„Grüne“ auf der ganzen Welt protestieren zunehmend gegen die Erschließung neuer Öl-, Gas- und Kohlevorkommen sowie den massiven Einsatz von Motoren Verbrennungs auf der ganzen Welt, die am meisten bringen starke Verschmutzung unser Lebensraum. Prominente aus Mode, Theater und Kino fordern eine sparsamere Lebensweise im Hinblick auf den Energieverbrauch. Sie installieren Sonnenkollektoren und Windgeneratoren auf den Dächern ihrer Villen (wie zum Beispiel der Schauspieler Leonardo DiCaprio).

Mehr gewöhnliche Menschen Sie verstehen auch, dass etwas von ihrem Verhalten abhängen kann, und wenn mindestens einer eine Alternative zum Verbrennungsmotor findet, wird die Welt ein wenig sauberer. Daher ist es in Dörfern, Städten und in unserem Land, wo es fallendes oder fließendes Wasser gibt, ein bestimmtes Wasserbecken auf einem Hügel, möglich, mit eigenen Händen ein Mini-Wasserkraftwerk zu bauen und so sich selbst und sich selbst zu helfen Ihre Majestät Natur. Dies ist eine Alternative zu Benzin bzw Dieselgenerator, das immer noch mit Kraftstoff betrieben wird und ätzende Abgase in die Umwelt abgibt.

Was wäre, wenn mehr als eine Person, mehr als ein Haushalt sich dazu entschließen würde, einen alternativen Weg zur Stromgewinnung zu finden? Was ist, wenn es sich um eine ganze Stadt, ein ganzes Dorf oder eine ganze Stadt handelt? Hier wird die Belastung der Natur deutlich abnehmen. Und der Verbraucher wird mehr Geld für den Haushaltsbedarf in der Tasche haben, denn Strom aus einem Mini-Wasserkraftwerk, das von den Händen und Köpfen von Enthusiasten geschaffen wurde, ist etwa dreimal billiger als der Kauf bei regulären Erzeugern (KWK-Kraftwerke, Kernkraftwerke, industrielle Wasserkraftwerke). Kraftwerke).

Das richtige Wasser finden

Kürzlich habe ich ein kurzes Video gesehen, das zeigte, wie Studenten einer westlichen Hochschule in einem gewöhnlichen indischen Dorf beschlossen, ein Mini-Wasserkraftwerk zu bauen. In dieser Wildnis gibt es keinen Strom, junge Menschen fliehen in die Städte, aber was passiert, wenn man den Bewohnern Strom gibt? Im Dorf gibt es keinen Fluss als solchen, aber einen Stausee. Etwas oberhalb des Dorfniveaus befindet sich eine natürliche Schüssel mit einer riesigen Wassermenge. Was haben sich die Studierenden ausgedacht?

Mit ihren klugen Köpfen erkannten sie, dass die Natur erschaffen werden kann, da es hier keinen Fluss gibt! Durch die Hände angeheuerter Arbeiter wurde ein abgedecktes langes Rohr mit einem Durchmesser von einem Meter installiert, dessen eines Ende an einem Stausee befestigt war und dessen anderes Ende in einen kleinen, langsam fließenden Fluss mündete. Aufgrund des Höhenunterschieds strömte Wasser aus dem Stausee durch das Rohr nach unten, beschleunigte sich immer mehr und am Ausgang entstand bereits eine ziemlich starke Strömung, die an den Rotorblättern des Mini-Wasserkraftwerks anliegt. Das Rohr, in dem das Wasser des Stausees eingeschlossen ist, verläuft so malerisch den Hang hinunter, dass es scheint, als würde eine riesige Pythonschlange langsam von oben nach unten kriechen und mit ihrer Größe die Anwohner in Angst und Schrecken versetzen. Du möchtest es mit deinen Händen berühren, fühlen, seine Kraft spüren.

Wenn in einem indischen Dorf etwas Ähnliches entsteht, warum versuchen Sie es dann nicht auch in einem russischen Dorf? Wenn in der Nähe kein schnell fließender Fluss, aber ein Stausee vorhanden ist, ist auch der Bau eines Mini-Wasserkraftwerks möglich. Man muss sich nur das Gelände ansehen, aber eines ist klar: Der Stausee – sei er natürlich oder künstlich – muss höher liegen als der Ort, an dem das Wasserkraftwerk errichtet werden soll. Wenn der Höhenunterschied erheblich ist, umso besser! Der Wasserfluss wird von oben nach unten stärker verlaufen, wodurch die mögliche Leistung des erzeugten Stroms zunimmt.

Es ist nicht notwendig, teure Rohre zu kaufen, um einen künstlichen Wasserfluss zu organisieren. Sie können mit Ihren eigenen Händen eine Art Rinne bauen und das Wasser aus dem Reservoir durch diese strömen lassen. Zunächst ist es im Allgemeinen besser, alle verfügbaren Mittel zu verwenden, auch wenn es sich nicht um alte Rohre handelt. großer Durchmesser vorerst und bauen Sie eine Testversion der Wasserableitung aus dem darüber liegenden Reservoir. Auf diese Weise wird es möglich sein, die Strömungsgeschwindigkeit zu messen (ich habe bereits früher geschrieben, wie das geht). Wenn sich in der Nähe ein schnell fließender Fluss befindet, besteht keine Notwendigkeit, Dämme oder Dachrinnen zu bauen oder künstlich einen Wasserfluss zu erzeugen. An solchen Orten können problemlos Mini-Wasserkraftwerke in Form einer Girlande, eines Propellers, eines Dardieu-Rotors oder eines Wasserrades installiert werden.

Es wird wichtig sein, die Struktur zu schützen. Wie? Vor dem Mini-Wasserkraftwerk sollte ein Schutzgitter aus Netz oder ein Diffusor installiert werden, damit Baumfragmente oder sogar ganze Baumstämme, die entlang des Flusses schwimmen, sowie lebende und tote Fische und alle Arten von Schutt, fallen nicht auf die Turbinenschaufeln, sondern schweben vorbei.

Das einfachste DIY-Mini-Wasserkraftwerk

Fast jeder kann mit eigenen Händen sein eigenes Mini-Wasserkraftwerk bauen. Beispiele? Um während einer Wanderung Licht zu bekommen, nutzen viele Touristen ein gewöhnliches Fahrrad, mit dem sie sich fortbewegen. An jedem Fahrradrad montieren sie Jumper aus beispielsweise dünnen Eisenstücken zwischen den Speichen und führen zuerst mit den Händen und dann mit einer Zange die Kanten des Blechs hinter die Speiche und fixieren so den Jumper. Die Länge des Jumpers sollte dem halben Raddurchmesser entsprechen, also den Abstand von der Felge bis zur Nabe abdecken. Tatsächlich sollte es der Länge der Stricknadel entsprechen. Optimal wäre es, vier solcher Jumper entsprechend den Himmelsrichtungen zu installieren: Norden, Süden, Westen, Osten. Als nächstes benötigen Sie einen normalen Fahrradgenerator und eine daran angeschlossene Taschenlampe.

Es ist Zeit zum Wandern. Sie müssen am Fluss übernachten. Nun, lassen Sie die Mücken stechen! Sie können jedoch ein Video von der Party machen und Fotos rund um das Feuer machen. Das ist sehr malerisch! Das Wasser im Fluss muss spürbar fließen, dann funktioniert unser Camping-Mini-Wasserkraftwerk. "Es werde Licht!" - sagte der Mechaniker und machte einen Kurzschluss. Nein, hier geht es nicht um uns.

"Es werde Licht!" - sagte der Tourist und senkte das Rad mit Eisenbrücken zu einem Drittel ins Wasser des fließenden Flusses. Das Fahrrad selbst wird auf einen kleinen Ständer gestellt oder an einem Baum oder Pflock am Ufer aufgehängt, sodass ein Drittel des Rades im Bach eingetaucht ist. Das Wasser drückt auf die Brücken, dreht das Rad, der Generator wandelt die Wasserenergie in Strom um und eine Mini-Taschenlampe beleuchtet den Parkplatz.

Es besteht keine Gefahr, dass die Batterien defekt sind, da bei der Verwendung einer herkömmlichen Taschenlampe keine Gefahr besteht, dass diese leer werden und Sie sie nicht auf einen Campingausflug mitnehmen müssen. große Mengen. Der Fluss wird nirgendwo verschwinden. Touristen ziehen es am häufigsten vor, an bewährten Orten zu übernachten. Nachdem sie an dem Ort, an dem sie übernachtet haben, einmal elektrischen Strom durch ein Mini-Velo-Wasserkraftwerk erhalten haben, werden sie sich an diesen Ort erinnern und versuchen, die dunkle Zeit des Tages hier zu verbringen.

Verhandlungsschwierigkeiten

Allerdings ist das Anzünden einer Kerze im übertragenen Sinne eine Sache, aber Tausende anzuzünden und den Menschen Licht zu spenden, wie Prometheus es tat, ist eine ganz andere Sache. Ein kompaktes Wasserkraftwerk als Stromquelle kann durch sein Auftreten im alltäglichen Gebrauch das etablierte Bild und den Sachverhalt stören.

Die größten Monopole sind daran gewöhnt, dass sie selbst Strom für kleine Siedlungen produzieren; Vertriebstochtergesellschaften sind es gewohnt, Geld für die Lieferung von Waren zu erhalten – kWh an den Verbraucher. Wo können Mini-Wasserkraftwerke in dieses Schema integriert werden? Und noch nicht von Monopolisten kontrolliert? Ich sage gleich, dass es nicht einfach sein wird, ein solches Projekt mit den lokalen Behörden in Russland zu koordinieren, genau wie bei jedem anderen neuen Unternehmen. Aber das Ergebnis ist die Mühe wert.

Unter einem kompakten (Mini-)Wasserkraftwerk versteht man im Allgemeinen ein Kraftwerk, das eine Leistung von bis zu 100 kW erzeugt. Handwerker, die mit ihren Händen und Köpfen arbeiten, können dieses nützliche Ding ganz einfach in ihrer Stadt oder ihrem Dorf, sogar in einem Privathaushalt, bauen. Aber nur, wenn es entsprechende gibt natürliche Bedingungen und der Wunsch, etwas NEUES zu schaffen, Geld zu sparen, also in Zukunft weniger für Strom zu bezahlen.

Wenn Sie sich ein Video oder Foto einiger Mini-Wasserkraftwerke ansehen, werden Sie feststellen, dass sie manchmal sehr seltsam aussehen. Aber auch für die Zeitgenossen von Leonardo Da Vinci wirkten seine Schwungräder mit riesigen Flügeln zumindest seltsam, und mit seinen gewagten Experimenten und Ideen versetzte der große Italiener viele Menschen seiner Zeit in völlige Angst und Schrecken. Na und? Wir erinnern uns nicht an diese Leute. Und Leonardos Zeichnungen und Kreationen werden noch Jahrhunderte weiterleben. Bauen Sie mit Ihren eigenen Händen ein Mini-Wasserkraftwerk, experimentieren Sie, wagen Sie es! Natur und Nachkommen werden Dir nur „Danke“ sagen!

Michail Bersenew

Auch in Tadschikistan gibt es Handwerker, nicht schlechter als indische:

Als nächstes folgen Entwürfe, deren Prototyp das Freistrom-Wasserkraftwerk (Modell 1964) von V. Blinov war.

Die besprochenen Wasserkraftwerke sind Freistromkraftwerke mit einer eher originellen Turbine aus sogenannten Savonius-Rotoren, die auf einer gemeinsamen (vielleicht flexiblen, zusammengesetzten) Arbeitswelle aufgereiht sind. Staudämme und andere große Wasserbauwerke Sie benötigen für ihre Installation nichts. Sie sind in der Lage, auch in flachem Wasser mit voller Effizienz zu arbeiten, was diese Wasserkraftwerke in Kombination mit der Einfachheit, Kompaktheit und Zuverlässigkeit des Designs für Landwirte und Gärtner, deren Grundstücke in der Nähe kleiner Wasserläufe (Flüsse) liegen, sehr vielversprechend macht , Bäche und Gräben).

Im Gegensatz zu Staudämmen nutzen Freiflusswasserkraftwerke bekanntermaßen nur die kinetische Energie des fließenden Wassers. Um die Leistung zu bestimmen, gibt es eine Formel:

N=0,5*p*V3*F*n (1),

N - Leistung an der Arbeitswelle (W),
- p - Dichte des Wassers (1000 kt/m3),
- V – Fließgeschwindigkeit des Flusses (m/s),
- F - Querschnittsfläche des aktiven (tauchbaren) Teils des Arbeitskörpers der hydraulischen Maschine (m2),
- n - Energieumwandlungseffizienz.

Wie aus Formel 1 hervorgeht, liegt bei einer Flussgeschwindigkeit von 1 m/s pro Quadratmeter Querschnitt des aktiven Teils der hydraulischen Maschine idealerweise (bei n=1) eine Leistung von nur 500 W vor . Dieser Wert ist für die industrielle Nutzung deutlich gering, für das Nebengrundstück eines Landwirts oder Sommerbewohners jedoch völlig ausreichend. Darüber hinaus kann sie durch den Parallelbetrieb mehrerer „Wasserenergie-Girlanden“ gesteigert werden.

Und noch eine Feinheit. Die Geschwindigkeit des Flusses ist in seinen verschiedenen Abschnitten unterschiedlich. Bevor Sie mit dem Bau eines Mini-Wasserkraftwerks beginnen, ist es daher notwendig, das Energiepotenzial Ihres Flusses mit der beschriebenen einfachen Methode zu ermitteln. Erinnern wir uns nur daran, dass die vom Messschwimmer zurückgelegte Strecke geteilt durch die Zeit, die er zurücklegt, entspricht Durchschnittsgeschwindigkeit Strömung in diesem Bereich. Es ist auch zu beachten: Dieser Parameter ändert sich je nach Jahreszeit.

Daher sollten Auslegungsberechnungen auf der Grundlage der durchschnittlichen Flussgeschwindigkeit (über die geplante Betriebsdauer des Kleinwasserkraftwerks) durchgeführt werden.

Abb.1. Savonius-Rotoren für selbstgebaute Girlanden-Mini-Wasserkraftwerke:

a, b - Klingen; 1 - quer, 2 - Ende.

Als nächstes müssen Sie die Größe des aktiven Teils der hydraulischen Maschine und seinen Typ bestimmen. Da das gesamte Mini-Wasserkraftwerk möglichst einfach und unkompliziert in der Herstellung sein soll, eignet sich am besten der Savonius-Rotor der Endbauweise als Konvertertyp. Beim Arbeiten mit vollständigem Eintauchen in Wasser kann der Wert F gleich dem Produkt aus Rotordurchmesser D und seiner Länge L angenommen werden, und n=0,5. Die Rotationsfrequenz f wird mit einer für die Praxis akzeptablen Genauigkeit nach der Formel ermittelt:

f=48V/3,14D (U/min) (2).

Um das Wasserkraftwerk möglichst kompakt zu gestalten, sollte die in der Berechnung angegebene Leistung mit der tatsächlichen Last korreliert werden, deren Stromversorgung durch das Mini-Wasserkraftwerk erfolgen sollte (da im Gegensatz zu einer Windkraftanlage der Strom). wird kontinuierlich in das Verbrauchernetz eingespeist). In der Regel wird dieser Strom für die Beleuchtung, den Betrieb von Fernseher, Radio und Kühlschrank verwendet. Darüber hinaus ist nur letzteres den ganzen Tag über ständig in Betrieb. Die restlichen Elektrogeräte funktionieren hauptsächlich abends. Auf dieser Grundlage ist es ratsam, sich auf die maximale Leistung einer „Wasserenergie-Girlande“ von etwa 250-300 W zu konzentrieren und die Spitzenlast mit einer Batterie abzudecken, die von einem Mini-Wasserkraftwerk geladen wird.

Die Übertragung des Drehmoments von der Arbeitswelle eines Wasserkraftwerks auf die Riemenscheibe eines elektrischen Generators erfolgt üblicherweise über ein Zwischengetriebe. Streng genommen kann dieses Element jedoch ausgeschlossen werden, wenn der bei der Konstruktion eines Mikrowasserkraftwerks verwendete Generator eine Betriebsdrehzahl von weniger als 750 U/min hat. Auf die direkte Kommunikation muss man allerdings oft verzichten. Tatsächlich liegt die Betriebsdrehzahl zu Beginn der Leistungsabgabe bei der überwiegenden Mehrheit der im Inland hergestellten Generatoren im Bereich von 1500–3000 U/min. Dies bedeutet, dass eine zusätzliche Koordination zwischen den Wellen des Wasserkraftwerks und dem elektrischen Generator erforderlich ist.

Nachdem wir nun den vorläufigen theoretischen Teil hinter uns haben, werfen wir einen Blick auf konkrete Designs. Jedes davon hat seine eigenen Vorteile.

Hier handelt es sich zum Beispiel um ein halbstationäres Free-Flow-Mini-Wasserkraftwerk mit einer horizontalen Anordnung von zwei koaxialen, um 90° gegeneinander gedrehten (zur Erleichterung des Selbststarts) und starr verbundenen Querrotoren vom Typ Savonius. Darüber hinaus bestehen die Hauptteile und Komponenten dieses selbstgebauten Wasserkraftwerks aus Holz, dem erschwinglichsten und „gehorsamsten“ Baumaterial.

Das geplante Mini-Wasserkraftwerk ist tauchfähig. Das heißt, sein Stützrahmen liegt quer zum Gewässergrund und wird mit Abspannseilen oder Stangen verstärkt (wenn sich beispielsweise Gehwege, ein Bootssteg usw. in der Nähe befinden). Dies geschieht, um zu verhindern, dass das Bauwerk vom Wasserlauf selbst mitgerissen wird.

Abb.2. Tauchfähiges Mini-Wasserkraftwerk mit horizontalen Querrotoren:
1 - Basisholm (Balken 150x100, 2 Stk.), 2 - unterer Querträger (Brett 150x45, 2 Stk.), 3 - mittlerer Querträger (Balken 150x120, 2 Stk.), 4 - Setzstufe (Rundholz mit einem Durchmesser 100, 4 Stk.), 5 oberer Holm (Brett 150x45, 2 Stk.), 6 - oberer Querträger (Brett 100x40, 4 Stk.), 7 - Zwischenwelle (Edelstahl, Stange mit einem Durchmesser von 30) , 8 - Flaschenzug, 9 - konstanter Generatorstrom, 10 - „Gander“ mit einer Porzellanrolle und einem zweiadrigen isolierten Draht, 11 - Grundplatte (200x40-Platte), 12 - Antriebsscheibe, 13 - Holzlagerbaugruppe (2 Stk.), 14 - Rotor „Wasserenergiegirlande“ (D600, L1000, 2 Stk.), 15 Scheibe (aus Brettern mit einer Dicke von 20–40 mm, in einen Schild geschlagen, 3 Stk.); Metallische Befestigungselemente (einschließlich Streben, Naben von Außenscheiben) sind nicht dargestellt.

Natürlich sollte die Tiefe des Flusses am Aufstellungsort des Mini-Wasserkraftwerks geringer sein als die Höhe des Tragrahmens. Andernfalls ist es sehr schwierig (wenn nicht unmöglich), zu verhindern, dass Wasser in den Stromgenerator gelangt. Nun, wenn der Ort, an dem sich das Mini-Wasserkraftwerk befinden soll, eine Tiefe von mehr als 1,5 m hat oder große Wassermengen und Fließgeschwindigkeiten vorhanden sind, die im Laufe des Jahres stark schwanken (was übrigens der Fall ist). ganz typisch für schneegespeiste Fließgewässer), dann empfiehlt es sich, diese Konstruktion mit Schwimmkörpern auszustatten. Dadurch kann es auch leicht bewegt werden, wenn es an einem Fluss installiert wird.

Der Tragrahmen eines Mini-Wasserkraftwerks ist ein rechteckiger Rahmen aus Holz, Brettern und kleinen Baumstämmen, der mit Nägeln und Draht (Kabeln) befestigt wird. Metallteile der Konstruktion (Nägel, Bolzen, Klammern, Winkel etc.) sollten nach Möglichkeit aus Edelstahl oder anderen korrosionsbeständigen Legierungen bestehen.

Da der Betrieb eines solchen Mini-Wasserkraftwerks unter russischen Bedingungen oft nur saisonal möglich ist (aufgrund des Zufrierens der meisten Flüsse), wird nach Ablauf der Betriebszeit das gesamte an Land gezogene Bauwerk einer gründlichen Inspektion unterzogen. Verrottete Holzelemente und Metallteile, die trotz aller Vorsichtsmaßnahmen verrostet sind, werden zeitnah ersetzt.

Eine der Hauptkomponenten unseres Mini-Wasserkraftwerks ist eine „Wasserenergie-Girlande“ aus zwei starr befestigten (und auf der Arbeitswelle ein einziges Ganzes bildenden) Rotoren. Ihre Scheiben lassen sich problemlos aus 20-30 mm dicken Brettern herstellen. Machen Sie dazu einen Schild daraus und bilden Sie mit einem Zirkel einen Kreis mit einem Durchmesser von 600 mm. Anschließend wird jedes Brett entsprechend der erhaltenen Kurve zugeschnitten. Nachdem die Werkstücke auf zwei Streifen zusammengeschlagen wurden (um die erforderliche Steifigkeit zu erzielen), wiederholen sie alles dreimal – entsprechend der Anzahl der benötigten Scheiben.

Für die Lamellen empfiehlt es sich, diese aus Dachblech herzustellen. Und besser - aus zylindrischen, die in der Größe geeignet sind und in zwei Hälften geschnitten werden (entlang der Achse) Edelstahlbehälter(Fässer), in denen üblicherweise landwirtschaftliche Düngemittel und andere aggressive Stoffe gelagert und transportiert werden. IN als letztes Die Klingen können auch aus Holz gefertigt sein. Ihr Gewicht wird jedoch (insbesondere nach einem längeren Aufenthalt im Wasser) deutlich zunehmen. Und dies sollte bei der Errichtung von Mini-Wasserkraftwerken auf Schwimmern beachtet werden.

An den Enden der „Wasserenergie-Girlande“ sind Stachelstützen angebracht. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um kurze Zylinder mit breitem Flansch und einem Endschlitz für einen Schlüssel. Der Flansch wird mit vier Schrauben an der entsprechenden Rotorscheibe befestigt.

Um die Reibung zu reduzieren, sind an den mittleren Querträgern Lager angebracht. Und da gewöhnliche Kugel- oder Rollenlager für den Einsatz im Wasser ungeeignet sind, verwenden sie... selbstgebaute Holzlager. Das Design jeder von ihnen besteht aus zwei Klammern und Einlegebrettern mit einem Loch für den Durchgang einer Zapfenstütze. Darüber hinaus sind die mittleren Lagerschalen so positioniert, dass die Holzfasern parallel zur Welle verlaufen. Darüber hinaus wird durch besondere Maßnahmen eine sichere Fixierung der Einlegebretter gegen seitliches Verschieben gewährleistet. Dies geschieht mittels Spannschrauben.

Abb. 3. Gleitlagermontage:
1 - Crimpwinkel (St3, Leiste 50x8, 4 Stk.), 2 - mittlerer Rahmenquerträger, 3 - Crimpeinsatz (aus Hartholz, 2 Stk.), 4 austauschbarer Einsatz (aus Hartholz, 2 Stk.) , 5 – M10-Schraube mit Grover-Mutter und Unterlegscheibe (4 Sätze), 6 – M8-Bolzen mit zwei Muttern und Unterlegscheiben (2 Stk.).

Als Stromgenerator wird im betrachteten Mikrowasserkraftwerk jeder Autogenerator eingesetzt. Sie erzeugen 12–14 V Gleichstrom und können problemlos sowohl an eine Batterie als auch an Elektrogeräte angeschlossen werden. Die Leistung dieser Maschinen beträgt etwa 300 W.

Ganz akzeptabel für selbstgemacht und der Entwurf eines tragbaren Mini-Wasserkraftwerks mit einer vertikalen Anordnung einer „Girlande“ und eines Generators. Ein solches Wasserkraftwerk ist laut dem Autor der Entwicklung am wenigsten materialintensiv. Die tragende Struktur der Anlage, die ihre Position im Flussbett fixiert, ist ein hohler Stahlstab (z. B. aus Rohrstücken). Seine Länge richtet sich nach der Beschaffenheit des Gewässerbodens und der Strömungsgeschwindigkeit. Darüber hinaus würde das scharfe Ende der Stange, das in den Boden getrieben wird, die Stabilität des Mini-Wasserkraftwerks und seine Nichtstörung durch die Strömung gewährleisten. Auch eine zusätzliche Nutzung von Dehnungsstreifen ist möglich.
Nachdem die aktive Oberfläche des Rotors mithilfe der Formel (1) ermittelt und die Tiefe des Flusses am Aufstellungsort des Kleinwasserkraftwerks gemessen wurde, lässt sich der Durchmesser der hier verwendeten Savonius-Rotoren leicht berechnen. Um die Konstruktion einfach und selbststartend zu gestalten, empfiehlt es sich, eine „Wasserenergie-Girlande“ aus zwei Rotoren herzustellen, die so verbunden sind, dass die Rotorblätter des ersten um 90° relativ zum zweiten (entlang der Rotationsachse) versetzt sind. Um die Betriebseffizienz zu erhöhen, ist die Struktur auf der Anströmseite außerdem mit einem Schild ausgestattet, der die Rolle einer Leitschaufel übernimmt. Nun, die Arbeitswelle ist in den Gleitlagern der oberen und unteren Stützen gelagert. Grundsätzlich können für eine kurze Betriebszeit eines Mini-Wasserkraftwerks (z. B. auf einer Wandertour) Kugellager mit großem Durchmesser eingesetzt werden. Befindet sich jedoch Sand oder Schlamm im Wasser, müssen diese Geräte nach jedem Gebrauch mit klarem Wasser abgewaschen werden.

Reis. 4. Mini-Wasserkraftwerk mit vertikaler Anordnung von Endrotoren:
1 - Stützstange, 2 - untere Lagerbaugruppe, 3 - Scheibe „Wasserenergiegirlande“ (3 Stk.), 4 - Rotor (D600, 2 Stk.), 5 - obere Lagerbaugruppe, 6 - Arbeitswelle, 7 - Getriebe, 8 - elektrischer Generator, 9 - „Gander“ mit Porzellanrolle und zweiadrigem isoliertem Draht, 10 - Generatorbefestigungsklemme, 11 - bewegliche Führungsplatte; a, b - Klingen: Die Streben am oberen Ende der Stützstange sind nicht dargestellt.

Abhängig vom Gewicht der „Wasserenergie-Girlande“ und der Notwendigkeit, sie in Einzelteile zu zerlegen, werden die Stützen mit der Stange verschraubt und verschweißt. Das obere Ende der Arbeitswelle der hydraulischen Maschine ist gleichzeitig die Eingangswelle des Multiplikators, für den (als einfachste und technologisch fortschrittlichste) ein Riemen verwendet werden kann.

Der Stromgenerator stammt wiederum aus einem Auto. Die Befestigung an der Stützstange erfolgt einfach mit einer Klemme. Und die vom Generator kommenden Leitungen selbst müssen zuverlässig wasserdicht sein. In den Abbildungen werden die genauen geometrischen Proportionen des Zwischengetriebes nicht dargestellt, da diese von den Parametern des jeweiligen Generators abhängen. Nun, Antriebsriemen können aus einem alten Autoschlauch hergestellt werden, indem man ihn in 20 mm breite Streifen schneidet und ihn dann zu Bündeln verdreht.

Für die Stromversorgung kleiner Dörfer eignet sich ein von V. Blinov entworfenes Girlanden-Mini-Wasserkraftwerk, das nichts anderes als eine Kette tonnenförmiger Savonius-Rotoren mit einem Durchmesser von 300-400 mm ist, die an einem flexiblen, gespannten Kabel befestigt sind über den Fluss. Ein Ende des Kabels ist an der Gelenkhalterung befestigt, das andere über einen einfachen Multiplikator an der Generatorwelle. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,5-2,0 m/s erreicht die Rotorkette bis zu 90 U/min. Und die geringe Größe der Elemente der „Wasserenergie-Girlande“ ermöglicht den Betrieb dieses Kleinwasserkraftwerks an Flüssen mit einer Tiefe von weniger als einem Meter.

Es muss gesagt werden, dass es V. Blinov vor 1964 gelang, mehrere tragbare und stationäre Mini-Wasserkraftwerke nach eigenem Entwurf zu bauen, von denen das größte ein Wasserkraftwerk war, das in der Nähe des Dorfes Porozhki (Region Twer) errichtet wurde. Ein Girlandenpaar trieb hier zwei handelsübliche Auto- und Traktorgeneratoren mit einer Gesamtleistung von 3,5 kW an.

MK 10 1997 I. Dokunin

Eine unabhängige Stromquelle ist in einem Landhaus die erste Notwendigkeit. Der Elektroartikelmarkt bietet eine große Auswahl an Stromgeneratoren verschiedene Designs: Gas, Wechselrichter, Benzin, Diesel. Unter ihnen nehmen wasserelektrische Generatoren aufgrund ihrer Vorteile und Einsparungen beim Kraftstoffverbrauch einen besonderen Platz ein. Die Erzeugung von Strom aus natürlichen Quellen ist die umweltfreundlichste und kostengünstigste Art, eine Energieressource zu erzeugen.

Umfang und Eigenschaften des Gerätes

Verschiedene Anwendungen

Diese hydraulischen Geräte können für verschiedene Haushalts- und Geschäftsbedürfnisse eingesetzt werden:

• In der Landwirtschaft;
• Städte der Geologen;
• Im Flusstransport;
• In Freizeitzentren;
• In der Bergbauindustrie;
• In ländlichen und vorstädtischen Gebieten.

Um verschiedene Arten von Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Aufbau des Gerätes ist einfach: der Motor, der Generator selbst und das Gehäuse.

Schauen wir uns das Video zum Anwendungsbereich von Stromaggregaten und ihren Typen an:

Je nach Kraftwerkstyp werden Generatoren unterteilt in:

Die Generatoren sind ebenfalls wasser- und solarbetrieben. Ein Wassergenerator unterscheidet sich von einem Diesel- oder Benzingenerator dadurch, dass er sparsamer im Betrieb und absolut umweltfreundlich ist. Wenn ein Fluss oder Bach neben einem Landhaus fließt, betragen die Ausgaben für die Wartung der Station Null.

Arbeitsprinzip

Energiegewinnung durch Rotation Strukturelement wird schon seit langer Zeit verwendet, man denke nur an Wassermühlen. Ein Wassergenerator zur Erzeugung elektrischer Energie unterscheidet sich kaum von antiken Geräten.

Schauen wir uns das Video an, einfachste Mechanismus funktioniert:

Sie müssen den Schlauch des Geräts an eine Wasserquelle (Bach, Wasserhahn, Duschkabinentank) anschließen und durch die Drehung der Radschaufeln unter dem Wasserdruck wird Energie an den Generator selbst übertragen. Der Generator wiederum verarbeitet die empfangene Energie in einen Strom mit der entsprechenden Frequenz (Wechselstrom oder Gleichstrom).

Arten von Wasserkraftgeneratoren

Industrieprodukte unterscheiden sich in den Parametern der von ihnen erzeugten Energie. Für den häuslichen Bedarf werden Hydrauliksysteme mit geringer Leistung (10-100 kW) mit vertikaler Position der Rotordrehachse verwendet, die auf der Grundlage kleiner Wasserläufe arbeiten. Für den industriellen Bedarf sind Geräte mit horizontaler Drehbewegung der Achse konzipiert.

Wasserrad

Für häusliche Zwecke wird ein dammloses Mini-Wasserkraftwerk verwendet, das in 4 Typen unterteilt ist:

1. Wasserrad;
2. Wasserkraftwerk Garland;
3. Daria-Rotor;
4. Propeller.

Ein Wasserrad ist ein rotierendes Element mit Schaufeln, das senkrecht zur Wasserbewegung installiert ist und die Hälfte oder etwas weniger eintaucht. Durch den Wasserdruck auf die Schaufeln dreht sich das Rad und es wird Energie umgewandelt.

Die Girlande für einen Wassergenerator besteht aus einem Kabel mit festen Rotoren, das von einem Flussufer zum anderen geworfen wird. Ein Ende des Kabels ist am Generator befestigt, das andere Ende ist durch ein Lager gesichert. In Wasser getauchte Rotoren beginnen sich unter dem Druck der Strömung zu drehen, wodurch das Kabel rotiert. Dadurch wird Strom erzeugt.

Rotor Daria

Der Darrieus-Rotor ist ein vertikal rotierendes Element, das durch wechselnde Drücke an Rotorblättern mit komplexer Konstruktion angetrieben wird. Es ist die Strömung um eine komplexe Oberfläche, die einen Druckunterschied erzeugt.

Ein Wasserpropellergenerator ähnelt einer „Windmühle“, die mit einem Rotor ausgestattet, aber unter Wasser installiert ist. Die Breite der Flügel (2 cm) hat die notwendigen Abmessungen, um maximale Rotationsgeschwindigkeit bei minimaler Widerstandslast zu erreichen. Allerdings muss die Größe der Schaufeln entsprechend der Wasserströmung gewählt werden, ihre Leistung kann variieren.

Im Alltag haben sich propellerartige hydraulische Anlagen und Räder durchgesetzt. Der Vorteil dieser Geräte ist eine hohe Effizienz bei minimalen Kosten.

Produktübersicht

Hersteller produzieren Mini-Wasserkraftwerke für den Hausgebrauch zur Erzeugung von Strom mit konstanter und variabler Frequenz in dreiphasiger und einphasiger Ausführung. Zur Stromerzeugung ist ein geringer Wasserdruck erforderlich – bis zu 12 l/Sek. In der Regel werden diese hydraulischen Anlagen an Orten mit kleinen Flüssen oder in Gebieten mit einem natürlichen/künstlichen Wasserfall sowie einem errichteten Staudamm eingesetzt.

Minigenerator Ct-02 (China)

• Leistung - 5 kW;
• Erzeugter Strom - 50 Hz;
• Drehzahl - 30-3000 U/min;
• Strom ist Wechselstrom.

Produkte können auf Bestellung unter Angabe der erforderlichen Parameter erworben werden. Startpreis - 30.000 Rubel.

Mini-Generator für Zuhause xj13 (China)

• Leistung - 8,5 kW;
• Erzeugter Strom - 50 Hz;
• Drehzahl - 145-1920 U/min;
• Strom ist Wechselstrom.

Dieses Modell der horizontalen Installation hat seine Vorteile, geringes Gewicht und kleine Volumina. Das Gerät kann problemlos auf einem persönlichen Grundstück installiert werden. Preis - ab 16.000 Rubel.

Hydrogenerator LPWG

Hydrogenerator LPWG

• Leistung - 5 kW;
• Erzeugter Strom - 50 Hz;
• Drehzahl - 500 U/min;
• Strom ist Wechselstrom.

Dieses hydraulische System mit horizontaler Wasserversorgung versorgt ein Haushaltsgrundstück oder ein Landhaus mit Strom. Der Kauf eines Wasser-Stromgenerators kostet 49.596 Rubel.

So bauen Sie selbst ein Wasserkraftwerk

Die Herstellung eines Wassergenerators mit eigenen Händen ist ein faszinierender Prozess. Kann auf Basis eines normalen Fahrradgenerators konstruiert werden. Zunächst sollten Sie mit einer Stoppuhr die Geschwindigkeit des Wasserflusses ermitteln. Reicht die Geschwindigkeit nicht aus, müssen Sie einen Höhenunterschied schaffen, beispielsweise durch den Einbau eines Abflussrohrs.

Sehen Sie sich das Video an und machen Sie es Schritt für Schritt selbst:

Aus einem Aluminiumblech müssen Sie mehrere 2-4 cm breite Klingen ausschneiden. Die Länge der Klingen sollte dem Durchmesser des Fahrradrades (von der Felge bis zur Nabe) entsprechen. Anschließend werden die Klingen zwischen den Speichen montiert und mit einer Zange befestigt. Das Rad ist zu einem Drittel in Wasser eingetaucht. Eine sehr gute Möglichkeit, beim Camping Strom zu erzeugen, ein Zelt anzuzünden und Telefone aufzuladen.

Auswahl eines elektrischen Generators

Leistung

• Um ein privates Landhaus ständig mit Energie zu versorgen, reicht eine Leistung von 20-30 kW aus.
• Um die benötigte Leistung genau zu ermitteln, müssen Sie den Stromverbrauch aller Haushaltsgeräte addieren und Beleuchtungslampen hinzufügen.
• Dabei ist zu berücksichtigen, dass unter Berücksichtigung der Anlaufströme noch einmal 20 Prozent zur Gesamtleistung hinzugerechnet werden müssen.
• Wenn Sie im Bauwesen mit Elektrogeräten arbeiten, sollte die erforderliche Leistung dreimal höher sein (bis zu 100 kW).

Preise und Hersteller

Der Warenmarkt wird von verschiedenen Zulieferern und produzierenden Unternehmen versorgt. Der Preisfaktor wird abhängig von der Werbung der Marke gebildet. IN In letzter Zeit Chinesische Hersteller haben sich gut bewährt. Die günstige Kombination aus Qualität und Preis verdient Aufmerksamkeit.

Dammloses Ganzjahres-Wasserkraftwerk

Es wird ein dammloses Ganzjahres-Wasserkraftwerk (BVHPP) vorgeschlagen, das Strom erzeugen soll, ohne einen Damm zu bauen, indem es die Energie der Schwerkraftströmung nutzt.

Aufgrund der Herstellung verschiedener Standardgrößen für unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten sowie der Kaskadeninstallation können BVGES-Anlagen sowohl in kleinen landwirtschaftlichen Betrieben als auch zur industriellen Stromerzeugung, insbesondere an Orten abseits von Stromleitungen, eingesetzt werden.

Strukturell ist der Rotor eines Wasserkraftwerks vertikal installiert, die Höhe des Rotors beträgt 0,25 bis 2,5 m... Die Struktur wird auf Flüssen mit Zufrierung am Grund des Kanals und in einem offenen (nicht) befestigt -Gefrierkanal) __ auf einem festen Katamaran.

Die Leistung der Anlage ist proportional zur Fläche der Schaufel und der Strömungsgeschwindigkeit im Würfel. Die Abhängigkeit der am Schacht des BVGES aufgenommenen Leistung von dessen Größe und Strömungsgeschwindigkeit sowie die geschätzten Kosten des Hydraulikaggregats sind in der folgenden Tabelle dargestellt:

BVHPP-Leistung, kW abhängig von Strömungsgeschwindigkeit und Anlagengröße

Die Amortisationszeit der Installation beträgt höchstens 1 Jahr. Ein Prototyp des BVGES wurde auf einem Wassertestgelände im Originalmaßstab getestet.

Zur Herstellung von Industriemustern nach Kundenvorgaben liegen derzeit technische Dokumentationen vor.

Druck-Mikro- und Kleinwasserkraftwerke

Hydraulikaggregate für kleine Wasserkraftwerke sind für den Betrieb in einem breiten Druck- und Durchflussbereich mit hohen Energieeigenschaften ausgelegt.

Mikrowasserkraftwerke sind zuverlässige, umweltfreundliche, kompakte und sich schnell amortisierende Stromquellen für Dörfer, Weiler, Feriendörfer, Bauernhöfe sowie Mühlen, Bäckereien und Kleinindustrien in abgelegenen Berg- und schwer zugänglichen Gebieten, in denen es keine Stromleitungen in der Nähe gibt, und der Bau solcher Leitungen dauert jetzt länger und ist teurer als der Kauf und die Installation von Mikrowasserkraftwerken.

Im Lieferumfang sind enthalten: ein Netzteil, eine Wasseransaugvorrichtung und eine automatische Steuervorrichtung.

Es liegen erfolgreiche Erfahrungen im Betrieb von Geräten an Unterschieden in bestehenden Dämmen, Kanälen, Wasserversorgungs- und Entwässerungssystemen vor Industrieunternehmen und kommunale Einrichtungen, Kläranlagen, Bewässerungssysteme und Trinkwasserleitungen. Mehr als 150 Ausrüstungssätze wurden an Kunden in verschiedenen Regionen Russlands, der GUS-Staaten sowie Japan, Brasilien, Guatemala, Schweden und Lettland geliefert.

Die wichtigsten technischen Lösungen zur Herstellung der Geräte liegen auf der Ebene von Erfindungen und sind durch Patente geschützt.

1. MIKROWASSERKRAFTWERKE

mit Propellerlaufrad
— Leistung bis zu 10 kW (MGES-10PR) für einen Druck von 2,0–4,5 m und eine Durchflussrate von 0,07–0,14 m3/s;
— Leistung bis zu 10 kW (MGES-10PR) für eine Förderhöhe von 4,5–8,0 m und eine Durchflussrate von 0,10–0,21 m3/s;
— Leistung bis zu 15 kW (MGES-15PR) für eine Förderhöhe von 1,75–3,5 m und eine Durchflussrate von 0,10–0,20 m3/s;
— Leistung bis zu 15 kW (MGES-15PR) für einen Druck von 3,5–7,0 m und eine Durchflussrate von 0,15–0,130 m3/s;
- Leistung bis zu 50 kW (MGES-50PR) für eine Förderhöhe von 4,0–10,0 m und einen Durchfluss von 0,36–0,80 m3/s;

mit Diagonallaufrad
- Leistung 10–50 kW (MGES-50D) für einen Druck von 10,0–25,0 m und eine Durchflussrate von 0,05–0,28 m3/s;
— Leistung bis zu 100 kW (MGES-100D) für einen Druck von 25,0–55,0 m und eine Durchflussrate von 0,19–0,25 m3/s;

2. WASSERGERÄTE FÜR KLEINE WASSERENERGIEN

Hydraulikaggregate mit Axialturbinen mit einer Leistung bis 1000 kW;
-Hydraulikaggregate mit Radial-Axial-Turbinen mit einer Leistung von bis zu 5000 kW;
-Hydraulikaggregate mit Schaufelturbinen mit einer Leistung von bis zu 5000 kW;

LIEFERZEIT

Kleinstwasserkraftwerk 10 kW; 15 kW werden innerhalb von 3 Monaten nach Vertragsunterzeichnung geliefert.
Kleinstwasserkraftwerk 50 kW; Lieferung innerhalb von 6 Monaten nach Vertragsunterzeichnung.
Kleinstwasserkraftwerk 100 kW; Lieferung innerhalb von 8 Monaten nach Vertragsunterzeichnung.
Hydraulikaggregate werden innerhalb von 6 bis 12 Monaten nach Vertragsunterzeichnung geliefert.

Die Spezialisten des Unternehmens helfen Ihnen gerne bei der Bestimmung Beste Option Installation von Kleinst- und Kleinwasserkraftwerken, Auswahl der Ausrüstung dafür, Unterstützung bei der Installation und Inbetriebnahme von Hydraulikaggregaten sowie Bereitstellung Service-Wartung Ausrüstung in
während seines Betriebs.

KOSTEN DER AUSRÜSTUNG

In Russland hergestelltes Mikrowasserkraftwerk

Aussehen

Mikro-Wasserkraftwerk 10 kW

Mikro-Wasserkraftwerk 50 kW

InzhInvestStroy

Mini-Wasserkraftwerk. Mikrowasserkraftwerke

Kleinwasserkraftwerk oder Kleinwasserkraftwerk (SHPP) ist ein Wasserkraftwerk, das relativ wenig Strom erzeugt und aus Wasserkraftwerken besteht vorhandene Kapazität von 1 bis 3000 kW.

Mikro-Wasserkraftwerk Entwickelt, um die hydraulische Energie eines Flüssigkeitsstroms in elektrische Energie umzuwandeln, um den erzeugten Strom weiter an das Stromnetz zu übertragen.

Der Begriff Mikro bedeutet, dass dieses Wasserkraftwerk an kleinen Gewässern – kleinen Flüssen oder sogar Bächen, technologischen Bächen oder Höhenunterschieden von Wasseraufbereitungssystemen – installiert wird und die Leistung des Hydraulikaggregats 10 kW nicht überschreitet.

Wasserkraftwerke werden in zwei Klassen eingeteilt: Kleinstwasserkraftwerke (bis 200 kW) und Kleinstwasserkraftwerke (bis 3000 kW). Erstere werden hauptsächlich in Haushalten und Kleinbetrieben eingesetzt, letztere in größeren Einrichtungen.

Für den Besitzer eines Landhauses bzw Kleinbetrieb, offensichtlich sind erstere von größerem Interesse.

Aufgrund des Funktionsprinzips werden Kleinstwasserkraftwerke in folgende Typen unterteilt:

Wasserrad. Dabei handelt es sich um ein Rad mit Schaufeln, das senkrecht zur Wasseroberfläche montiert und zur Hälfte darin eingetaucht ist. Während des Betriebs übt Wasser Druck auf die Schaufeln aus und versetzt das Rad in Rotation.

Unter dem Gesichtspunkt der einfachen Herstellung und der Erzielung maximaler Effizienz bei minimalen Kosten funktioniert dieses Design gut.

Daher wird es in der Praxis häufig verwendet.

Mini-Wasserkraftwerk Garland. Dabei handelt es sich um ein Kabel, das von einem Flussufer zum anderen geworfen wird und an dem Rotoren fest befestigt sind. Der Wasserfluss dreht die Rotoren und von ihnen wird die Drehung auf ein Kabel übertragen, dessen eines Ende mit dem Lager und das andere mit der Generatorwelle verbunden ist.

Nachteile eines Girlandenwasserkraftwerks: hoher Materialverbrauch, Gefahr für andere (langes Unterwasserkabel, im Wasser versteckte Rotoren, Blockierung des Flusses), geringer Wirkungsgrad.

Rotor Daria.

Dabei handelt es sich um einen vertikalen Rotor, der sich aufgrund der Druckdifferenz an seinen Rotorblättern dreht. Der Druckunterschied entsteht durch die Flüssigkeitsströmung um komplexe Oberflächen. Der Effekt ähnelt dem Auftrieb eines Tragflügelboots oder dem Auftrieb eines Flugzeugflügels. Tatsächlich sind Kleinwasserkraftwerke dieser Bauart identisch mit gleichnamigen Windgeneratoren, befinden sich jedoch in einem flüssigen Medium.

Der Daria-Rotor ist schwer herzustellen, er muss vor Arbeitsbeginn aufgedreht werden.

Aber es ist attraktiv, weil die Rotorachse vertikal angeordnet ist und die Kraftabnahme über Wasser ohne zusätzliche Getriebe erfolgen kann. Ein solcher Rotor dreht sich bei jeder Änderung der Strömungsrichtung. Wie sein Gegenstück in der Luft ist der Wirkungsgrad des Darrieus-Rotors schlechter als der von Propeller-Kleinwasserkraftwerken.

Propeller.

Hierbei handelt es sich um eine Unterwasser-„Windmühle“ mit einem vertikalen Rotor, der im Gegensatz zu einem Luftrotor Flügel mit einer minimalen Breite von nur 2 cm hat. Diese Breite sorgt für minimalen Widerstand und maximale Rotationsgeschwindigkeit und wurde für die häufigste Strömungsgeschwindigkeit von 0,8 gewählt -2 Meter pro Sekunde.

Propeller-SHPPs sowie solche mit Rädern sind einfach herzustellen und weisen einen relativ hohen Wirkungsgrad auf, weshalb sie häufig verwendet werden.

Klassifizierung von Mini-Wasserkraftwerken

Einteilung nach Leistungsabgabe (Einsatzgebiete).

Die von einem Mikrowasserkraftwerk erzeugte Leistung wird durch eine Kombination aus zwei Faktoren bestimmt: Der erste ist der Druck des Wassers, das auf die Schaufeln der hydraulischen Turbine fließt, die den Generator zur Stromerzeugung antreibt, und der zweite Faktor ist die Durchflussrate. d.h.

die Wassermenge, die in 1 Sekunde durch die Turbine fließt. Der Durchfluss ist der entscheidende Faktor bei der Klassifizierung eines Wasserkraftwerks als spezifischer Typ.

Basierend auf der erzeugten Leistung werden Kleinwasserkraftwerke unterteilt in:

• Haushaltsstrom bis 15 kW: dient der Stromversorgung privater Haushalte und landwirtschaftlicher Betriebe.
• Gewerblich bis 180 kW: Stromversorgung für kleine Unternehmen.
• Industrieanlagen mit einer Leistung von über 180 kW: Sie erzeugen Strom zum Verkauf oder übertragen Energie in die Produktion.

Klassifizierung nach Design

Klassifizierung nach Installationsort

• Hochdruck - mehr als 60 m;
• Mittlerer Druck - ab 25 m;
• Niederdruck - von 3 bis 25 m.

Diese Klassifizierung impliziert, dass das Kraftwerk mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten arbeitet und eine Reihe von Maßnahmen ergriffen werden, um es mechanisch zu stabilisieren, weil

Die Durchflussmenge hängt vom Druck ab.

Komponenten eines Mini-Wasserkraftwerks

Die Stromerzeugungsanlage eines Kleinwasserkraftwerks besteht aus einer Turbine, einem Generator und einem automatischen Steuerungssystem. Einige der Systemelemente ähneln Solar- oder Windenergieanlagen. Hauptelemente des Systems:

• Wasserturbine mit Schaufeln, über eine Welle mit dem Generator verbunden
• Generator.

  Mini-Wasserkraftwerk (WKW) für zu Hause

  Entwickelt, um Wechselstrom zu erzeugen. An der Turbinenwelle befestigt. Die Parameter des erzeugten Stroms sind relativ instabil, bei der Winderzeugung treten jedoch keine Spannungsspitzen auf;

• Steuereinheit für Wasserturbinen Bietet Start und Stopp des Hydraulikaggregats, automatische Synchronisierung des Generators bei Anschluss an das Stromnetz, Steuerung der Betriebsarten des Hydraulikaggregats und Notstopp.
• Ballastlastblock, entworfen, um ungenutzten Verbraucher abzuleiten dieser Moment Strom, vermeidet Ausfälle des Stromgenerators und des Überwachungs- und Steuerungssystems.
• Laderegler/Stabilisator: Entwickelt, um die Batterieladung, die Klingendrehung und die Spannungsumwandlung zu steuern.
• Bank AKB: Lagertank, deren Größe die Dauer des autonomen Betriebs des von ihr angetriebenen Objekts bestimmt.
• Wandler Viele Wasserkraftanlagen nutzen Wechselrichtersysteme. Wenn eine Batteriebank und ein Laderegler vorhanden sind, unterscheiden sich hydraulische Systeme nicht wesentlich von anderen Systemen, die erneuerbare Energiequellen nutzen.

Mini-Wasserkraftwerk für ein Privathaus

Steigende Strompreise und der Mangel an ausreichenden Kapazitäten werfen dringende Fragen zur Nutzung kostenloser Energie aus erneuerbaren Quellen in Haushalten auf.

Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen sind Mini-Wasserkraftwerke interessant, da sie bei gleicher Leistung wie eine Windmühle und eine Solarbatterie in der Lage sind, in gleichem Zeitraum viel mehr Energie zu liefern.

Eine natürliche Einschränkung ihrer Nutzung ist das Fehlen eines Flusses

Wenn in der Nähe Ihres Hauses ein kleiner Fluss oder Bach fließt oder es an Seeüberläufen Höhenunterschiede gibt, dann haben Sie alle Voraussetzungen für die Installation eines Mini-Wasserkraftwerks. Das für die Anschaffung ausgegebene Geld amortisiert sich schnell – Sie werden zu jeder Jahreszeit, unabhängig von Wetterbedingungen und anderen äußeren Faktoren, mit günstigem Strom versorgt.

Der Hauptindikator, der die Effizienz der Nutzung von Kleinwasserkraftwerken anzeigt, ist die Durchflussrate des Reservoirs.

Wenn die Geschwindigkeit weniger als 1 m/s beträgt, müssen zusätzliche Maßnahmen zur Beschleunigung ergriffen werden, z. B. die Schaffung eines Umgehungskanals mit variablem Querschnitt oder die Organisation eines künstlichen Höhenunterschieds.

Vor- und Nachteile der Mikrowasserkraft

Zu den Vorteilen eines Mini-Wasserkraftwerks für zu Hause gehören:

• Umweltsicherheit (mit Vorbehalten für Jungfische) der Ausrüstung und das Fehlen der Notwendigkeit, große Gebiete mit kolossalen Sachschäden zu überfluten;
• Ökologische Reinheit der erzeugten Energie.

  Es gibt keinen Einfluss auf die Eigenschaften und Qualität des Wassers. Stauseen können sowohl für Fischereiaktivitäten als auch als Wasserversorgungsquellen für die Bevölkerung genutzt werden;

• Niedrige Kosten für die Stromerzeugung, die um ein Vielfaches günstiger ist als die in Wärmekraftwerken erzeugte;
• Einfachheit und Zuverlässigkeit der verwendeten Geräte sowie die Möglichkeit ihres autonomen Betriebs (sowohl innerhalb als auch außerhalb des Stromversorgungsnetzes).

  Der von ihnen erzeugte elektrische Strom entspricht den GOST-Anforderungen für Frequenz und Spannung;

• Die volle Lebensdauer der Station beträgt mindestens 40 Jahre (mindestens 5 Jahre vor größeren Reparaturen);
• Unerschöpflichkeit der zur Energieerzeugung genutzten Ressourcen.

Der Hauptnachteil von Kleinstwasserkraftwerken ist die relative Gefahr für die Bewohner der Wasserfauna, weil Rotierende Turbinenschaufeln können insbesondere bei Strömungen mit hoher Geschwindigkeit eine Gefahr für Fische oder Fischbrut darstellen.

allgemeine Informationen

Ein Mikrowasserkraftwerk (Micro HPP) ist für die Stromversorgung eines vom Stromnetz isolierten Verbrauchers konzipiert.

Die Gesamtversorgung mit Kleinstwasserkraftwerken ist in Tabelle 1 dargestellt

Nutzungsbedingungen:

— Lufttemperatur, 0 ° C

— am Leistungspunkt von -10 bis +40;

— am Standort von Schaltschränken von 0 bis +40;

— Höhe über dem Meeresspiegel, m bis 1000; (Bei der Installation eines Kleinstwasserkraftwerks in einer Höhe von mehr als 1000 m muss die maximale Leistung begrenzt werden)

— Die relative Luftfeuchtigkeit am Standort von Elektroschränken überschreitet bei t = + 250 ° C 98 % nicht.

Die Gewährleistungsfrist für Kleinstwasserkraftwerke beträgt 1 Jahr ab dem Datum ihrer Inbetriebnahme, jedoch nicht mehr als 1,5 Jahre ab dem Datum des Versands, der Installation der Steuerung und der Inbetriebnahme der Arbeiten unter Beteiligung des Unternehmens und der Einhaltung der Vorschriften von Transport, Lagerung und Betrieb von Experten.

Komplette Lieferung von Kleinstwasserkraftwerken

Tabelle 1

technische Daten

Die MicroHP-Spezifikationen sind in Tabelle 2 aufgeführt

Tabelle 2

Anforderungen an das Netz und die Verbraucherlast (die Last wird als Prozentsatz der tatsächlichen Einspeisung in das Kleinwasserkraftwerk ermittelt):

- Eigenschaften von lokalen, vierphasigen, dreiphasigen;

— Leistung jedes Motors, % nicht mehr als 10;

Gesamtmotorleistung, wenn zusätzliche Kompensationskondensatoren installiert sind, % nicht mehr als 30.

DESIGN

Die Stromversorgung dient der Stromerzeugung und besteht aus einer hydraulischen Turbine und einem Asynchronmotor, der als Generator dient.

Es dient dazu, überschüssige Wirkleistung von Kleinstwasserkraftwerken zu absorbieren. BNN ist ein Schrank mit thermoelektrischen Heizgeräten.

Die automatische Steuereinrichtung dient der Steuerung und dem Schutz des Antriebs. Es sorgt für die Erregung eines Asynchrongenerators und die automatische Steuerung der erzeugten Spannung und Frequenz.

UAR bietet Schutz vor Überlastung, Überspannung und Kurzschlüssen

Das Wasserversorgungsgerät besteht aus einem Netzkasten, in dessen Inneren sich ein Wasserversorgungsschlauch mit Verschlussgehäuse befindet.

Die Wasserversorgungseinrichtung ist so konzipiert, dass keine schwimmenden Rückstände in den Antrieb gelangen.

Die Komplett-, Installations- und Anschlussmaße sind in Abbildung 1 dargestellt.

Installationsvoraussetzungen

Für den Betrieb eines Kleinstkraftwerks ist das Vorhandensein von Druck (Wasserspiegelunterschied) Voraussetzung (siehe Abbildung 2).

Wasserkraftwerk im Vollbildmodus

Der Kopf kann aufgrund der unterschiedlichen Wasserzeichen erhalten werden zwischen:

- zwei Flüsse;

- See und Fluss;

- am selben Fluss, aufgrund der Abflachung der Kurve.

Druck kann auch beim Dammbau auftreten.

Abbildung 2 zeigt die Installation von Mikro-HP gemäß dem Barriere-Designdiagramm. Um Druck auf die Turbine entlang des Flusses mit vielen Gefällen und Stromschnellen zu erzeugen, wird eine Auslassleitung installiert.

Ein kleiner Felsdamm löst sich auf, um den Druck zu erhöhen.

Die Rohrleitung muss Wasser für die Anlage bereitstellen minimaler Verlust Köpfe.

Die Länge der Rohrleitung richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten.

Vor der Stromversorgung müssen die zum Starten und Stoppen der Mikro-WWW erforderlichen Einlass- und Hauptventile an der Rohrleitung installiert werden.

Reis. 1
Generell gelten die Einbau- und Anschlussmaße des Micro HPP 10Pr.
1 - fahren,
2 - Ballastlast BBN blockieren,
3 - Automatisches Steuergerät UAR

Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit geringem Stromverbrauch (Rezension)

Blockheizkraftwerke für Einzelhäuser - Mikro-KWK,« Mikro-KWK (Mikro-KWK)“ ist eine Abkürzung für „ Wärme und Strom kombiniert„(Wärme-Strom-Kopplung) ist eine Anlage zur Beheizung einzelner Wohnungen) ist einer der interessantesten Entwicklungsbereiche der Heiztechnik.

Mikro-KWK(Mikro-KWK) haben bereits tausende Nutzer gefunden und werden in den kommenden Jahren in Herstellerkataloge aufgenommen.

Verschiedene technische Lösungen werden in gefertigten und konstruierten Konstruktionen umgesetzt – vom klassischen Verbrennungsmotor (Ottomotor) über Dampfturbinen und Kolbenmotoren bis hin zum Stirling-Außenverbrennungsmotor. Bei der Werbung für diese Geräte führen die Hersteller Argumente sowohl wirtschaftlicher als auch ökologischer Natur an: insgesamt hoch (mehr als 90 %). Effizienz-Mikro-KWK sorgt für eine Reduzierung der Energieversorgungskosten und der Menge schädlicher Emissionen, insbesondere Kohlendioxid, in die Atmosphäre.

Unternehmen Senertec GmbH, Teil von Baxi Group, die bisher rund eineinhalbtausend Anlagen verkauft hat Dachs(Dachs) mit Verbrennungsmotor.

Elektrische Leistung - von 5 kW, thermische Leistung - von 12,5 bis 20,5. Senertec bietet eine Energiezentrale für ein Einzelhaus und bei Verwendung mehrerer Module auch für eine große Gewerbeanlage. Es umfasst neben dem kompakten Blockheizkraftwerk-Modul serienmäßig einen Pufferspeicher mit einem Fassungsvermögen von bis zu 1000 Litern und einer darauf montierten Wärmestation, die alle für Heizung und Warmwasser notwendigen Rohrleitungselemente vereint.

Zusätzlich gibt es auch einen externen Kondensationswärmetauscher. Verschiedene Dachs-Gerätemodelle werden mit Erdgas, Flüssiggas und Diesel betrieben.

Es gibt ein Dachs RS-Modell, das für den Betrieb mit Biodiesel aus Rapsöl ausgelegt ist. Die geschätzten Kosten für das Gasmodell betragen 25.000 Euro.

Mikro-KWK (Mini-BHKW) Ökopover Deutsches Unternehmen PoverPlus-Technologien(enthalten in Vaillant Group) wird bereits auf dem europäischen Markt verkauft.

Seine elektrische Leistung wird im Bereich von 1,3 bis 4,7, thermisch im Bereich von 4,0 bis 12,5 kW moduliert. Der Gesamtwirkungsgrad der Anlage liegt bei über 90 %, der Brennstoff ist Erdgas oder Flüssiggas.

Die geschätzten Kosten des Modells betragen 20.000 Euro.

Ende letzten Jahres wurde das Unternehmen Otag Vertribes Eine Pilotcharge von bodenmontierten Gas-Mikro-KWK-Anlagen wurde freigegeben Löwe ®-Powerblock elektrische Leistung 0,2-2,2, thermisch - 2,5-16,0 kW.

Es benutzt Dampf-Zweizylindermotor mit doppeltem, frei beweglichem Kolben: Dampf tritt abwechselnd in den linken und rechten Zylinder ein und treibt den Arbeitskolben an.

Der Dampferzeuger des Geräts besteht aus einem Umluftbrenner und einer Stahlspule; Dampftemperatur - 350 °C, Druck - 25-30 bar. Seine Kondensation erfolgt direkt in der Apparatur.

Wie erwartet, Löwe ® auf Pellets wird im April 2010 verfügbar sein.

Unternehmen Mikrogen(UK), einer der führenden Hersteller Mini-BHKW, zuerst entwickelt Stirlingmotor Also kleine Größe dass es in den Kessel eines autonomen Heizsystems eingebaut werden kann.

von der Firma Baxi-Heizung Großbritannien gab seine Absicht bekannt, im Jahr 2008 ein kompaktes (wandmontiertes) Mikro-KWK mit einer elektrischen Leistung von 1 kW und einer thermischen Leistung von bis zu 36 kW auf den britischen Markt zu bringen. Die Anlage wurde gemeinsam mit Microgen Energy entwickelt und ist eine Kombination eines von ihr entwickelten kompakten Einkolben-Stirlingmotors mit einem Baxi-Brennwertkessel.

Das Modell ist mit zwei Brennern ausgestattet: Der erste – Umluftmodulation – sorgt für den Betrieb des elektrischen Generators und erzeugt 15 kW Wärmeleistung, der zweite – deckt den zusätzlichen Wärmebedarf der Anlage. Ein Prototyp der Installation wurde auf der ISH-2007-Ausstellung präsentiert.

Microgen, in Zusammenarbeit mit dem niederländischen Erdgaslieferanten Gausine und De Dietrich Remeha-Gruppe, Herstellung von Kesseln Remeha, entwickelt eine Komplettlösung zur Wärme- und Stromerzeugung.

De Dietrich-Remeha-Gruppe plant zu produzieren und zu verkaufen Wand-Brennwertkessel mit eingebautem Stirlingmotor. Er wurde bereits auf den Messen ISH-2007 und 2009 ausgestellt. Der Kessel wird in Ein- und Zweikreisversionen hergestellt. Manche technische Eigenschaften Kessel: Sein Wärmekraft wird sein 23 kW, im zweiten Fall - 28 kW; elektrische Energie - 1 kW; Stirling-Wärmeleistung – 4,8 kW, Wirkungsgrad bei 40/30°C – mehr als 107 %, niedrige CO2- und NOx-Emissionen, Geräuschpegel – weniger als 43 dB(A) pro 1 m.

Maße: 900x420x450 mm.

Der wichtigste Vorteil des HRE-Kessels besteht darin, dass ein Teil seiner hohen Leistung von bis zu 107 % (dank Brennwerttechnik) zur Stromerzeugung genutzt wird. Die Stromkosten sowie der Schadstoffausstoß werden im Vergleich zu Wärmekraftwerken mit herkömmlichem Brennstoff um 65 % gesenkt.

Für ein durchschnittliches Haus erzeugt der „Remeha-HRE“-Kessel 2500 – 3000 kW pro Jahr, was 75 % des durchschnittlichen Verbrauchs entspricht, wodurch etwa 400 Euro pro Jahr eingespart werden. Beim Heizen und bei der Stromerzeugung werden die Schadstoffemissionen um 20 % reduziert. In Holland werden 8 Kessel getestet. Derzeit werden weitere 120 Kessel für größere Tests in Betrieb genommen. Die kommerzielle Produktion soll 2010 beginnen.

In Japan haben mehr als 30.000 Hausbesitzer Mikro-KWK installiert Honda mit leisen, effizienten Verbrennungsmotoren, untergebracht in einem schlanken Metallgehäuse.

KOHLER® Automatisierte Gaserzeugungseinheiten Hergestellt in den USA mit einer Leistung von 13 kVA, bestimmt für den Einsatz in Wohngebäuden.

Sie zeichnen sich durch optimale Kompaktheit und hervorragende Schalldämmung aus.

Gasgeneratoren sind für die Außenaufstellung konzipiert und benötigen keinen speziellen Raum. Für den Betrieb eignen sich sowohl Erdgas als auch Flüssiggas in Flaschen oder Gasbehältern.

Das automatische Notfallkontrollsystem macht den Einsatz sicher und komfortabel.

Mit dieser Ausrüstung können Sie die folgenden leider nicht ungewöhnlichen Probleme mit der Stromversorgung, mit denen Besitzer von Landhäusern konfrontiert sind, am effektivsten lösen:

• Das Netz ist gut, es gibt genügend Strom, aber manchmal kommt es zu Stromausfällen
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Eigenschaften des Gasgenerators SDMO RES 13

Kraftwerke und Generatoren

Zur Hauptsache

Kleine Wasserkraftwerke werden üblicherweise in zwei Typen unterteilt: „Mini“ – mit einer Leistung von bis zu 5000 kW und „Mikro“ – im Bereich von 3 bis 100 kW. Der Einsatz von Wasserkraftwerken dieser Kapazität ist für Russland nicht neu, aber eine vergessene alte Sache: In den 50er und 60er Jahren waren Tausende kleiner Wasserkraftwerke in Betrieb.

Derzeit erreicht ihre Zahl fast Hunderte von Stücken. Mittlerweile führen die stetig steigenden Preise für fossile Brennstoffe zu einem deutlichen Anstieg der Stromkosten, deren Anteil an den Produktionskosten 20 % und mehr beträgt. In diesem Zusammenhang erhielt ein kleines Wasserkraftwerk neues Leben.

Moderne Wasserkraft ist im Vergleich zu anderen traditionellen Stromarten die effizienteste und umweltfreundlichste auf sichere Weise Stromerzeugung.

Ein kleines Wasserkraftwerk führt in dieser Richtung weiter. Kleinkraftwerke ermöglichen den Erhalt der natürlichen Landschaft und Umwelt nicht nur während der Betriebsphase, sondern auch während des Bauprozesses.

Mini-Wasserkraftwerk 10-15-30-50 kW

Es hat keine negativen Auswirkungen auf die Wasserqualität in der Zukunft: Es behält seine ursprünglichen natürlichen Eigenschaften vollständig bei.

In Flüssen mit Fischkonserven kann Wasser für Wasserpflanzenarten genutzt werden. Im Gegensatz zu anderen sauberen erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind sind kleine Wasserkraftwerke praktisch unabhängig von den Wetterbedingungen und können sparsamen Verbrauchern eine stabile Energieversorgung bieten. Ein weiterer Vorteil des geringen Energieverbrauchs ist die Kostenersparnis.

Während der Zeit, als natürliche Quellen Energie – Öl, Kohle und Gas – wird erschöpft, ständiges Wachstum wird teurer, die Nutzung billiger, zugänglicher erneuerbarer Energiequellen, insbesondere kleinerer, ermöglicht die Produktion von billigem Strom. Darüber hinaus ist der Bau von Kleinwasserkraftwerken günstig und amortisiert sich schnell. So beträgt der Bau eines Kleinwasserkraftwerks mit einer installierten Leistung von etwa 500 kW die Kosten Bauarbeiten beträgt etwa 14,5-15,0 Millionen Rubel.

In der kombinierten Tabelle werden Entwurfsdokumentation, Gerätebau, Bau und Installation von Kleinwasserkraftwerken für 15-18 Monate in Betrieb genommen. Hochfrequenzstrom aus Wasserkraftwerken kostet nicht mehr als 0,45-0,5 Rubel pro 1 kWh, 1. Dies ist fünfmal niedriger als die Kosten für Strom, der tatsächlich vom Stromnetz verkauft wird.

Übrigens, in nächstes Jahr Innerhalb von zwei bis zwei Jahren wollen sie die Stromnetze um das 2- bis 2,2-fache steigern, so dass die Baukosten in 3,5 bis 5 Jahren amortisiert sein werden. Die Umsetzung eines solchen Projektes aus Sicht Umfeld schadet der Umwelt nicht.

Darüber hinaus ist zu beachten, dass der Wiederaufbau, der bisher vom Betrieb eines Kleinwasserkraftwerks abgezogen wurde, 1,5 bis 2 Mal weniger kosten wird.

Viele russische wissenschaftliche und Produktionsorganisationen und Unternehmen beschäftigen sich mit der Konstruktion und Entwicklung von Ausrüstung für solche Wasserkraftwerke.

Einer der größten ist der intersektorale wissenschaftlich-technische Verein „INSET“ (St. Petersburg). INSET-Spezialisten haben originelle technische Lösungen für entwickelt und patentiert automatisierte Systeme Steuerung für Klein- und Kleinwasserkraftwerke. Der Einsatz solcher Systeme erfordert keine ständige Anwesenheit von Wartungspersonal vor Ort – das Hydraulikaggregat arbeitet zuverlässig im Automatikmodus. Das Steuerungssystem kann auf Basis einer programmierbaren Steuerung implementiert werden, die eine visuelle Überwachung der Parameter der Hydraulikeinheit auf einem Computerbildschirm ermöglicht.

Hydraulikeinheiten für Klein- und Kleinstwasserkraftwerke produzieren „integriertes“ MNTO, das für den Betrieb in einem breiten Durchfluss- und Druckbereich mit hohen Energieeigenschaften ausgelegt ist und unter Verwendung von Propeller-, Radial- und Axialturbinenschaufeln hergestellt wird.

Im Lieferumfang sind grundsätzlich Turbine, Generator und automatische Steuerung des Hydraulikaggregats enthalten. Die Durchflussmengen aller Turbinen basieren auf einem mathematischen Modellierungsverfahren.

Niedrigenergie ist die effektivste Lösung für Energieprobleme in Gebieten, die zu Gebieten mit dezentraler Stromversorgung gehören, die mehr als 70 % des Territoriums Russlands ausmachen. Die Energieversorgung abgelegener Regionen und bei Energieknappheit ist mit erheblichen Kosten verbunden.

Und hier ist es alles andere als sinnvoll, die Möglichkeiten des bestehenden föderalen Energiesystems zu nutzen. Das wirtschaftliche Potenzial in Russland ist deutlich höher als das Potenzial erneuerbarer Energiequellen wie Wind, Solarenergie und Biomasse zusammen. Im nationalen Energieprogramm entwickelt das Unternehmen INSET das „Konzept für die Entwicklung und Installation von Kleinwasserkraftwerken in der Republik Tyva“, wonach hier ein Kleinwasserkraftwerk in Betrieb genommen wird Jahr im Dorf Kyzyl-Khaya.

Derzeit sind INSET-Wasserkraftwerke in Russland (Kabardino-Balkarien, Baschkortostan), dem Commonwealth, in Betrieb Unabhängige Staaten(Weißrussland, Georgien) sowie in Lettland und anderen Ländern.

Umweltfreundliche und wirtschaftliche Mini-Energie erregt seit langem die Aufmerksamkeit von Ausländern.

Micro INESET ist in Japan tätig, Südkorea, Brasilien, Guatemala, Schweden, Polen.

Kostenloser Strom – Mini-Wasserkraftwerk zum Selbermachen

Wenn in der Nähe Ihres Hauses ein Fluss oder sogar ein kleiner Bach fließt, können Sie mit Hilfe eines selbstgebauten Mini-Wasserkraftwerks kostenlosen Strom beziehen. Vielleicht ist das keine allzu große Belastung für das Budget, aber die Erkenntnis, dass man über einen eigenen Strom verfügt, kostet viel mehr.

Wenn es beispielsweise in einer Datscha keine zentrale Stromversorgung gibt, sind auch geringe Strommengen einfach notwendig. Um ein selbstgebautes Wasserkraftwerk zu errichten, sind daher mindestens zwei Bedingungen erforderlich – die Verfügbarkeit einer Wasserressource und der Wunsch.

Wenn beides vorhanden ist, muss zunächst die Fließgeschwindigkeit des Flusses gemessen werden.

Das geht ganz einfach: Werfen Sie einen Zweig in den Fluss und messen Sie die Zeit, in der er 10 Meter schwimmt. Wenn Sie Meter durch Sekunden dividieren, erhalten Sie die aktuelle Geschwindigkeit in m/s. Wenn die Geschwindigkeit weniger als 1 m/s beträgt, funktioniert ein produktives Mini-Wasserkraftwerk nicht.

In diesem Fall können Sie versuchen, die Fließgeschwindigkeit zu erhöhen, indem Sie den Kanal künstlich verengen oder bei einem kleinen Bach einen kleinen Damm errichten.

Als Anhaltspunkt können Sie das Verhältnis zwischen der Strömungsgeschwindigkeit in m/s und der der Propellerwelle entnommenen Stromleistung in kW (Schraubendurchmesser 1 Meter) heranziehen.

Die Daten sind experimentell; in der Realität hängt die resultierende Leistung von vielen Faktoren ab, ist aber zur Auswertung geeignet. Also:

• 0,5 m/s – 0,03 kW,
• 0,7 m/s – 0,07 kW,
• 1 m/s – 0,14 kW,
• 1,5 m/s – 0,31 kW,
• 2 m/s – 0,55 kW,
• 2,5 m/s – 0,86 kW,
• 3 m/s -1,24 kW,
• 4 m/s – 2,2 kW usw.

Die Leistung eines selbstgebauten Mini-Wasserkraftwerks ist proportional zur dritten Potenz der Strömungsgeschwindigkeit.

Wenn die Strömungsgeschwindigkeit nicht ausreicht, versuchen Sie, wie bereits angedeutet, diese künstlich zu erhöhen, sofern dies natürlich möglich ist.

Arten von Mini-Wasserkraftwerken

Es gibt mehrere Hauptoptionen für selbstgebaute Mini-Wasserkraftwerke.


Dabei handelt es sich um ein Rad, dessen Flügel senkrecht zur Wasseroberfläche angebracht sind.

Das Rad ist weniger als zur Hälfte in die Strömung eingetaucht. Wasser drückt auf die Schaufeln und dreht das Rad. Es gibt auch Turbinenräder mit speziellen, für die Flüssigkeitsströmung optimierten Schaufeln. Dabei handelt es sich jedoch um recht komplexe Konstruktionen, die eher in der Fabrik hergestellt als selbst hergestellt werden.

Es handelt sich um einen Rotor mit vertikaler Achse, der zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet wird.

Ein vertikaler Rotor, der sich aufgrund der Druckdifferenz an seinen Rotorblättern dreht. Der Druckunterschied entsteht durch die Flüssigkeitsströmung um komplexe Oberflächen. Der Effekt ähnelt dem Auftrieb eines Tragflügelboots oder dem Auftrieb eines Flugzeugflügels. Dieses Design wurde 1931 von Georges Jean-Marie Darrieux, einem französischen Luftfahrtingenieur, patentiert. Wird auch häufig in der Konstruktion von Windkraftanlagen verwendet.

Girlande Ein Wasserkraftwerk besteht aus leichten Turbinen – hydraulischen Propellern, die in Form einer Girlande an einem über den Fluss geworfenen Kabel aufgereiht und starr befestigt sind.

Ein Ende des Kabels ist im Stützlager befestigt, das andere Ende dreht den Generatorrotor.

Mini-Wasserkraftwerk - Wasserkraftwerk Leneva

In diesem Fall übernimmt das Kabel die Rolle einer Art Welle, deren Drehbewegung auf den Generator übertragen wird. Der Wasserfluss dreht die Rotoren, die Rotoren drehen das Kabel.

Auch den Konstruktionen von Windkraftanlagen entlehnt, eine Art „Unterwasserwindturbine“ mit vertikalem Rotor. Im Gegensatz zu einem Luftpropeller hat ein Unterwasserpropeller Flügel mit minimaler Breite. Für Wasser reicht eine Klingenbreite von nur 2 cm aus, bei dieser Breite ergibt sich ein minimaler Widerstand und eine maximale Rotationsgeschwindigkeit.

Diese Breite der Schaufeln wurde für eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,8-2 Metern pro Sekunde gewählt. Bei höheren Geschwindigkeiten können andere Größen optimal sein. Der Propeller bewegt sich nicht aufgrund des Wasserdrucks, sondern aufgrund der Erzeugung von Auftriebskraft. Genau wie ein Flugzeugflügel. Die Propellerblätter bewegen sich quer zur Strömung, anstatt in Strömungsrichtung gezogen zu werden.

Vor- und Nachteile verschiedener selbstgebauter Mini-Wasserkraftwerkssysteme

Die Nachteile eines Girlandenwasserkraftwerks liegen auf der Hand: hoher Materialverbrauch, Gefahr für andere (langes Unterwasserkabel, im Wasser versteckte Rotoren, Verstopfung des Flusses), geringer Wirkungsgrad.

Das Wasserkraftwerk Garland ist eine Art kleiner Staudamm. Es empfiehlt sich der Einsatz in unbewohnten, abgelegenen Gebieten mit entsprechenden Warnschildern.

Möglicherweise ist eine Genehmigung von Behörden und Umweltschützern erforderlich. Die zweite Möglichkeit ist ein kleiner Bach in Ihrem Garten.

Der Daria-Rotor ist schwer zu berechnen und herzustellen.

Zu Beginn der Arbeit müssen Sie es abwickeln. Aber es ist attraktiv, weil die Rotorachse vertikal angeordnet ist und die Kraftabnahme über Wasser ohne zusätzliche Getriebe erfolgen kann. Ein solcher Rotor dreht sich bei jeder Änderung der Strömungsrichtung – das ist ein Pluspunkt.

Die am weitesten verbreiteten Konstruktionen für den Bau selbstgebauter Wasserkraftwerke sind Propeller und Wasserrad.

Da diese Optionen relativ einfach herzustellen sind, nur minimale Berechnungen erfordern und mit minimalen Kosten implementiert werden können, weisen sie eine hohe Effizienz auf und sind einfach zu konfigurieren und zu bedienen.

Ein Beispiel für ein einfaches Mini-Wasserkraftwerk

Aus einem gewöhnlichen Fahrrad mit dynamischem Scheinwerfer lässt sich schnell das einfachste Wasserkraftwerk bauen.

Mehrere Klingen (2-3) müssen aus verzinktem Eisen oder dünnem Aluminiumblech hergestellt werden. Die Klingen sollten die Länge von der Radfelge bis zur Nabe haben und 2–4 cm breit sein.

Diese Blätter werden mit jeder verfügbaren Methode oder mit vorbereiteten Befestigungselementen zwischen den Speichen installiert.

Wenn Sie zwei Klingen verwenden, platzieren Sie diese einander gegenüber.

Wenn Sie weitere Klingen hinzufügen möchten, teilen Sie den Umfang des Rades durch die Anzahl der Klingen und installieren Sie diese in gleichen Abständen. Sie können mit der Eintauchtiefe des Rades mit Schaufeln ins Wasser experimentieren. Normalerweise ist es zu einem Drittel bis zur Hälfte eingetaucht.

Schon früher wurde über die Möglichkeit einer Wanderwindkraftanlage nachgedacht.

Ein solches Mikro-Wasserkraftwerk nimmt nicht viel Platz ein und ist ideal für Radfahrer geeignet – Hauptsache, es gibt einen Bach oder Bach – und das ist normalerweise der Ort, an dem das Lager aufgebaut wird.

Ein Mini-Wasserkraftwerk von einem Fahrrad aus kann ein Zelt beleuchten und Mobiltelefone oder andere Geräte aufladen.

Quelle

hausgemachter Free Flow

Regelmäßige Strompreiserhöhungen regen viele Menschen zum Nachdenken an alternative Quellen Strom empfangen. Eine der besten Lösungen in diesem Fall ist ein Wasserkraftwerk. Die Suche nach einer Lösung für dieses Problem betrifft nicht nur die Größe des Landes. Immer häufiger sieht man Mini-Wasserkraftwerke für zu Hause (Datscha). Die Kosten fallen in diesem Fall nur für Bau und Instandhaltung an. Der Nachteil einer solchen Struktur besteht darin, dass ihre Errichtung nur unter bestimmten Bedingungen möglich ist. Ein Wasserdurchfluss ist erforderlich. Darüber hinaus erfordert der Bau dieser Struktur in Ihrem Garten die Genehmigung der örtlichen Behörden.

Diagramm eines Mini-Wasserkraftwerks

• Kanal, charakteristisch für Ebenen. Sie werden an Flüssen mit geringem Durchfluss installiert.
• Stationäre Systeme nutzen die Energie von Wasserflüssen mit schnellem Wasserfluss.
• Wasserkraftwerke werden an Orten installiert, an denen der Wasserdurchfluss abnimmt. Sie sind am häufigsten in Industrieunternehmen anzutreffen.
• Mobil, die aus verstärkten Schläuchen gebaut sind.

Für den Bau eines Wasserkraftwerks reicht bereits ein kleiner Bach, der durch das Gelände fließt. Besitzer von Häusern mit zentraler Wasserversorgung sollten nicht verzweifeln.

Eines der amerikanischen Unternehmen hat eine Station entwickelt, die in das Wasserversorgungssystem eines Hauses eingebaut werden kann. In das Wasserversorgungssystem ist eine kleine Turbine eingebaut, die durch den durch die Schwerkraft bewegten Wasserfluss angetrieben wird. Dies verringert die Wasserdurchflussmenge, senkt aber die Stromkosten. Darüber hinaus ist diese Installation absolut sicher.

Sogar Mini-Wasserkraftwerke werden in Abwasserrohren installiert. Doch ihr Aufbau erfordert die Schaffung bestimmter Voraussetzungen. Aufgrund des Gefälles sollte das Wasser auf natürliche Weise durch das Rohr fließen. Die zweite Voraussetzung besteht darin, dass der Rohrdurchmesser für die Installation der Geräte geeignet sein muss. Und das ist in einem separaten Haus nicht möglich.

Klassifizierung von Mini-Wasserkraftwerken

Mini-Wasserkraftwerke (die Häuser, in denen sie zumeist im privaten Sektor eingesetzt werden) gehören meist zu einem der folgenden Typen, die sich im Funktionsprinzip unterscheiden:

• Das Wasserrad ist der traditionelle Typ, der am einfachsten zu implementieren ist.
• Propeller. Sie werden dort eingesetzt, wo das Flussbett eine Breite von mehr als zehn Metern hat.
• Die Girlande wird an Flüssen mit sanfter Strömung angebracht. Um die Geschwindigkeit des Wasserflusses zu erhöhen, werden zusätzliche Strukturen verwendet.
• Der Darrieus-Rotor wird üblicherweise in Industrieunternehmen installiert.

Die Verbreitung dieser Optionen ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass sie keinen Staudammbau erfordern.

Wasserrad

Hierbei handelt es sich um einen klassischen Typ von Wasserkraftwerken, der vor allem im Privatsektor beliebt ist. Mini-Wasserkraftwerke dieser Art sind große Räder, die sich drehen können. Seine Klingen senken sich ins Wasser. Der Rest der Struktur befindet sich über dem Flussbett, wodurch sich der gesamte Mechanismus bewegt. Die Kraft wird über einen hydraulischen Antrieb an einen Generator übertragen, der Strom erzeugt.

Propellerstation

Auf dem Rahmen befinden sich in vertikaler Position ein Rotor und eine unter Wasser abgesenkte Unterwasserwindmühle. Eine Windmühle hat Flügel, die sich unter dem Einfluss des Wasserflusses drehen. Den besten Widerstand bieten zwei Zentimeter breite Schaufeln (mit schneller Strömung, deren Geschwindigkeit jedoch zwei Meter pro Sekunde nicht überschreitet).

In diesem Fall werden die Rotorblätter nicht durch den entstehenden Wasserdruck, sondern durch den entstehenden Wasserdruck angetrieben. Darüber hinaus verläuft die Bewegungsrichtung der Schaufeln senkrecht zur Strömungsrichtung. Dieser Prozess ähnelt dem von Windkraftanlagen, nur dass er unter Wasser funktioniert.

Wasserkraftwerk Garlyandnaya

Diese Art von Mini-Wasserkraftwerken besteht aus einem über ein Flussbett gespannten und in einem Stützlager befestigten Kabel. Daran werden Turbinen von geringer Größe und geringem Gewicht (hydraulische Rotoren) in Form einer Girlande aufgehängt und starr befestigt. Sie bestehen aus zwei Halbzylindern. Durch die Ausrichtung der Achsen beim Absenken ins Wasser entsteht in ihnen ein Drehmoment. Dadurch wird das Kabel gebogen, gedehnt und beginnt sich zu drehen. In dieser Situation kann das Kabel mit einer Welle verglichen werden, die der Kraftübertragung dient. Eines der Enden des Kabels ist mit dem Getriebe verbunden. Auf ihn wird die Kraft aus der Drehung des Kabels und der hydraulischen Propeller übertragen.

Das Vorhandensein mehrerer „Girlanden“ wird dazu beitragen, die Leistung der Station zu erhöhen. Sie können miteinander verbunden werden. Auch dies erhöht den Wirkungsgrad dieses Wasserkraftwerks nicht wesentlich. Dies ist einer der Nachteile einer solchen Struktur.

Ein weiterer Nachteil dieser Art ist die Gefahr, die sie für andere darstellt. Diese Art von Station kann nur an verlassenen Orten verwendet werden. Warnschilder sind erforderlich.

Rotor Daria

Ein Mini-Wasserkraftwerk für ein Privathaus dieser Art ist nach seinem Entwickler Georges Darrieus benannt. Dieses Design wurde bereits 1931 patentiert. Es handelt sich um einen Rotor, auf dem sich die Rotorblätter befinden. Für jede der Klingen in individuell ausgewählt sind erforderliche Parameter. Der Rotor wird in vertikaler Position unter Wasser abgesenkt. Die Schaufeln drehen sich aufgrund des Druckunterschieds, der durch das über ihre Oberfläche fließende Wasser entsteht. Dieser Vorgang ähnelt dem Auftrieb, der Flugzeuge zum Abheben bringt.

Diese Art von Wasserkraftwerk hat guter Indikator Effizienz Dreifacher Vorteil: Die Fließrichtung spielt keine Rolle.

Zu den Nachteilen gehören ein komplexer Aufbau und eine schwierige Installation.

Vorteile von Mini-Wasserkraftwerken

Unabhängig von der Bauart haben Mini-Wasserkraftwerke eine Reihe von Vorteilen:

• Sie sind umweltfreundlich und produzieren keine klimaschädlichen Stoffe.
• Die Stromerzeugung erfolgt geräuschlos.
• Das Wasser bleibt sauber.
• Die Stromerzeugung erfolgt kontinuierlich, unabhängig von Tageszeit und Wetterbedingungen.
• Schon ein kleiner Bach reicht aus, um eine Station einzurichten.
• Überschüssiger Strom kann an Nachbarn verkauft werden.
• Sie benötigen nicht viele Genehmigungsunterlagen.

Mini-Wasserkraftwerk zum Selbermachen

Sie können es selbst bauen, um Strom zu erzeugen. Für ein Privathaus reichen zwanzig Kilowatt pro Tag. Sogar ein selbstgebautes Mini-Wasserkraftwerk kann diesen Wert bewältigen. Es ist jedoch zu bedenken, dass dieser Prozess durch eine Reihe von Merkmalen gekennzeichnet ist:

• Es ist ziemlich schwierig, genaue Berechnungen durchzuführen.
• Die Abmessungen und Dicke der Elemente werden nur experimentell „nach Augenmaß“ ausgewählt.
• Selbstgebaute Strukturen verfügen nicht über Schutzelemente, was zu häufigen Ausfällen und damit verbundenen Kosten führt.

Wenn Sie also nicht über Erfahrung und bestimmte Kenntnisse in diesem Bereich verfügen, ist es besser, diese Art von Idee aufzugeben. Es kann günstiger sein, eine fertige Station zu kaufen.

Wenn Sie sich dennoch dazu entschließen, alles selbst zu machen, müssen Sie zunächst die Geschwindigkeit des Wasserflusses im Fluss messen. Denn davon hängt die erzielbare Leistung ab. Wenn die Geschwindigkeit weniger als einen Meter pro Sekunde beträgt, ist der Bau eines Mini-Wasserkraftwerks an diesem Standort nicht gerechtfertigt.

Ein weiterer Schritt, der nicht ausgelassen werden darf, sind Berechnungen. Es ist notwendig, die Höhe der Kosten, die für den Bau der Station anfallen, sorgfältig zu kalkulieren. Daher könnte sich herausstellen, dass Wasserkraft nicht die beste Option ist. Dann sollten Sie auf andere alternative Stromarten achten.

Ein Mini-Wasserkraftwerk kann die optimale Lösung zur Energiekosteneinsparung sein. Für den Bau muss sich in der Nähe des Hauses ein Fluss befinden. Abhängig von den gewünschten Eigenschaften können Sie eine geeignete Wasserkraftwerksoption auswählen. Mit der richtigen Vorgehensweise können Sie eine solche Konstruktion sogar mit Ihren eigenen Händen herstellen.