|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Girlanda dająca prąd. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii Pojawienie się daczy, a nawet farm na nieużytkach oddalonych od sieci energetycznej, galopujący wzrost cen paliw i energii elektrycznej ożywiły dawne idee autonomicznego zasilania z powszechnym wykorzystaniem naturalnej energii ze słońca, wiatru i wody. Wzrosło zwłaszcza zainteresowanie mini- i mikroelektrowniami wodnymi. Wolnoprzepływowa (model z 1964 r.) Łańcuchowa elektrownia wodna V. Blinova posłużyła jako prototyp dla recenzowanych. Elektrownie wodne, które zostaną omówione, są wolnoprzepływowe, z dość oryginalną turbiną z tzw. wirników Savoniusa nawleczoną na wspólny (być może elastyczny, kompozytowy) wał roboczy. Do ich instalacji nie wymagają zapór ani innych wielkogabarytowych konstrukcji hydraulicznych. Zdolne do pracy z pełną wydajnością nawet na płytkiej wodzie, co w połączeniu z prostotą, zwartością i niezawodnością konstrukcji czyni te elektrownie wodne bardzo obiecującymi dla tych rolników i ogrodników, których działki znajdują się w pobliżu małych cieków wodnych (rzek, strumieni i rowów).
W przeciwieństwie do zapór, elektrownie wodne o swobodnym przepływie, jak wiadomo, wykorzystują jedynie energię kinetyczną płynącej wody. Aby określić moc, istnieje wzór: N=0,5*p*V3*F*n(1), gdzie N to moc na wale roboczym (W), p to gęstość wody (1000 kt / m3), V – prędkość przepływu rzeki (m/s), F – pole przekroju czynnej (zanurzonej) części korpusu roboczego maszyny hydraulicznej (m2), n - sprawność konwersji energii. Jak widać ze wzoru 1, przy prędkości rzeki 1 m/s w idealnym przypadku (gdy n = 1) spada moc równa zaledwie 500 W na metr kwadratowy czynnej części maszyny hydraulicznej. Ta wartość jest oczywiście niewielka do użytku przemysłowego, ale w zupełności wystarczająca dla gospodarstwa zależnego rolnika lub letniego mieszkańca. Co więcej, można ją zwiększyć poprzez równoległe działanie kilku „girland hydraulicznych”. I jeszcze jedna subtelność. Prędkość rzeki w różnych jej częściach jest różna. Dlatego przed przystąpieniem do budowy mikroelektrowni wodnej należy określić potencjał energetyczny swojej rzeki za pomocą prostej metody opisanej w pierwszym numerze magazynu z 1996 roku. Przypomnijmy tylko, że odległość przebyta przez pływak pomiarowy i podzielona przez czas jego przejścia będzie odpowiadała średniej prędkości przepływu na tym odcinku. Należy również zauważyć, że parametr ten będzie się zmieniał w zależności od pory roku. Dlatego obliczenia konstrukcji należy wykonać kierując się średnią (dla planowanego okresu eksploatacji mikrohydro) prędkością rzeki. Następnie musisz określić rozmiar aktywnej części maszyny hydraulicznej i jej typ. Ponieważ cała mikroelektrownia wodna powinna być tak prosta i łatwa w produkcji, jak to tylko możliwe, najbardziej odpowiednim typem konwertera jest końcowy projekt wirnika Savoniusa. Podczas pracy z całkowitym zanurzeniem w wodzie wartość F można przyjąć jako równą iloczynowi średnicy wirnika D i jego długości L oraz n=0,5. Częstotliwość obrotów f z dokładnością akceptowalną w praktyce określa wzór: f=48V/3,14D (obr/min) (2). Aby elektrownia wodna była jak najbardziej zwarta, moc podana w obliczeniach powinna być skorelowana z rzeczywistym obciążeniem, którego zasilanie powinna zapewniać mikroelektrownia wodna (ponieważ w przeciwieństwie do turbiny wiatrowej prąd będzie dostarczany w sposób ciągły do sieci konsumenta tutaj). Z reguły energia ta jest wykorzystywana do oświetlenia, zasilania telewizora, radia, lodówki. I tylko ten ostatni jest stale włączony do pracy w ciągu dnia. Reszta urządzeń elektrycznych działa głównie wieczorem. Na tej podstawie wskazane jest skupienie się na maksymalnej mocy z jednej „girlandy hydraulicznej” rzędu 250-300 W, pokrywającej szczytowe obciążenie akumulatorem ładowanym z mikroelektrowni wodnej. Przeniesienie momentu obrotowego z wału roboczego elektrowni hydraulicznej na koło pasowe generatora elektrycznego odbywa się zwykle za pomocą przekładni pośredniej. Jednak ten element, ściśle mówiąc, można wykluczyć, jeśli generator zastosowany w projekcie mikroelektrowni wodnej ma roboczą prędkość obrotową mniejszą niż 750 obr./min. Jednak często trzeba zrezygnować z komunikacji bezpośredniej. Wszakże dla zdecydowanej większości generatorów produkcji krajowej robocza prędkość obrotowa na początku „dostawy” mocy mieści się w przedziale 1500-3000 obr./min. Oznacza to konieczność dodatkowej koordynacji wałów siłowni hydraulicznej i generatora elektrycznego. Cóż, teraz, gdy wstępna część teoretyczna jest już za nami, rozważmy konkretne projekty, z których każdy ma swoje zalety.
Oto na przykład półstacjonarna mikroelektrownia przepływowa o swobodnym przepływie z poziomym układem dwóch współosiowych, obróconych względem siebie o 90 ° (w celu ułatwienia samoczynnego rozruchu) i sztywno połączonych poprzecznie wirników Savoniusa. Co więcej, główne części i komponenty tej domowej elektrowni wodnej wykonane są z drewna jako najbardziej dostępnego i „posłusznego” materiału budowlanego. Proponowany mikroHPP jest zanurzalny. Oznacza to, że jego rama nośna znajduje się w poprzek cieku wodnego na dnie i jest wzmocniona napinanymi kablami lub słupami (jeśli na przykład w pobliżu znajdują się chodniki, molo dla łodzi itp.). Ma to na celu uniknięcie porywania konstrukcji przez sam ciek wodny. Oczywiście głębokość rzeki w miejscu instalacji mikroelektrowni wodnej powinna być mniejsza niż wysokość ramy nośnej. W przeciwnym razie bardzo trudno (jeśli nie niemożliwe) jest uniknięcie przedostania się wody do generatora elektrycznego. Cóż, jeśli miejsce, w którym ma stanąć mikroelektrownia, ma głębokość większą niż 1,5 m lub występuje duży przepływ i natężenie przepływu, które jest bardzo zróżnicowane w ciągu roku (co zresztą jest dość typowe dla cieki zasilane śniegiem), zaleca się wyposażenie tego projektu w pływaki. Ułatwi to również przenoszenie go po zainstalowaniu na rzece. Rama nośna mikroelektrowni wodnej to prostokątna rama wykonana z drewna, desek i małych bali, mocowana gwoździami i drutem (kable). Elementy metalowe konstrukcji (gwoździe, śruby, zaciski, narożniki itp.) powinny być w miarę możliwości wykonane ze stali nierdzewnej lub innych stopów odpornych na korozję. Otóż skoro eksploatacja takiej mikroelektrowni jest w Rosji często możliwa tylko sezonowo (ze względu na zamarznięcie większości rzek), to po upływie okresu eksploatacji cała wyciągnięta na brzeg konstrukcja podlega dokładnej kontroli. Terminowo wymieniaj spróchniałe elementy drewniane, zardzewiałe mimo zachowania środków ostrożności elementy metalowe. Jednym z głównych węzłów naszej mikroelektrowni wodnej jest „girlanda hydroenergetyczna” złożona z dwóch sztywno zamocowanych (i stanowiących jedną całość na wale roboczym) wirników. Ich dyski są łatwe do wykonania z desek o grubości 20-30 mm. Aby to zrobić, po wykonaniu z nich tarczy za pomocą kompasu zbuduj okrąg o średnicy 600 mm. Następnie każda z desek jest cięta zgodnie z uzyskaną na niej krzywą. Po zbiciu półfabrykatów na dwie listwy (aby uzyskać wymaganą sztywność), powtarzają wszystko trzy razy - zgodnie z liczbą wymaganych dysków. Jeśli chodzi o ostrza, zaleca się wykonanie ich z blachy dachowej. I lepiej - z cylindrycznych nierdzewnych pojemników (beczek) o odpowiedniej wielkości i przeciętych na pół (wzdłuż osi), w których zwykle przechowuje się i transportuje nawozy rolnicze i inne agresywne materiały. W skrajnych przypadkach ostrza mogą być również wykonane z drewna. Ale ich waga (zwłaszcza po długim pobycie w wodzie) znacznie wzrośnie. I należy o tym pamiętać przy tworzeniu mikroelektrowni wodnych na pływakach. Podpory kolców są przymocowane do końców „girlandy hydroenergetycznej”. W rzeczywistości są to krótkie cylindry z szerokim kołnierzem i otworem końcowym na klucz. Kołnierz jest przymocowany do odpowiedniej tarczy wirnika czterema śrubami.
Aby zmniejszyć tarcie, łożyska są umieszczone na środkowych poprzeczkach. A ponieważ zwykłe łożyska kulkowe lub wałeczkowe nie nadają się do pracy w wodzie, używają… domowych, drewnianych. Konstrukcja każdego z nich składa się z dwóch docisków i wkładek blaszek z otworem do przejścia wspornika kolca. Ponadto środkowe panewki łożysk są ustawione w taki sposób, że włókna drzewne biegną tutaj równolegle do wału. Ponadto podejmowane są specjalne środki, aby zapewnić sztywne mocowanie płyt wkładanych przed przesunięciami bocznymi. Zrób to za pomocą śrub dokręcających. Jako generator elektryczny w rozważanej mikroelektrowni wodnej stosuje się dowolny z samochodowych. Dają 12-14 V DC i łatwo łączą się zarówno z baterią, jak i urządzeniami elektrycznymi. Moc tych maszyn wynosi około 300 watów.
Projekt przenośnej mikroelektrowni wodnej z pionowym układem „girlandy” i generatora jest całkiem do przyjęcia do własnej produkcji. Taka elektrownia wodna, zdaniem autora opracowania, jest najmniej materiałochłonna. Konstrukcją nośną instalacji, która ustala jej położenie w korycie rzeki, jest stalowy pręt drążony (np. z odcinków rur). Jego długość dobierana jest w oparciu o charakter dna cieku i prędkość nurtu. Co więcej, tak aby ostry koniec pręta wbity w dno gwarantował stabilność mikroelektrowni i jej nierozłączność swoim przebiegiem. Możliwe jest również zastosowanie dodatkowych rozstępów. Po wyznaczeniu powierzchni czynnej wirnika za pomocą wzoru (1) i zmierzeniu głębokości rzeki w miejscu zainstalowania mikroelektrowni wodnej łatwo jest obliczyć średnicę zastosowanych tu wirników Savoniusa. Aby konstrukcja była prosta i samoczynna, wskazane jest wykonanie „girlandy hydraulicznej” z dwóch wirników połączonych tak, aby łopaty pierwszego były przesunięte o 90° względem drugiego (wzdłuż osi obrotu). Ponadto dla zwiększenia efektywności pracy konstrukcja od strony nadjeżdżającego strumienia wyposażona jest w osłonę pełniącą rolę łopatki kierującej. Otóż wał roboczy osadzony jest w łożyskach ślizgowych górnej i dolnej podpory. W zasadzie przy krótkim czasie pracy mikroelektrowni wodnej (np. na biwaku) można zastosować również łożyska kulkowe o dużej średnicy. Jeśli jednak w wodzie znajduje się piasek lub muł, po każdym użyciu jednostki te będą musiały zostać umyte w czystej wodzie. Mocowanie wsporników do pręta jest skręcane i spawane w zależności od ciężaru „girlandy hydraulicznej” i konieczności jej demontażu na części. Górny koniec wału roboczego maszyny hydraulicznej jest jednocześnie wałem wejściowym multiplikatora, który (jako najprostszy i najbardziej technologiczny) może służyć jako pas. Generator elektryczny zostaje ponownie zabrany przez samochód. Łatwo jest przymocować go do pręta nośnego za pomocą zacisku. A same przewody wychodzące z generatora muszą mieć niezawodną wodoodporność. Na ilustracjach dokładne proporcje geometryczne przekładni pośredniej nie są konwencjonalnie pokazane, ponieważ zależą one od parametrów konkretnego posiadanego generatora. Otóż pasy transmisyjne można zrobić ze starej kamery samochodowej, tnąc ją na taśmy o szerokości 20 mm, a następnie skręcając w wiązki. Do zasilania małych wiosek odpowiednia jest łańcuchowa mikroelektrownia wodna zaprojektowana przez V. Blinova, która jest niczym innym jak łańcuchem beczkowych wirników Savoniusa o średnicy 300-400 mm, zamontowanych na elastycznym kablu rozciągnięta w poprzek rzeki. Jeden koniec kabla jest przymocowany do zawiasowego wspornika, a drugi przez prosty multiplikator do wału generatora. Przy natężeniu przepływu 1,5-2,0 m/s łańcuch wirników osiąga prędkość do 90 obr./min. A niewielkie rozmiary elementów „girlandy hydroenergetycznej” umożliwiają eksploatację tej mikroelektrowni wodnej na rzekach o głębokości mniejszej niż jeden metr. Trzeba powiedzieć, że przed 1964 r. V. Blinovowi udało się stworzyć kilka przenośnych i stacjonarnych mikroelektrowni wodnych własnego projektu, z których największą była elektrownia wodna zbudowana w pobliżu wsi Porożki (obwód twerski). Para girland napędzała tutaj dwa standardowe generatory autociągników o łącznej mocy 3,5 kW. Autor: I.Dokukin
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Kondensat Bosego-Einsteina napędza laser fononowy ▪ Kij bilardowy z celownikiem laserowym ▪ Zegar silikonowy, nie elektroniczny
▪ sekcja serwisu Regulatory prądu, napięcia, mocy. Wybór artykułów ▪ artykuł Wpływ gotowości percepcyjnej. Encyklopedia iluzji wizualnych ▪ Jak wydobywa się miedź? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Lutownica gazowa. warsztat domowy ▪ artykuł Atrament gabinetowy. Proste przepisy i porady ▪ artykuł Pocztówka z tajemnicą. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony