Nie mąka, ale prąd. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Aby opracować i wdrożyć projekt domowej elektrowni, projektant amator będzie musiał najpierw przeanalizować cechy obiektu, który powinien być zasilany energią elektryczną (oddzielny budynek, zagroda, baza turystyczna, kilka domów itp.), a także natężenie przepływu wody i możliwość uzyskania różnicy poziomów za pomocą urządzeń hydraulicznych. Jeśli okaże się, że mikro HPP powinien pracować przy stałym obciążeniu, przy stałym (w ciągu dnia) poborze prądu, przepływ wody regulowany jest przez ogranicznik obciążenia. W najprostszym przypadku może to być płyta (deska itp.) zamocowana pomiędzy dwiema prowadnicami. W zależności od aktualnej sytuacji można go łatwo ustawić w pozycji poniżej lub powyżej „normy”. Nie ma też pilnej potrzeby stosowania akumulatorów. W przypadku znacznej różnicy w zużyciu prądu (zwłaszcza, gdy „nożyczki” przekraczają kilowatogodzinę), wysoce pożądany staje się akumulator.

Natężenie przepływu wody oraz wysokość, z której strumień dociera do turbiny, to główne czynniki wpływające na moc dostarczaną przez elektrownię wodną do odbiornika. Bez nich i w naszych obliczeniach, jak mówią, nie możemy tego zrobić.

Pomiar przepływu wody odbywa się za pomocą stopera i pływaka, na stałym odcinku rzeki (kanał itp.). Długość referencyjna tego odcinka wynosi około 10 m. Natomiast wartość czasowa, w czasie której pływak przepłynie te 10 m, ułatwi obliczenie prędkości samego przepływu.

Ale jaki jest przekrój kanału?

Odpowiednie pomiary wykonuje się w trzech punktach. Według uśrednionych danych znaleziono przekrój. Znając dodatkowo prędkość, obliczane jest samo obciążenie.

Ryż. 1. Układ i skład mikro ZD: 1 - rzeka o natężeniu przepływu głównego (opcja) 1,2 t/s, 2 - ogranicznik przepływu (szczegóły w tekście), 3 - kanał transportowy o natężeniu przepływu 0,4 t / s, 4 - prowadnica tac na stosach (z improwizowanych materiałów: na przykład desek o odpowiednich rozmiarach i gatunkach drewna), 5 - pomieszczenie techniczne (z drewna i okładziny), 6 - stanowisko do przenoszenia mocy (z zamontowanymi na nich izolatorami porcelanowymi it), 7 - linia energetyczna (powietrzna dwuprzewodowa), 8 - hydroelektrownia pracująca (a - opadający przepływ wody, b - zespół turbiny, c - dwustopniowa przekładnia pasowa, d - zespół wału pośredniego, d - generator elektryczny, e - stalowa płyta podstawy, g - pale modrzewiowe lub dąb), 9 - spust ścieków

Ryż. 2. Hydroturbina: 1 - pierścień koronowy (blacha stalowa 5 mm, 2 szt.), 2 - łopatka (stal nierdzewna 5 mm, 12 szt.), 3 - bęben (1,5 mm, cyna), 4 - szprycha (z kawałek 500 mm wzmocnienia z blachy falistej 26 mm, 8 szt.), 5 - śruba M12 (2 szt.), 6 - tuleja piasty (z kawałka rury ze stali bez szwu 100x20), 7 - wał turbiny (St 45), 8 - łożysko kulkowe w obudowie (od maszyn rolniczych wahliwe, 2 szt.), 9 - płyta podstawy (z odcinka kanału nr 18, 2 szt.), 10 - śruba M20 z nakrętka samozabezpieczająca (4 szt.), 11 - śruba wielkoformatowa z łbem stożkowym (16 szt.), 12 - pal (z akacji, dębu lub modrzewia, 2150 mm, 4 szt.)

Ryż. Ryc. 3. Kinematyka jednego z wariantów domowej elektrowni wodnej ze szczegółami dotyczącymi głównych elementów (konwencjonalnie nie pokazano wirnika turbiny): 1 - wał turbiny hydraulicznej (stal 45), 2 - piasta koło zamachowe-koło pasowe ( St 5), 3 - śruba M12, 4 - koło pasowe napędu koła zamachowego pierwszego stopnia przekładni pasowej (Stal 20), 5 - śruba M10 (4 szt.), 6 - nakrętka samozabezpieczająca M10 (4 szt. .), 7 - pasek klinowy kordowy (2 szt.), 8 - koło pasowe wału pośredniego (stal 20), 9 - wpust klinowy, 10 - wał pośredni (stal 45), 11 - płyta stalowa, 12 - obudowa łożyska z kapturkami (St 3), 13 - łożysko kulkowe 180206 (2 szt.), 14 - śruba M8 (8 szt.), 15 - podkładka (8 szt.), 16 - nakrętka M8 (8 szt.), 17 - Generator prądu stałego (800 W, 24 V, 700 obr/min), 18 - duża śruba z podkładką (6 szt.), 19 - koło pasowe alternatora (stal 20)

Wytworzenie wymaganej różnicy poziomów wody (kanała transportowego) wymaga pewnych prac hydrotechnicznych; dość obszerne, ale absolutnie niezbędne odpowiednie struktury (patrz ryc.). Potencjał energetyczny hydroprzepływu oblicza się ze wzoru:

Wn=mgh,

gdzie Wn - energia potencjalna; m to masa wody, która spadnie na turbinę w ciągu jednej sekundy (tu przydaje się obliczone wcześniej natężenie przepływu!); g - przyspieszenie swobodnego spadania równe 9,8 m/s2; h to wysokość spadku wody (przed wyjściem z turbiny).

Moc, którą idealnie można uzyskać z turbiny oferowanej do własnej produkcji, wynosi około 10 kW. Pracując w prawdziwej mikroelektrowni wodnej, której wariant pokazano na rysunku, turbina taka jest w stanie dostarczyć do obciążenia moc 800 W (biorąc pod uwagę tutaj nieuniknione straty). Na tej podstawie został również wybrany generator. Posiada parametry: 800 W, 24 V, 700 obr/min.

Jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że wieczorem i w nocy prąd służy głównie do oświetlenia (nie jest zużywany tylko przez 3-4 godziny), a w ciągu dnia służy do zasilania 1-2 lodówek, czyli najwyraźniej ma sens gromadzenie go w akumulatorach, podłączonych do ładowania i pracy w sieci o napięciu 24 V. Wymagane jest jednak, aby akumulatory znajdowały się jak najbliżej rozdzielnicy. Przecież straty rosną tutaj proporcjonalnie do długości linii i przekroju kabla elektrycznego.

Na szczęście nie wykraczają poza „normę” w naszej 150-metrowej linii, w której zastosowano kabel o łącznym przekroju żył aluminiowych 25 mm2.

Aby w elektrowni mikrohydroelektrycznej nie utracono ani jednego wata energii wody, uciekają się do tego, że turbina jest wyposażona w łopatki ustawione pod kątem, który sprzyja maksymalnemu wykorzystaniu kinetyki przepływu w dół. Łopatek podążających jedna za drugą nie da się spowolnić „zmęczoną”, wyczerpaną wodą. A tarcie jest ograniczone do minimum. Przecież wewnętrzna powierzchnia każdej z łopatek (łopatek) i bębna turbiny (rodzaj „miski”) jest starannie wypolerowana. Straty w przekładni pasowej, która doprowadza liczbę obrotów generatora do optymalnej wartości, są również niezwykle zmniejszone. Wszystkie wały są na łożyskach kulkowych. Pasy nie ślizgają się (ich napięcie reguluje się w zależności od miejsca mocowania podpórek).

Teraz - o innych szczegółach proponowanego projektu. Trzystukilogramowa turbina (patrz ryc. ) składa się z dwóch koron pierścieniowych (blacha stalowa), dwunastu łopatek (stal nierdzewna), blaszanego bębna, ośmiu szprych wykonanych ze zbrojenia stalowego (o średnicy 26 mm) i piasty tuleja montowana na wale roboczym za pomocą dwóch połączeń śrubowych M12. Wał obraca się na dwóch wahliwych (i koniecznie uszczelnionych - w celu ochrony przed wodą) łożyskach kulkowych.

Wszystko to znajduje się na dwóch podporach, które wytrzymują obciążenia do tony. Te ostatnie są osadzone na czterech, wbitych w ziemię na głębokość 1,5 metra, pali o średnicy 200-250 mm (z akacji). Na wale turbiny umieszczone jest koło zamachowe (średnica 700 mm, masa około 80 kg), które jest jednocześnie kołem napędowym dwustopniowej przekładni pasowej. Jego prędkość obrotowa wynosi 80 obr/min (na biegu jałowym) i 60 obr/min (pod obciążeniem).

Aby uzyskać wymagane przez generator 700 obr/min wprowadzono wał pośredni z kołami pasowymi: napędzanym (D = 150 mm) i wiodącym (D = 350 mm). Od tego ostatniego moment obrotowy jest już przenoszony na wał generatora prądu stałego. Koło pasowe można tutaj uznać za pracujące (Z=130). Dlatego lepiej przygotować go do naszej mikroelektrowni wodnej. Na przykład wybierz odpowiedni z wycofanych z eksploatacji maszyn rolniczych. Jak jednak i wszystkie poprzednie. Ale możesz też zrobić własne. Zgodnie z metodologią, wielokrotnie i z wystarczającą kompletnością publikowaną w czasopiśmie, a zatem - dobrze znaną wielu naszym majsterkowiczom.

Reszta rozważanej konstrukcji, jak sądzę, wynika z samych ilustracji.

Należy również zauważyć, że rozwój mikroelektrowni wodnej (na 24 V i 800 W) został pomyślnie wdrożony na terenie leśnictwa Koshava w celu dostarczenia energii elektrycznej do namiotów turystycznej bazy leśnej w dolinie Shasa (600 m nad poziomem morza).

Oczywiście istnieją inne, równie cenne osiągnięcia. W tym te wyprodukowane w Rosji. Ale tutaj myśl techniczna była skierowana od czasów starożytnych na wykorzystanie energii swobodnie płynącej wody bez tam.

W szczególności szereg dokumentów pochodzących z XVI wieku wskazuje na budowę młynów w osadach kozackich nad Donem, obracanych siłą nurtu rzeki. Koło tych młynów, zanurzone w 1/4 w bystrzach, osadzano na wale pomiędzy dwoma czółnami lub czółnami. Od tego czasu takie konstrukcje nazywa się „kajakem” pod nazwą pływającej podstawy. Ponadto dalszy rozwój myśli technicznej w tym kierunku stymulowany był pojawiającym się i coraz bardziej utwierdzającym się jej wpływem na gospodarkę narodową elektrotechniki.

Niestety, I wojna światowa, a następnie wojna domowa przerwała badania naukowe w tym zakresie. I dopiero w 1926 roku (wraz z rozwojem przemysłu) pomysł niedrogiej, szybko utworzonej elektrowni bez tamy, wykorzystującej energię prądu rzecznego do zasilania kołchozów, sowchozów i arteli chłopskich, uzyskał praktyczne rozwinięcie w projektowaniu „inżyniera kajakowej elektrowni wodnej B. Kazżyńskiego”. W latach 1926-1930 zbudowano 4 takich elektrowni (patrz ryc. 11), a ponadto według projektu dość przystępnego do powtórzenia przez dzisiejszych majsterkowiczów.

Ryż. Rys. 4. Kajakowa minielektrownia wodna o swobodnym przepływie projektu inż. B. Kazhinskiego: 1 - drewniany pomost na dwóch pływakach (typ katamaranu), 2 - koło wodne połączone za pomocą multiplikatora paska klinowego z generatorem prądu , 3 - pomieszczenie pomocnicze, 4 - naciąg z tradycyjnie nie pokazaną kotwicą (6 szt.), 5 - pomieszczenie techniczne, 6 - linia energetyczna (napowietrzna dwuprzewodowa). Cechy zastosowanego koła wodnego podano w tekście.

Przy średnicy koła wodnego wynoszącej 6 metrów z 24 ostrzami (ich długość i szerokość wynoszą odpowiednio 4,5 i 1,0 m) na rosyjskich rzekach (przy przepływie 1 ... 1,5 m / s) „serce” jest takie mini elektrownia wodna wykonuje 10-12 obrotów na minutę, rozwijając na wale moc do 6 kW. Ten ostatni (dzięki wzmacniaczowi paska klinowego) jest już przekazywany do generatora elektrycznego.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum MAX44291 - nowy, cichy wzmacniacz operacyjny z niskim dryfem temperaturowym 10.02.2015 MAX44291 to nowy, precyzyjny wzmacniacz operacyjny Maxim Integrated o niskim poziomie szumów (4,9 nV/vHz), niskim napięciu offsetu (125 µV) i niskim dryfie offsetu (0,5 µV/°C). Jego właściwości metrologiczne pozwalają na zastosowanie go w przemysłowej aparaturze pomiarowej, różnych medycznych systemach pomiarowych oraz w urządzeniach systemów informacyjno-pomiarowych. MAX44291 posiada szeroki zakres napięcia zasilania i może pracować zarówno z unipolarnym zakresem 4,5...36 V jak i bipolarnym +-2,25...+-18 V. Wzmacniacz posiada zwiększoną odporność na efekty elektrostatyczne (+-8 kV HBM) i zabezpieczenie zatrzaskowe. Funkcja trybu niskiego poboru mocy pozwala znacznie zmniejszyć pobór prądu wzmacniacza do 1 μA. Szerokość pasma MAX44291 wynosi 10 MHz. Funkcja niskiego poboru mocy, doskonałe parametry metrologiczne, miniaturowa obudowa (uMAX), wyjście szyny do szyny sprawiają, że ten wzmacniacz operacyjny nadaje się zarówno do zastosowań o niskim poborze mocy, takich jak przenośna technologia pomiarowa, jak i wymagających przemysłowych systemów pomiarowych. i charakterystyki metrologiczne.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Kieszonkowy tuner TV Canopus

▪ Świecący cel chirurga

▪ Mężczyźni i kobiety widzą inaczej

▪ Grafen przyspiesza działanie przełączników optycznych o 100 razy

▪ Czujniki linii papilarnych w aparatach i obiektywach

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Stabilizatory napięcia. Wybór artykułu

▪ artykuł Nakręć się na wąsy. Popularne wyrażenie

▪ Artykuł Kiedy pojawiły się restauracje? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Sprawdzanie i regulacja ochrony odgromowej. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Kolorowy tusz. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Niespokojne ziarna. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024