Regularny wzrost cen energii elektrycznej skłania wielu do myślenia o alternatywnych źródłach energii elektrycznej. Jednym z najlepszych rozwiązań w tym przypadku jest elektrownia wodna. Poszukiwanie rozwiązania tego problemu dotyczy nie tylko skali kraju. Coraz częściej można zobaczyć mini elektrownie wodne do domu (domku). Koszty w tym przypadku będą dotyczyły tylko budowy i konserwacji. Wadą takiej konstrukcji jest to, że jej budowa jest możliwa tylko pod pewnymi warunkami. Wymagany jest przepływ wody. Ponadto budowa tej konstrukcji na twoim podwórku wymaga pozwolenia władz lokalnych.
Schemat mini-elektrowni wodnej
Zasada działania elektrowni wodnej dla domu jest dość prosta. Schemat struktury jest następujący. Woda spada na turbinę, powodując obracanie się łopatek. Te z kolei pod wpływem momentu obrotowego lub spadku ciśnienia napędzają siłownik hydrauliczny. Z niego odebrana moc jest przekazywana do generatora elektrycznego, który generujeelektryczność.
Obecnie schemat hydroelektryczny jest najczęściej uzupełniany systemem sterowania. Dzięki temu projekt może pracować w trybie automatycznym. W razie potrzeby (np. wypadku) istnieje możliwość przełączenia na sterowanie ręczne.
Odmiany mini-elektrowni wodnych
Należy rozumieć, że mini-elektrownie wodne mogą wyprodukować nie więcej niż trzy tysiące kilowatów. To jest maksymalna moc takiej konstrukcji. Dokładna wartość będzie zależeć od typu HPP i konstrukcji używanego sprzętu.
W zależności od rodzaju przepływu wody rozróżnia się następujące typy stacji:
- Kanał, charakterystyczny dla równin. Instalowane są na rzekach o niskim przepływie.
- Stacjonarne wykorzystanie energii rzek wodnych o szybkim przepływie wody.
- HPP zainstalowane w miejscach, w których spada strumień wody. Najczęściej spotyka się je w organizacjach przemysłowych.
- Komórki, które są zbudowane ze wzmocnionego rękawa.
Do budowy elektrowni wodnej wystarczy nawet niewielki strumień przepływający przez teren. Właściciele domów z centralną wodą nie powinni rozpaczać.
Jedna z amerykańskich firm opracowała stację, którą można wbudować w domową sieć wodociągową. W system wodociągowy wbudowana jest mała turbina, która jest wprawiana w ruch strumieniem wody poruszającym się grawitacyjnie. Spowalnia prędkośćprzepływ wody, ale zmniejsza koszt energii elektrycznej. Ponadto ta instalacja jest całkowicie bezpieczna.
W rurze kanalizacyjnej budowane są nawet minielektrownie wodne. Ale ich budowa wymaga stworzenia pewnych warunków. Woda przez rurę powinna płynąć naturalnie ze względu na nachylenie. Drugim wymogiem jest to, aby średnica rury była odpowiednia dla urządzenia. A tego nie da się zrobić w domu jednorodzinnym.
Klasyfikacja mini HPP
Mini elektrownie wodne (domy, w których są wykorzystywane to głównie sektor prywatny) to najczęściej jeden z następujących typów, różniących się zasadą działania:
- Koło wodne to tradycyjny typ i najłatwiejszy do wykonania.
- Śmigło. Stosowany w przypadkach, gdy rzeka ma kanał o szerokości większej niż dziesięć metrów.
- Wianek jest instalowany na rzekach o lekkim przepływie. Dodatkowe konstrukcje służą do zwiększenia prędkości przepływu wody.
- Rotor Darrieus jest zwykle instalowany w zakładach przemysłowych.
Te opcje są powszechne, ponieważ nie wymagają budowy tamy.
Koło wodne
Jest to klasyczny typ elektrowni wodnej, który jest najbardziej popularny w sektorze prywatnym. Mini elektrownie wodne tego typu to duże koło, które może się obracać. Jego ostrza są opuszczane do wody. Reszta konstrukcji znajduje się nad kanałem, wymuszając ruch całego mechanizmu. Mocjest przekazywany przez napęd hydrauliczny do generatora, który generuje prąd.
Stacja śmigła
Na ramie w pozycji pionowej znajduje się wirnik i podwodny wiatrak opuszczony pod wodę. Wiatrak posiada łopaty, które obracają się pod wpływem przepływu wody. Najlepszy opór zapewniają łopatki o szerokości dwóch centymetrów (o szybkim przepływie, którego prędkość nie przekracza jednak dwóch metrów na sekundę).
W tym przypadku ostrza są wprawiane w ruch z powodu powstałej siły podnoszenia, a nie z powodu ciśnienia wody. Ponadto kierunek ruchu łopatek jest prostopadły do kierunku przepływu. Ten proces jest podobny do farm wiatrowych, tyle że działa pod wodą.
Wianek HPP
Ten rodzaj mini-elektrowni wodnej to kabel rozciągnięty nad łożem i zamocowany w łożysku oporowym. Turbiny o niewielkich rozmiarach i wadze (wirniki hydrauliczne) są zawieszone i sztywno na nim zamocowane w formie girlandy. Składają się z dwóch półcylindrów. Ze względu na wyrównanie osi, po opuszczeniu do wody powstaje w nich moment obrotowy. Prowadzi to do tego, że kabel zgina się, rozciąga i zaczyna się obracać. W tej sytuacji kabel można porównać do wału służącego do przenoszenia mocy. Jeden koniec liny jest połączony ze skrzynią biegów. Moc przekazywana jest do niego z obrotu linki i wirników hydraulicznych.
Obecność kilku „wieńc” pomoże zwiększyć moc stacji. Mogą być ze sobą połączone. Nawet to nie poprawia wiele.wydajność tego HPP. To jedna z wad takiej konstrukcji.
Kolejną wadą tego gatunku jest zagrożenie, jakie stwarza dla innych. Z tego rodzaju stacji można korzystać tylko w miejscach opuszczonych. Znaki ostrzegawcze są obowiązkowe.
Wirnik Daria
Minielektrownia wodna dla prywatnego domu tego typu nosi imię dewelopera - Georgesa Dariera. Ten projekt został opatentowany w 1931 roku. Jest to wirnik z łopatkami. Dla każdego z ostrzy niezbędne parametry dobierane są indywidualnie. Rotor opuszczany jest pod wodę w pozycji pionowej. Łopatki obracają się w wyniku spadku ciśnienia, który następuje pod działaniem wody przepływającej po ich powierzchni. Proces ten jest podobny do siły nośnej, która powoduje start samolotów.
Ten typ HPP ma dobry wskaźnik wydajności. Drugą zaletą jest to, że kierunek przepływu nie ma znaczenia.
Z wad tego typu elektrowni można wyróżnić skomplikowaną konstrukcję i trudną instalację.
Zalety mini elektrowni wodnych
Niezależnie od rodzaju konstrukcji, minielektrownie wodne mają szereg zalet:
- Przyjazne dla środowiska, nie wytwarzają substancji szkodliwych dla atmosfery.
- Proces wytwarzania energii elektrycznej jest bezgłośny.
- Woda pozostaje czysta.
- Elektryczność jest stale generowana, niezależnie od pory dnia i warunków pogodowych.
- Nawet mały strumień wystarczy, aby wyposażyć stację.
- Nadwyżkę energii elektrycznej można sprzedawać sąsiadom.
- Nie potrzebuję dużo dokumentacji pozwolenia.
Zrób to sam Mini elektrownia wodna
Możesz samodzielnie zbudować stację wodociągową, aby wytwarzać energię elektryczną. W przypadku prywatnego domu wystarczy dwadzieścia kilowatów dziennie. Nawet miniaturowa elektrownia wodna „zrób to sam” poradzi sobie z taką wartością. Należy jednak pamiętać, że proces ten charakteryzuje się szeregiem cech:
- Dokładne obliczenia są trudne do wykonania.
- Wymiary, grubość elementów jest wybierana "na oko", tylko empirycznie.
- Prowizoryczne konstrukcje nie posiadają funkcji ochronnych, co skutkuje częstymi awariami i związanymi z tym kosztami.
Dlatego, jeśli nie ma doświadczenia i pewnej wiedzy w tym zakresie, lepiej zrezygnować z tego typu idei. Tańszy może być zakup gotowej stacji.
Jeśli nadal decydujesz się robić wszystko własnymi rękami, musisz zacząć od pomiaru prędkości przepływu wody w rzece. W końcu zależy to od mocy, którą można uzyskać. Jeśli prędkość będzie mniejsza niż jeden metr na sekundę, budowa mini elektrowni wodnej w tym miejscu nie będzie miała uzasadnienia.
Kolejnym krokiem, którego nie należy pomijać, są obliczenia. Konieczne jest dokładne obliczenie wysokości kosztów, które zostaną poniesione na budowę stacji. W rezultacie może się okazać, że energia wodna nie jest najlepszą opcją. W takim razie należy zwrócić uwagę na inne rodzaje alternatywnej energii elektrycznej.
Mini elektrownia wodna może być najlepszym rozwiązaniem pozwalającym na oszczędność kosztówna energię elektryczną. Do jego budowy niezbędna jest rzeka w pobliżu domu. W zależności od pożądanych cech możesz wybrać odpowiednią wersję elektrowni wodnej. Przy odpowiednim podejściu możesz nawet wykonać taką konstrukcję własnymi rękami.
