарае, и использовалась в том же, рекомендованном японцами режиме, для зарядки аккумуляторов радиостанции. По необходимости егерь на руках выносил генератор к ручью в нескольких сотнях метров от дома, и опускал в воду. По просьбе демонстрировать работу генератора хозяин не стал, но его радиостанция была в исправном состоянии.

 

Автор: Алексей Норкин  

 

 

Источник: facepla.net

 

ecology.md

Малая ГЭС без плотины

Японская компания Ibasei представила компактную гидроустановку малой мощности Cappa, назначение которой генерация электроэнергии отдельным потребителям в отдаленных районах, а также при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

        Обычно строительство гидроэлектростанций сопровождается сооружением огромных плотин и затоплением территорий.

        Однако для малой энергетики вполне достаточно силы обычного течения. Японская компания Ibasei представила компактную гидроустановку малой мощности Cappa, назначение которой генерация электроэнергии отдельным потребителям в отдаленных районах, а также при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

        Принципиально, в конструкции гидроэлектрогенератора нет ничего нового. Как обычно, лопасти вращаются водой и приводят в движение ротор генератора, что и приводит к выработке электричества. Малой турбине не нужны плотины, как и какие-либо специальные земляные работы для установки. Увеличение скорости водного потока и его стабилизацию обеспечивает специальный диффузор, в который она заключена. Диффузор обеспечивает максимальную скорость воды в том месте, где расположены лопасти. Материалы, из которых сделана турбина, на 100% приспособлены для вторичной переработки.

        По словам представителя компании при скорости течения 2 метра в секунду мощность генератора составляет 250 Вт. Это не очень много, но достаточно для местного потребления, в частности для зарядки аккумуляторных батарей. Кроме того, можно увеличить общую мощность электростанции, если установить несколько турбин в одном месте и организовать их работу на общую нагрузку. Для выработки мощности 1 КВт, понадобится, с учетом возможных потерь, объединить пять турбин Cappa.

        Генератор рассчитан на использование в Японии. Поэтому его электрические параметры соответствуют местным стандартам. Устройство вырабатывает переменный ток частотой 50-60 Гц и напряжением 100 вольт.

        Плотины нужны электростанциям чтобы гарантированно поддерживать высокое давление и скорость потока воды. В данном случае используется естественное течение. Для того, чтобы использовать его возможности в максимальной степени, разработчик и будущий изготовитель турбины компания Ibasei считает целесообразным индивидуальную подстройку каждого своего изделия под конкретные условия.

        В настоящее время турбина Cappa находится в финальной стадии разработки и тестирования. Компания надеется, что на рынке их изделие появится уже в 2013 году. Цена базового 250-ваттного экземпляра будет примерно такой же, как и у компактного автомобиля.

 

econet.ru

ГЭС БЕЗ ПЛОТИНЫ (гирляндная) | Малая и микрогидроэнергетика

ЮТ Для умелых рук 1982 №6

Что значит по сравнению с гигантской ГЭС, построенной на Енисее или Волге, самодельная электростанция мощностью в несколько сот ватт! И стоит ли вообще строить подобные, когда всю нашу страну вдоль и поперек пересекают ажурные мачты высоковольтных линий электропередачи! Не будем торопиться с ответом. Вспомним несколько примеров из жизни.

 

Вот на берегу маленькой речки раскинулась летняя база труда и отдыха. Как быть в этом случае с освещением! Электрический фонарик — вещь, конечно, надежная, но даже десяток их не сможет осветить сразу все палатки, а уж тем более территорию вокруг. Или Другой пример. Колхозный сад, бахчу или приусадебный огород надо регулярно поливать. Вода есть в ближайшей речке. С помощью электрического двигателя качать воду оттуда может насос

А привести его в действие сможет ваша самодельная электростанция. Пусть вас не смущает слово "самодельная". ГЭС, которую мы предлагаем вам собрать, не имеет ни плотины, ни машинного зала. Внимательно разберитесь в принципе работы электростанции, а потом вместе с друзьями возьмитесь за се изготовление. И тогда в море электроэнергии вольется пусть небольшой, но ваш сэкономленный ручеек.

Известно, что электричество вырабатывает генератор, вал которого вращает ветер, пар или просто бензиновый двигатель. Двигатель нашей самодельной электростанции устроен просто: на длинном стальном тросе, перекинутом с одного берега речки на другой, укреплена гирлянда гидророторов. Поток воды вращает их, а вместе с ними и трос. Если соединить конец троса с генератором постоянного тока, генератор начнет вырабатывать электричество. А если к тросу присоединить вал насоса, он будет еще и качать воду на пришкольный или приусадебный участок, огород, бахчу.

Мощность такого двигателя зависит не только от скорости течения реки, но и от числа гидророторов, их размеров. Следовательно, присоединяя к тросу дополнительные пары гидророторов, мы можем пропорционально ее увеличивать. Примерно так и поступили школьники села Ляды Псковской области, когда несколько лет назад познакомились с идеей изобретателя Б. С. Блинова. Расчетом и советами ребятам помогал руководитель кружка юных воировцев Георгий Васильевич Ткачев. Вырабатываемую энергию своей электростанции ребята использовали для освещения классов и улицы, для снабжения школы водой.

Мы приводим чертежи двигателя, который будет вращать генератор от легкового автомобиля. Напряжение, вырабатываемое генератором, — 12 В, а мощность — до 150 Вт.

Прежде чем приступать к постройке гидростанции, в ремонтной мастерской или в магазине, где продаются запасные детали и узлы к автомобилям, подберите генератор. Заготовьте материалы: трос, доски, кровельное железо, стальной пруток и полосы. Заранее подберите место, где будет установлена электростанция. Желательно, чтобы это был прямой участок реки с чистыми, не заросшими кустарником берегами. На выбранном участке длиной 15-20 м наметьте два поперечных створа и, пользуясь поплавком, например щепкой, определите скорость течения. Бросьте поплавок в воду немного выше верхнего створа и по секундомеру отсчитайте время, за которое поплавок проплывет расстояние от верхнего створа до нижнего. Бросая поплавок на разное расстояние от берега, сделайте несколько таких замеров. А потом подсчитайте среднюю скорость течения реки. Если она не меньше 0,8 м/с, смело приступайте к строительству.

Длину троса вам подскажет ширина реки. Все остальные узлы и детали даны на рисунках. Мы расскажем о том, как лучше сделать наиболее сложные из них.

Каждый гидроротор состоит из двух полуцилиндров, ограниченных дисками и смещенных относительно друг друга. Гидророторы попарно прикреплены к тросу (все узлы крепления показаны на позиции 6). В каждой паре один гидроротор повернут относительно другого на угол 90°. Это сделано для того, чтобы получить равномерное вращение каждой пары, иначе трос будет закручиваться рывками. Трос все время растянут и в таком положении передает вращение на генератор, находящийся на берегу.

Береговые опоры — это доски и короткие бревна, врытые в грунт и связанные между собой стальными полосами (позиция 9). На одном берегу на такой опоре устанавливают генератор с редуктором (см. левую половину рисунка), а на другом — свободную опору с упорным подшипником (позиция 7) и крюком (позиция 8), которые позволяют тросу вращаться.

Конец троса, идущий к генератору, перекинут через ролик (позиция 2) и закреплен стяжками (см. сечение А-А). Ролик крепится к выходному валу редуктора тоже крюком (позиция 1).

Установленная поперек течения речки гирлянда держится на поверхности, почти не выступая над ней.

Когда нужно снять гирлянду, вынимают чеку из отверстия в крюке (позиция 8) и снимают узел упорного подшипника вместе с концом троса. Снятую гирлянду укладывают по течению речки вблизи от берега.

ВНИМАНИЕ!

ВО ИЗБЕЖАНИЕ НЕСЧАСТНОГО СЛУЧАЯ НЕОБХОДИМОПОМНИТЬ, ЧТО В МОМЕНТ СНЯТИЯ ГИРЛЯНДЫ С КРЮКА ТРОС РАСКРУЧЕН НЕ ПОЛНОСТЬЮ. ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ 20-30 СЕКУНД ПОСЛЕ СБРОСА ГИРЛЯНДЫ ЕГО МОЖНО БРАТЬ В РУКИ.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ

ТРОС (позиция 4), как вы уже поняли, играет роль гибкого вала. Он металлический, диаметром 10 мм. Его длина должна быть процентов на 10- 15 больше ширины речки. Трос должен иметь законцовки: на одну опирается упорный подшипник, установленный на свободной опоре, через вторую на трос надеваются гидророторы. Обе законцовки пропаиваются оловом или твердым припоем.

Начнем с конца троса, через который надеваются гидророторы. Прежде всего покрепче стяните его тремя витками стальной проволоки диаметром 0,2-0,5 мм, чтобы он не расплелся. Прежде чем пролудить конец троса, опустите его в бутыль с паяльной кислотой (соляная кислота, травленная цинком), а затем — в тигель с расплавленным оловом. ВНИМАНИЕ! РАБОТУ ПРОВОДИТЕ В ЗАЩИТНЫХ ОЧКАХ И ФАРТУКЕ. Операцию повторите 2-3 раза, пока не образуется сплошная пленка припоя. Лишь после этого снимите витки проволоки и конец опилите до диаметра троса. Наконечник закруглите, чтобы его было удобнее продевать через диски гидророторов.

Под второй конец троса на токарном станке выточите втулку, внутренний диаметр которой равен диаметру троса, а толщина стенки — 1,5-2,5 мм. Вставьте во втулку стальной стержень и в таком виде зажмите в тисках. Заостренным концом молотка короткими, но не сильными ударами отогните борта втулки на 45°. Затем наденьте ее на конец троса и, чтобы она пока не мешала, продвиньте немного вперед. Каждую проволочку троса на длине 20 мм согните вдвое и пролудите. Трос готов.

hydrostation

УЗЕЛ УПОРНОГО ПОДШИПНИКА (позиция 7) состоит из обоймы, подшипника и крепежной скобы.

Обойму подшипника лучше изготовить из водопроводной трубы, внутренний диаметр которой равен диаметру упорного подшипника. Длина отрезка трубы 135 мм. С одного конца заложите в нее оправку, равную внутреннему диаметру трубы, и на наковальне или на толстой плите ударами молотка сплющите (лучше предварительно трубу разогреть докрасна). Затем просверлите отверстия диаметром 12,5 и 4,2 мм и закруглите края напильником.

Упорные подшипники подберите готовые, от старых авто- или сельскохозяйственных машин.

КРЕПЕЖНУЮ СКОБУ (см. сечение А-А) сделайте из стальной проволоки диаметром 6 мм. Разрежьте ее на куски длиной по 60 мм и запилите концы. Потом плашкой нарежьте резьбу М6 на длину 10 мм. Полученный стержень согните — скоба готова. Скобу упорного подшипника (см. сечение Б—Б) делают так же.

ПОРЯДОК СБОРКИ. Наденьте на трос подшипник и продвиньте его до упора (до втулки). Вложите его в обойму и скрепите крепежной скобой. Чтобы в подшипник не попадал песок, между ним и скобой проложите фетровую прокладку.

ГИДРОРОТОР (позиция 5) состоит из пар дисков и полуцилиндров, изготовленных из кровельного железа толщиной 0,5-0,8 мм. Начнем с того, как делать диски. На листе кровельного железа прочертите окружности. По рискам ножницами по металлу аккуратно вырежьте заготовки, а потом, чтобы увеличить жесткость и, кроме того, не порезаться, согните в два приема края заготовок. Сначала под прямым углом заготовка станет похожей на крышку от коробки из-под гуталина. Затем в тисках отогните борта молотком полностью. Получится утолщенная кромка.

Вырезать прямоугольные заготовки для полуцилиндров не составит труда. Дополнительную прочность им придадут стальные спицы диаметром 3 мм, которые надо закатать в края. Как это делается, показано на рисунках. Кроме того, боковые края заготовок надрежьте до штриховых линий и согните на оправке под углом 90°. А потом на круглом полене диаметром 80-100 мм согните заготовки в полуцилиндры.

Полуцилиндры и диски скрепите между собой заклепками, винтами или точечной сваркой. Гидророторы готовы. Но прежде чем надевать их на трос, сделайте прорезные накладки и скобы (см. позицию 6).

Прорезная накладка — это диск, диаметр которого меньше диаметра диска ротора. Изготовление накладок аналогично изготовлению дисков. Все заготовки должны иметь центральное отверстие, через которое проходит трос, и паз для скоб. Чтобы получить паз, сначала расширьте половину центрального отверстия готовой заготовки полукруглым напильником до окружности диаметром 16 мм, а потом сделайте в дисках пропилы длиной 18 мм. Но так как обычное ножовочное полотно в таксе отверстие не пройдет, сточите его на наждаке под ширину 15 мм. Ширину паза расширьте надфилем до размера 2,8 мм.

Скобы 70×40 мм вырежьте из стальной полосы толщиной 2,5 мм. Вдоль продольной оси каждая скоба должна иметь полукруглый паз глубиной 4 мм. Чтобы его было проще сделать, нагрейте заготовку на огне до красного каления, положите на тиски и через накладку ударами молотка осадите металл до требуемой глубины.

hydrostation

СОЕДИНЕНИЕ ГИДРОРОТОРОВ. Гидроротор со скобой входит в вырез накладки. В каждой паре, напоминаем, один из гидророторов должен быть развернут на 90°. Трос жестко притянут болтовой дужкой к стягивающей скобе. Осевое перемещение прицепного гидроротора ограничено мягкой проволокой, которая одной стороной продета в дужку, а второй закреплена на шайбе. Такое соединение обеспечивает передачу мощности с гидророторов на трос, а также необходимую свободу при перемещении одного гидроротора относительно другого.

 

КРЮКИ (позиции 1 и 8) изготовьте из стального прутка диаметром 16 мм. Прежде чем сгибать заготовку, нагрейте ее. В крюке ролика (позиция 1) просверлите отверстие диаметром 2 мм под шплинт; в крюке упорного подшипника — диаметром 4,2 мм под чеку.

РОЛИК (позиция 2) выточите на токарном станке или склепайте из трех дисков — одного толщиной 10 мм и двух других — по 3 мм. Материал — сталь, латунь.

КОЛ (позиция 10) выстругайте из твердого дерева и набейте на него стальные кольца — отрезки трубы с внутренним диаметром 28 мм. Вместо деревянного кола можете взять отрезки стальных труб, вбив в них заглушки с наконечниками, как показано на рисунке.

УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ. Трос должен вращаться со скоростью 3-4 оборота в секунду. Генератор же может вырабатывать электрический ток при 1000-1500 оборотах в минуту. Чтобы получить

такую частоту вращения на генераторе, нужен повышающий редуктор с передаточным отношением от 5 до 10. Его можно сделать самим или приобрести в магазине.

ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ. Вы изготовили детали, собрали узлы и наконец установили их на береговых опорах. Через реку перекинули трос с гидророторами — электростанция начала вырабатывать электрическую энергию. Немного, всего 150 Вт, но и этого количества вполне хватит, чтобы в полный накал горело несколько лампочек, рассчитанных на рабочее напряжение 12 В. А вот как быть, если вам потребуется мощность в несколько раз большая, например, для питания насоса с электрическим приводом? Тогда можно собрать несколько таких электростанций. Разумеется, на воде гирлянды следует установить параллельно и на некотором отдалении друг от друга. Также параллельно подсоедините проводники от генераторов к линии электропередачи.

В. КРИВОНОСОВРисунки автора

www.microhydro.ru

Малая ГЭС без плотины

Японская компания Ibasei представила компактную гидроустановку малой мощности Cappa, назначение которой генерация электроэнергии отдельным потребителям в отдаленных районах, а также при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

        Обычно строительство гидроэлектростанций сопровождается сооружением огромных плотин и затоплением территорий.

        Однако для малой энергетики вполне достаточно силы обычного течения. Японская компания Ibasei представила компактную гидроустановку малой мощности Cappa, назначение которой генерация электроэнергии отдельным потребителям в отдаленных районах, а также при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

        Принципиально, в конструкции гидроэлектрогенератора нет ничего нового. Как обычно, лопасти вращаются водой и приводят в движение ротор генератора, что и приводит к выработке электричества. Малой турбине не нужны плотины, как и какие-либо специальные земляные работы для установки. Увеличение скорости водного потока и его стабилизацию обеспечивает специальный диффузор, в который она заключена. Диффузор обеспечивает максимальную скорость воды в том месте, где расположены лопасти. Материалы, из которых сделана турбина, на 100% приспособлены для вторичной переработки.

        По словам представителя компании при скорости течения 2 метра в секунду мощность генератора составляет 250 Вт. Это не очень много, но достаточно для местного потребления, в частности для зарядки аккумуляторных батарей. Кроме того, можно увеличить общую мощность электростанции, если установить несколько турбин в одном месте и организовать их работу на общую нагрузку. Для выработки мощности 1 КВт, понадобится, с учетом возможных потерь, объединить пять турбин Cappa.

        Генератор рассчитан на использование в Японии. Поэтому его электрические параметры соответствуют местным стандартам. Устройство вырабатывает переменный ток частотой 50-60 Гц и напряжением 100 вольт.

        Плотины нужны электростанциям чтобы гарантированно поддерживать высокое давление и скорость потока воды. В данном случае используется естественное течение. Для того, чтобы использовать его возможности в максимальной степени, разработчик и будущий изготовитель турбины компания Ibasei считает целесообразным индивидуальную подстройку каждого своего изделия под конкретные условия.

        В настоящее время турбина Cappa находится в финальной стадии разработки и тестирования. Компания надеется, что на рынке их изделие появится уже в 2013 году. Цена базового 250-ваттного экземпляра будет примерно такой же, как и у компактного автомобиля.

 

econet.ua

ГЭС без плотины - Свое хозяйство * - Сборник - Познавательный Интернет-журнал "Умеха

ГЭС без плотиныИзвестно, что электричество вырабатывает генератор, вал которого вращает ветер, пар или просто бензиновый двигатель. Двигатель нашей самодельной электростанции устроен просто: на длинном стальном тросе, перекинутом с одного берега речки на другой, укреплена гирлянда гидророторов. Поток воды вращает их, а вместе с ними и трос. Если соединить конец троса с генератором постоянного тока, генератор начнет вырабатывать электричество. А если к тросу присоединить вал насоса, он будет еще и качать воду на приусадебный участок, огород, бахчу.

 Мошность такого двигателя зависит не только от скорости течения реки, но и от числа гидророторов, их разделов. Следовательно, присоединяя к тросу дополнительные пары гидророторов, мы можем пропорционально ее увеличивать. Примерно так мы и поступили, когда несколько лет назад познакомились с идеей изобретателя Б. С. Блинова.

 Мы приводим чертежи двигателя, который будет вращать генератор от легкового автомобиля. Напряжение, вырабатываемое генератором, — 12 В, а мощность — до 150 Вт.

 Прежде чем приступать к постройке гидростанции, в ремонтной мастерской или в магазине, где продаются запасные детали и узлы к автомобилям, подберите генератор. Заготовьте материалы: трос, доски, кровельное железо, стальной пруток и полосы. Заранее подберите место, где будет установлена электростанция. Желательно, чтобы это был прямой участок реки с чистыми, не заросшими кустарником берегами. На выбранном участке длиной 15—20 м наметьте два поперечных створа и, пользуясь поплавком, например щепкой, определите скорость течения. Бросьте поплавок в воду немного выше верхнего створа и по секундомеру отсчитайте время, за которое поплавок проплывет расстояние от верхнего створа до нижнего. Бросая поплавок на разное расстояние от берега, сделайте несколько таких замеров. А потом подсчитайте среднюю скорость течения реки. Если она не меньше 0,8 м/с, смело приступайте к строительству.

 Длину троса вам подскажет ширина реки. Все остальные узлы и детали даны на рисунках. Мы расскажем о том, как лучше сделать наиболее сложные из них.

 

 Каждый гидроротор состоит из двух полуцилиндров, ограниченных дисками и смещенных относительно друг друга. Гидророторы попарно прикреплены к тросу (все узлы крепления показаны на позиции 6). В каждой паре один гидроротор повернут относительно другого на угол 90°. Это сделано для того, чтобы получить равномерное вращение каждой пары, иначе трос будет закручиваться рывками. Трос все время растянут и в таком положении передает вращение на генератор, находящийся на берегу.

 Береговые опоры — это доски и короткие бревна, врытые в грунт и связанные между собой стальными полосами (позиция 9). На одном берегу на такой опоре устанавливают генератор с редуктором (см. левую половину рисунка), а на другом — свободную опору с упорным подшипником (позиция 7) и крюком (позиция 8), которые позволяют тросу вращаться.

 Конец троса, идущий к генератору, перекинут через ролик (позиция 2) и закреплен стяжками (см. сечение А—А). Ролик крепится к выходному валу редуктора тоже крюком (позиция 1).

 Установленная поперек течения речки гирлянда держится на поверхности, почти не выступая над ней.

 Когда нужно снять гирлянду, вынимают чеку из отверстия в крюке (позиция 8) и снимают узел упорного подшипника вместе с концом троса. Снятую гирлянду укладывают по течению речки вблизи от берега.

 ВНИМАНИЕ!

ВО ИЗБЕЖАНИЕ НЕСЧАСТНОГО СЛУЧАЯ НЕОБХОДИМО ПОМНИТЬ,

ЧТО В МОМЕНТ СНЯТИЯ ГИРЛЯНДЫ С КРЮКА ТРОС РАСКРУЧЕН НЕ ПОЛНОСТЬЮ.

ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ 20—30 СЕКУНДПОСЛЕ СБРОСА ГИРЛЯНДЫ ЕГО МОЖНО БРАТЬ В РУКИ.

 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ

 ТРОС (позиция 4), как вы уже поняли, играет роль гибкого вала. Он металлический, диаметром 10 мм. Его длина должна быть процентов на 10—15 больше ширины речки. Трос должен иметь законцовки: на одну опирается упорный подшипник, установленный на свободной опоре, через вторую на трос надеваются гидророторы. Обе законцовки пропаиваются оловом или твердым припоем.

 Начнем с конца троса, через который надеваются гидророторы. Прежде всего покрепче стяните его тремя витками стальной проволоки диаметром 0,2—0,5 мм, чтобы он не расплелся. Прежде чем пролудить конец троса, опустите его в бутыль с паяльной кислотой (соляная кислота, травленная цинком), а затем — в тигель с расплавленным оловом. ВНИМАНИЕ! РАБОТУ ПРОВОДИТЕ В ЗАЩИТНЫХ ОЧКАХ И ФАРТУКЕ. Операцию повторите 2—3 раза, пока не образуется сплошная пленка припоя. Лишь после этого снимите витки проволоки и конец опилите до диаметра троса. Наконечник закруглите, чтобы его было удобнее продевать через диски гидророторов.

 Под второй конец троса на токарном станке выточите втулку, внутренний диаметр которой равен диаметру троса, а толщина стенки — 1,5—2,5 мм. Вставьте во втулку стальной стержень и в таком виде зажмите в тисках. Заостренным концом молотка короткими, но не сильными ударами отогните борта втулки на 45°. Затем наденьте ее на конец троса и, чтобы она пока не мешала, продвиньте немного вперед. Каждую проволочку троса на длине 20 мм согните вдвое и пролудите. Трос готов.

 

УЗЕЛ УПОРНОГО ПОДШИПНИКА (позиция 7) состоит из обоймы, подшипника и крепежной скобы.

 Обойму подшипника лучше изготовить из водопроводной трубы, внутренний диаметр которой равен диаметру упорного подшипника. Длина отрезка трубы 135 мм. С одного конца заложите в нее оправку, равную внутреннему диаметру трубы, и на наковальне или на толстой плите ударами молотка сплющите (лучше предварительно трубу разогреть докрасна). Затем просверлите отверстия диаметрами 12,5 и 4,2 мм и закруглите края напильником.

 Упорные подшипники подберите готовые, от старых авто- или сельскохозяйственных машин.

 КРЕПЕЖНУЮ СКОБУ (см. сечение А—А) сделайте из стальной проволоки диаметром 6 мм. Разрежьте ее на куски длиной по 60 мм и запилите концы. Потом плашкой нарежьте резьбу М6 на длину 10 мм. Полученный стержень согните — скоба готова. Скобу упорного подшипника (см. сечение Б—Б) делают так же.

 ПОРЯДОК СБОРКИ.

 

Наденьте на трос подшипник и продвиньте его до упора (до втулки). Вложите его в обойму и скрепите крепежной скобой. Чтобы в подшипник не попадал песок, между ним и скобой проложите фетровую прокладку.

 

 ГИДРОРОТОР (позиция 5) состоит из пар дисков и полуцилиндров, изготовленных из кровельного железа толщиной 0,5—0,8 мм. Начнем с того, как делать диски. На листе кровельного железа прочертите окружности. По рискам ножницами по металлу аккуратно вырежьте заготовки, а потом, чтобы увеличить жесткость и, кроме того, не порезаться, согните в два приема края заготовок. Сначала под прямым углом заготовка станет похожей на крышку от коробки из-под гуталина. Затем в тисках отогните борта молотком полностью. Получится утолщенная кромка.

 Вырезать прямоугольные заготовки для полуцилиндров не составит труда. Дополнительную прочность им придадут стальные спицы диаметром 3 мм, которые надо закатать в края. Как это делается, показано на рисунках. Кроме того, боковые края заготовок надрежьте до штриховых линий и согните на оправке под углом 90°. А потом на круглом полене диаметром 80—100 мм согните заготовки в полуцилиндры.

 Полуцилиндры и диски скрепите между собой заклепками, винтами или точечной сваркой. Гидророторы готовы. Но прежде чем надевать их на трос, сделайте прорезные накладки и скобы (см. позицию 6).

 Прорезная накладка — это диск, диаметр которого меньше диаметра диска ротора. Изготовление накладок аналогично изготовлению дисков. Все заготовки должны иметь центральное отверстие, через которое проходит трос, и паз для скоб. Чтобы получить паз, сначала расширьте половину центрального отверстия готовой заготовки полукруглым напильником до окружности диаметром 16 мм, а потом сделайте в дисках пропилы длиной 18 мм. Но так как обычное ножовочное полотно в такое отверстие не пройдет, сточите его на наждаке под ширину 15 мм. Ширину паза расширьте надфилем до размера 2,8 мм.

 Скобы 70х40 мм вырежьте из стальной полосы толщиной 2,5 мм. Вдоль продольной оси каждая скоба должна иметь полукруглый паз глубиной 4 мм. Чтобы его было проще сделать, нагрейте заготовку на огне до красного каления, положите на тиски и через накладку ударами молотка осадите металл до требуемой глубины.

 СОЕДИНЕНИЕ ГИДРОРОТОРОВ. Гидроротор со скобой входит в вырез накладки. В каждой паре, напоминаем, один из гидророторов должен быть развернут на 90°. Трос жестко притянут болтовой дужкой к стягивающей скобе. Осевое перемещение прицепного гидроротора ограничено мягкой проволокой, которая одной стороной продета в дужку, а второй закреплена на шайбе. Такое соединение обеспечивает передачу мощности с гидророторов на трос, а также необходимую свободу при перемещении одного гидроротсра относительно другого.

 КРЮКИ (позиции 1 и 8) изготовьте из стального прутка диаметром 16 мм. Прежде чем сгибать заготовку, нагрейте ее. В крюке ролика (позиция 1) просверлите отверстие диаметром 2 мм под шплинт; в крюке упорного подшипника — диаметром 4,2 мм под чеку.

 РОЛИК (позиция 2) выточите на токарном станке или склепайте из трех дисков — одного толщиной 10 мм и двух других — по 3 мм. Материал — сталь, латунь.

 КОЛ (позиция 10) выстругайте из твердого дерева и набейте на него стальные кольца — отрезки трубы с внутренним диаметром 28 мм. Вместо деревянного кола можете взять отрезки стальных труб, вбив в них заглушки с наконечниками, как показано на рисунке.

 УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ. Трос должен вращаться со скоростью 3—4 оборота в секунду. Генератор же может вырабатывать электрический ток при 1000— 1500 оборотах в минуту. Чтобы получить такую частоту вращения на генераторе, нужен повышающий редуктор с передаточным отношением от 5 до 10. Его можно сделать самим или приобрести в магазине.

 ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ. Вы изготовили детали, собрали узлы и наконец установили их на береговых опорах. Через реку перекинули трос с гидророторами — электростанция начала вырабатывать электрическую энергию. Немного, всего 150 Вт, но и этого количества вполне хватит, чтобы в полный накал горело несколько лампочек, рассчитанных на рабочее напряжение 12 В. А вот как быть, если вам потребуется мощность в несколько раз большая, например, для питания насоса с электрическим приводом? Тогда можно собрать несколько таких электростанций. Разумеется, на воде гирлянды следует установить параллельно и на некотором отдалении друг от друга. Также параллельно подсоедините проводники от генераторов к линии электропередачи.  Рисунки автора

umeha.3dn.ru

Малая ГЭС без плотины

Японская компания Ibasei представила компактную гидроустановку малой мощности Cappa, назначение которой генерация электроэнергии отдельным потребителям в отдаленных районах, а также при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

        Обычно строительство гидроэлектростанций сопровождается сооружением огромных плотин и затоплением территорий.

        Однако для малой энергетики вполне достаточно силы обычного течения. Японская компания Ibasei представила компактную гидроустановку малой мощности Cappa, назначение которой генерация электроэнергии отдельным потребителям в отдаленных районах, а также при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

        Принципиально, в конструкции гидроэлектрогенератора нет ничего нового. Как обычно, лопасти вращаются водой и приводят в движение ротор генератора, что и приводит к выработке электричества. Малой турбине не нужны плотины, как и какие-либо специальные земляные работы для установки. Увеличение скорости водного потока и его стабилизацию обеспечивает специальный диффузор, в который она заключена. Диффузор обеспечивает максимальную скорость воды в том месте, где расположены лопасти. Материалы, из которых сделана турбина, на 100% приспособлены для вторичной переработки.

        По словам представителя компании при скорости течения 2 метра в секунду мощность генератора составляет 250 Вт. Это не очень много, но достаточно для местного потребления, в частности для зарядки аккумуляторных батарей. Кроме того, можно увеличить общую мощность электростанции, если установить несколько турбин в одном месте и организовать их работу на общую нагрузку. Для выработки мощности 1 КВт, понадобится, с учетом возможных потерь, объединить пять турбин Cappa.

        Генератор рассчитан на использование в Японии. Поэтому его электрические параметры соответствуют местным стандартам. Устройство вырабатывает переменный ток частотой 50-60 Гц и напряжением 100 вольт.

        Плотины нужны электростанциям чтобы гарантированно поддерживать высокое давление и скорость потока воды. В данном случае используется естественное течение. Для того, чтобы использовать его возможности в максимальной степени, разработчик и будущий изготовитель турбины компания Ibasei считает целесообразным индивидуальную подстройку каждого своего изделия под конкретные условия.

        В настоящее время турбина Cappa находится в финальной стадии разработки и тестирования. Компания надеется, что на рынке их изделие появится уже в 2013 году. Цена базового 250-ваттного экземпляра будет примерно такой же, как и у компактного автомобиля.

 

econet.by


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта