Гидроэлектростанция своими руками на приусадебном участке

Составные части Мини ГЭС

Гидротурбина с лопатками, соединённая валом с генератором
Генератор. Предназначен для выработки переменного тока. Присоединяется к валу турбины. Параметры генерируемого тока быть относительно нестабильны, однако ничего похожего на скачки мощности при ветряной генерации не происходит;
Блок управления гидротурбиной обеспечивает пуск и останов гидроагрегата, автоматическую синхронизацию генератора при подключении к энергосистеме, контроль режимов работы гидроагрегата, аварийную остановку.
Блок балластной нагрузки, предназначенный для рассеивания неиспользуемой потребителем на данный момент мощность, позволяет избежать выхода из строя электрогенератора и системы контроля и управления.
Контроллер заряда/ стабилизатор: предназначен для управления зарядом аккумуляторных батарей, контроля поворота лопастей и преобразования напряжения.
Банк АКБ: накопительная ёмкость, от размера которой зависит продолжительность функционирования в автономном режиме питаемого ею объекта.
Инвертор, во многих гидрогенерирующих системах применяются инверторные системы. При наличии банка АКБ и контроллера заряда, гидросистемы мало чем отличаются от других систем, применяющих ВИЭ.

Трудности согласования

Однако, зажечь одну свечу, образно говоря, это одно, а вот зажечь тысячи, дать людям свет, как то сделал Прометей, это совсем иное дело. Компактная гидроэлектростанция как источник электричества своим появлением в обыденном применении может нарушить устоявшуюся картину и состояние дел.

Крупнейшие монополии привыкли, что именно они производят электроэнергию для малых поселений, сбытовые дочерние структуры привыкли получать деньги за доставку товара – КВт\час потребителю. Куда в эту схему вписать мини — ГЭС? Да еще не подконтрольную монополистам? Сразу скажу, что согласовать такой проект с местными властями в России будет непросто, как впрочем, и всякое иное новое дело. Но результат стоит затраченных усилий.

В целом под компактной (мини) гидроэлектростанцией подразумевается такая станция, что выдает мощность до 100 квт. Народные умельцы, работая руками и головой, могут достаточно легко соорудить сию полезную штуку у себя в поселке или деревне, даже в частном домовладении. Но только если имеются соответствующие природные условия и желание что-то создать НОВОЕ, сэкономить денег, то есть в будущем меньше платить за электричество.

Если вы посмотрите видео, или фото некоторых мини- ГЭС, то увидите, что подчас они выглядят весьма странно. Но ведь для современников Леонардо Да Винчи его махолеты с огромными крыльями тоже казались по меньшей мере странными, а своими дерзкими опытами и идеями великий итальянец и вовсе наводил ужас на многих людей своего времени. Ну и что? Людей тех мы не помним. А чертежи и творения Леонардо будут жить в веках. Стройте мини-ГЭС своими руками, экспериментируйте, дерзайте! Природа и потомки скажут вам лишь «Спасибо»!

Михаил Берсенев

В Таджикистане тоже есть умельцы, не хуже индийских:

https://youtube.com/watch?v=uChNzJ2d3Jo

Что такое мини ГЭС

Для начала определимся с принципом работы и типами небольших ГЭС. Течение реки или падающий водный поток вращает лопасти турбины и гидропровод, который соединен с электрогенератором ‑ последний и вырабатывает электроэнергию. Современные компактные ГЭС имеют автоматическое управление с возможностью мгновенного перехода на ручной режим в случае аварийной ситуации. Конструкции современных заводских ГЭС позволяют свести к минимуму производство строительных работ при монтаже оборудования.

Виды мини гидроэлектростанций

К мини электростанциям относятся генерирующие устройства мощностью от 1 до 3000 кВт. Принципиально ТЭС состоит из:

турбины (водозаборного устройства);
генерирующего блока; системы управления.
системы управления.

Русловые. Такие станции строятся на небольших равнинных реках с водохранилищами.
Горные. Стационарные станции, которые используют энергию быстрого горного течения.
Промышленные. Станции, использующие перепады потока воды на промпредприятиях.
Мобильные. Станции, использующие для водного потока армированные рукава.

Плотинные типы станций отличаются высокой мощностью, но строительство плотины обходится дорого, да и без разрешений в этом случае не обойтись. Связываться с чиновниками в нашей стране – не просто усложнить себе жизнь, а ставить под сомнение реализацию самых благих намерений, поэтому откажемся от этой затеи сразу.

Как работает мини ГЭС

Принципиальную схему работы ГЭС можно выбрать из нескольких вариантов:

Гирляндная ГЭС. С одного берега реки на другой под водой проложен трос с нанизанными на него роторами. Течение вращает роторы и, соответственно, сам трос. Один конец троса в подшипнике, другой соединен с генератором.
Пропеллер. Подводная конструкция, напоминающая ветряк с узкими лопастями и вертикальным ротором. Лопасть шириной всего 20 мм при большой скорости вращения обеспечит минимальное сопротивление. Лопасть такой ширины выбирается при скорости потока 0,8–2, 0 м в сек.
Водяное колесо. Колесо с лопастями, частично погруженное в поток, и расположенное под прямым углом к поверхности воды. Поток воды давит на лопасти, вращая колесо.
Ротор Дарье. Вертикальный ротор со сложными поверхностями лопастей. Жидкость, обтекая лопасти, создает разное давление, за счет чего происходит вращение.

На фото мини ГЭС на основе водяного колеса

Оценка потенциальной мощности мини ГЭС

До строительства мини гидроэлектростанции своими руками нужно определить мощность, на которую можно рассчитывать. Существует справочное соотношение между скоростью потока воды и мощностью, которая может сниматься с вала в кВт при диаметре винта 1 м.

Скорость потока определяется замером времени, за которое щепка, брошенная в воду, пройдет определенное расстояние. Сделав несложные расчеты, получим скорость потока в метрах в секунду. Если в данном случае скорость менее 1 м/сек, то строительство ГЭС будет экономически нецелесообразно.

Разновидности мини-ГЭС

Стоит понимать, что мини-гидроэлектростанции позволяют получать не более трех тысяч киловатт. Это максимальная мощность подобного сооружения. Точное значение будет зависеть от типа ГЭС и конструкции используемого оборудования.

В зависимости от вида водяного потока выделяют следующие типы станций:

Русловые, характерные для равнин. Они устанавливаются на реках с несильным потоком.
Стационарные используют энергию водных рек с быстрым потоком воды.
ГЭС, устанавливающиеся в местах перепада водного потока. Встречаются чаще всего в промышленных организациях.
Мобильные, которые строятся с применением армированного рукава.

Для строительства ГЭС достаточно даже небольшого ручья, протекающего по участку. Владельцы домов с центральным водоснабжением не должны отчаиваться.

Одной из американских компаний разработана станция, которую можно встраивать в водоснабжающую систему дома. В водопровод встраивается турбина маленьких размеров, которая приходит в движение за счет потока воды, двигающегося самотеком. Это снижает скорость потока воды, но снижает себестоимость электроэнергии. К тому же данная установка полностью безопасна.

Устраиваются даже мини-гидроэлектростанции в канализационной трубе. Но их строительство требует создания определенных условий. Вода по трубе должна стекать естественным образом за счет уклона. Второе требование – диаметр трубы должен быть подходящим для устройства оборудования. А это невозможно сделать в отдельно стоящем доме.

Для изготовления гидростанции своими руками нам понадобится:

Генератор из двух дисков диаметром 27,5 сантиметров от дисковых тормозов.
Диски для колеса (использовали от корпуса сломанного генератора)
Ведущий вал и подшипники.
Смола полистироловая для заливки статора и ротора.
Проволока медная сечением примерно 15,мм.
Обрезки листового металла и уголков.
Магниты.
Фанера.

Лопасти ведущего колеса сделаем из разрезанной на 4 части 10 сантиметровой стальной трубы.

Размечем шаблон.

Мы изготовили шаблон, который помог нам в будущем сделать отверстия, боковые поверхности колеса – диаметром 30 сантиметров.

Изготавливаем шаблон своими руками, благодаря которого будем размечать отверстия для ступиц 5 шт, также позицию лопастей. В данном колесе, если посмотреть в профиль, вода бьет сверху, в район 10 часов, протекает через середину барабана и выходит внизу, на 5 часов, так что вода бьет по колесу целых два раза.

Мы посмотрели большое количество фото и попытались смоделировать угол и ширину лопастей. На фото сверху – размечено для отверстий и лопастей для крепления колеса к генератору. В колесе будет 16 лопастей.

Шаблон закрепили к одному диску – будущей боковой поверхности колеса, два диска мы зажали вместе. На фото выше – сверление маленьких отверстий для крепления лопастей.

Необходимо сделать зазор между дисками в 25 сантиметров, используя шпильки желательно со сплошной резьбой, и аккуратно выровнять их перед установкой лопастей.

Процесс сваривания колеса показан выше

Важно, чтобы лопасти были изготовлены из стальной оцинкованной трубы

Важно! Перед сварными работами необходимо зачистить края лопастей от цинк, так как при сварке гальванизированный металл нагревается и выделяет токсичный газ.

Готовое колесо нашей будущей гидростанции (гэс), без генератора. На, обратной стороне колеса в боковом диске есть отверстие в 10 сантиметров диаметром – для удобного прикручивания к генератору, а также для чистки, чтобы можно было рукой вынуть палки и разный мусор, который занесет внутрь вода.

Сопло имеет туже ширину (25 сантиметров), что и колесо, и около 2,5 сантиметра высоты с того конца, где выливается вода. Площадь сопла меньше, чем 10 сантиметровая труба, на которую сопло насажено. На фото мы сгибаем металлический лист своими руками для сопла.

Надеваем колесо на ось, наша гидростанция (ГЭС) практически готова, осталось сделать и установить генератор. Мы можем двигать сопло назад, вперед, вниз, вверх. Генератор и колесо могут двигаться назад и вперед.

Мини-гидроэлектростанция своими руками

Построить водяную станцию для получения электроэнергии можно самостоятельно. Для частного дома достаточно двадцати киловатт в сутки. С таким значением справится даже мини-ГЭС, собранная своими руками. Но при этом следует помнить, что данный процесс характеризуется рядом особенностей:

Точные расчеты провести достаточно трудно.
Размеры, толщина элементов выбирается «на глаз», только опытным путем.
Самодельные сооружения не имеют защитных элементов, что приводит к частым поломкам и связанным с этим затратам.

Поэтому если нет опыта и определенных знаний в данной сфере, лучше отказаться от идеи подобного рода. Дешевле может оказаться приобретение уже готовой станции.

Если все же решаетесь делать все своими руками, то начинать необходимо с измерения скорости потока воды в реке. Ведь от этого зависит мощность, которую можно получить. Если скорость будет меньше одного метра в секунду, то строительство мини-гидроэлектростанции в данном месте не оправдает себя.

Еще один этап, который нельзя опускать – это расчеты. Необходимо тщательно рассчитать размер затрат, которые уйдут на строительство станции. В результате может оказаться, что гидроэлектростанция – не лучший вариант

Тогда стоит обратить внимание на другие виды альтернативной электроэнергии

Мини-гидроэлектростанция может стать оптимальным решением в вопросе экономии затрат на электроэнергию. Для ее строительства необходимо наличие реки недалеко от дома. В зависимости от желаемых характеристик можно подобрать подходящий вариант ГЭС. При правильном подходе выполнить подобное сооружение можно даже своими руками.

Сегодня покажем самодельную мини гидроэлектростанцию на малой реке. Эта гэс работает надежно. Чтобы создать перепад уровня воды, создана дамба. При этом река не перегорожена полностью. Основной поток уходит в сторону. Рыба и прочая живность могут спокойно перемещаться по ней. Под дамбой установлена труба, на выходе закреплена самодельная турбина. Поток воды малой речки, проходя через трубу, раскручивают эту турбину, передавая крутящий момент генератору.

Поначалу использовали водяные колеса, но, как показала практика, кпд у них ниже и мощность примерно вдвое меньше.

Сейчас перекроем воду в трубе, чтобы показать, как устроена турбина. Держится на двух подшипниках из дерева. Упорная шайба удерживает колесо бокового смещения.

На выходе трубы, чтобы направлять поток воды на лопатке, сделан своеобразный кожух из транспортерной и резиновой ленты, которая использовалась в шахте. Путём подбора установлено, что такая форма лопаток оптимальная.

Когда лопатки под большим углом, мощностью только уменьшилась. Чтобы они не отрывались и они не трескались вот вибрации, прикрутили, проложив резину.

Крутящий момент на генератор передается через вал, собранный из труб. На изгибах установлены гранаты от автомобиля ваз. В других местах нехитрые соединения.

Всё это держится на деревянных подшипниках, при регулярном смазывании работают уже не один год. Под навесом неподалеку установлен генератор. На валу большой шкив комбайна. Но генератор меньшего размера. Это позволяет повысить обороты, что необходимо для эффективной его работы. При желании ремень можно перекинуть на циркулярную пилу. Мощности водяной турбины вполне достаточно.

Компоненты гидростанции и их характеристики

На инженерных чертежах конкретные элементы гидравлических станций представлены условными обозначениями. Для понимания ниже приведена схема с цифровыми обозначениями каждого компонента.

Рассмотрим каждый из них отдельно.

Бак для хранения гидравлической жидкости (на схеме под номером 1) используется для хранения масла, которое циркулирует по гидросистеме. Кроме того, он используется для удаления из масла или эмульсии воздушных пузырьков.

Важно правильно спроектировать емкость для беспрепятственного поступления туда жидкости из сливной магистрали и процесса деаэрации. Кроме того, необходимо рассчитать количество рассеиваемой тепловой энергии через стенки емкости в окружающую среду

От этого параметра напрямую зависит необходимость установки дополнительного теплообменника.

После изготовления емкость проверяется на герметичность. Изнутри покрывается защитным составом, который препятствует разрушению металла в процессе контакта с разогретым маслом или эмульсией. Снаружи баки покрываются порошковой краской, которая защищает от коррозии и продлевает срок службы бака.

В качестве контрольного элемента выступает датчик уровня масла. Слив отработанного масла производится через специальное отверстие в нижней части емкости. Баки могут иметь различную форму и размеры в зависимости от требуемых характеристик масляной станции или особенностей ее компоновки.

Ротор Дарье

Мини-гидроэлектростанция для частного дома данного вида названа так в честь ее разработчика – Жоржа Дарье. Запатентована данная конструкция была еще в 1931 году. Представляет собой ротор, на котором находятся лопасти. Для каждой из лопастей в индивидуальном порядке подбираются нужные параметры. Ротор опускается под воду в вертикальном положении. Лопасти вращаются за счет перепада давления, возникающего под действием протекания по их поверхности воды. Этот процесс подобен подъемной силе, заставляющей самолеты взлетать.

Данный вид ГЭС имеет хороший показатель КПД. Втрое преимущество – направление потока не имеет значение.

Из недостатков данного вида электростанций можно выделить сложную конструкцию и непростой монтаж.

Мини-ГЭС своими руками

Лопасти колеса сделали из разрезанной на 4 части 4-х дюймовой стальной трубы.

Боковые поверхности колеса – диски диаметром 12 дюймов. Мы сделали шаблон, с помощью которого разметили отверстия для ступиц (5 штук), а также позицию угла лопастей. Мы стремились сделать нечто вроде «турбины Banki» — водяного колеса. В таком колесе, если посмотреть сбоку, вода бьет сверху, примерно в районе 10 часов, проходит через середину колеса и выходит внизу, на 5 часах, так что вода бьет по колесу дважды. Мы пересмотрели массу фотографий и попытались сымитировать ширину и угол лопастей. На фото сверху – разметка для краев лопастей и отверстия для крепления колеса к генератору. В колесе 16 лопастей.

Шаблон был приклеен к одному из дисков – будущей боковой поверхности колеса, оба диска мы скрутили вместе. На фото выше – сверление маленьких отверстий для позиционирования лопастей.

Мы сделали зазор между дисками в 10 дюймов, используя шпильки со сплошной резьбой, и максимально аккуратно выровняли их перед установкой лопастей.

На этой фото – сварка колеса

Очень важно… лопасти сделаны из оцинкованной стальной трубы. Перед сваркой нам пришлось зачистить цинк с краев лопастей… при сварке гальванизированный металл выделяет токсичный газ, мы старались этого избежать

На фото вверху – собранное колесо. На этой фото не показано (будет ниже), что на другой стороне колеса (противоположной генератору) в боковом диске есть отверстие в 4 дюйма диаметром – для удобства прикручивания к генератору, а также чтобы засунуть руку и вынуть палки и прочий мусор, который может занести внутрь вода.

Сопло имеет такую же ширину (10 дюймов), что и колесо, и около 1 дюйма высоты с того конца, где выходит вода. Площадь сопла чуть меньше, чем 4-х дюймовая труба, на которую сопло насажено. На фото наверху – мы гнем металлический лист для сопла.

На фото наверху это начинает принимать форму. Мы насадили колесо на ось, и в принципе приделали все, кроме генератора. Вся конструкция подвижная. Мы можем двигать сопло вперед, назад, вверх, вниз. Колесо и генератор могут двигаться вперед и назад.

Мы сделали обмотку статора и он готов к заливке. Каждая катушка содержит 125 витков проволоки #17. Каждая фаза состоит из 3-х последовательно соединенных катушек, мы вывели наружу 6 концов, так что можем сделать соединение как звездой, так и треугольником.

На фото наверху – статор после заливки. Диаметр 14 дюймов, толщина полдюйма. Красиво, правда?

Я сделал шаблон из фанеры – для разметки под магниты. На фото вверху – шаблон и один из тормозных дисков (будущий ротор)

На фото наверху – магниты расставлены на места, шаблон на роторе. Магниты имеют размеры 1 х 2 дюйма и полдюйма ширины, 12 на каждом роторе.

Мы использовали полиэстеровую смолу для заливки как статора, так и магнитных роторов. Наверху смола застыла, магнитные роторы готовы.

Машина почти закончена, генератор собран.

Фото с другой стороны. Под алюминиевой крышкой – два мостовых выпрямителя из 3-х фазного переменного тока в постоянный. Шкала амперметра — до 6А. В этом состоянии, когда воздушный зазор между магнитными роторами уменьшен до предела, машина генерит 12,5 вольт при 38 об/мин. В заднем магнитном роторе есть 3 настроечных винта для регулирования воздушного зазора, для того, чтобы в случае необходимости генератор мог вращаться быстрее, в надежде найти оптимум. Мы возимся с этой машинкой уже 3 дня. Куча удовольствия, даже если она не заработает!

Около 2-х часов мы счищали отовсюду ржавчину, грунтовали и красили. Может, это и необязательно, но так красивее.

Вот здесь все покрашено! Мы хотели соорудить экран от брызг для генератора, который вращался бы вместе с колесом, но так и не нашли подходящего материала. Мы решили сделать это потом, если машинка заработает – будет стимул.

Еще фото собранной машины. Сопло еще не установлено, оно сзади в кузове.

Фото наверху — вот здесь мы хотим ее поставить. 4-х дюймовая труба выходит снизу плотины, перепад около 3-х футов. Мы забираем только малую часть водяного потока.

Эта наша старая мини-ГЭС, проработавшая 2 г., включая зимы. Ее хватало на 1 Ампер (12 Ватт) или около того. Это беличье колесо, с ременной передачей на движок от компьютерного стримера фирмы Ametek. Натяжение ремня критично для успешной работы, его надо часто настраивать.

Устройство и принцип работы маслостанции

Маслостанция НЭЭ16-20И100Т1 состоит из бака 1, снабженного крышкой 2; насосной группы, состоящей из насоса 4 (шестеренного), электродвигателя 5, соединяющей их валы муфты с упругим элементом 6 и стакана 7, выполняющего роль оболочки, четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с электромагнитным управлением 8, установленного на гидроблоке 9,, предохранительного клапана 11, манометра, установленного на стойке, заливной горловины 15 с сетчатым фильтром и сапуном; фильтров всасывающего 21 и сливного 22; индикатора уровня масла, совмещенного с термометром 23. Цикличность работы гидроцилиндра обеспечивается автоматикой, принимающей выходные сигналы с реле давления 18. Масло из бака сливается через пробку 24. Обратный клапан 17 предохраняет насос от скачков давления. Масло из бака 1 закачивается насосом 4, приводимого в движение двигателем 5 через муфту 6, через всасывающий фильтр 21 и трубопровод и далее поступает в гидрораспределитель 8, подающий масло под давлением к рабочим органам. Из гидрораспределителя масло на слив поступает через трубопровод к фильтру сливному 22 и снова поступает в бак 1. Масло заливается в бак 1 через заливную горловину 15. Слив масла производится через пробку 24, установленную в стенке бака 1. Контроль уровня масла и его температуры осуществляется по индикатору 23. Настройка предельного давления, развиваемого установкой, регулируется предохранительным клапаном 11. Контроль настройки давления в системе контролируется манометром.

Не является публичной офертой. Вся представленная информация носит справочный характер. Характеристики, параметры и физические размеры могут быть изменены без уведомления.

Гирлянды и рукава

Советский инженер Б. С. Блинов изобрёл и в 1950–1960-х годах впервые применил гирляндные ГЭС для малых рек и рукавные ГЭС для малых рек и ручьёв с дебитом воды более 50 л/с. Гирляндная мини-ГЭС состоит из лёгких турбин – гидровингроторов, нанизанных в виде гирлянды на трос, который переброшен через реку. Один конец троса закреплён за ось в опорном подшипнике, второй – за ротор генератора. Трос в этом случае играет роль своеобразного вала, вращение которого передаётся к генератору. Одна гирлянда турбин (энергоблок) обеспечивает мощность от нескольких десятков ватт до 5–15 кВт. Такие энергоблоки можно объединять, заставляя их работать на общую нагрузку и повышая тем самым мощность гидростанции.

Для устройства рукавной микроГЭС на реке или ручье строится небольшая плотина, к отверстию в которой прикрепляется труба-шланг, уложенная вниз по склону вдоль водотока до электрогенератора. Перепад высот от плотины до генератора должен быть не менее 4–5 м. Вход в «рукав» располагают так, чтобы захватить среднюю, самую быструю, часть течения реки, и воду по сужающемуся каналу подводят к турбинам. Установленная мощность такой станции может варьироваться от 1 до 100 кВт. В 70-х годах прошлого века гидроагрегаты для рукавных микроГЭС выпускались серийно на предприятиях сельхозмашиностроения.

Конструкция гидравлической насосной станции

Конструктивные схемы насосных гидравлических станций могут отличаться, насос может устанавливаться на крышку бака, а может крепиться к стенке, может погружаться в масло, а может находиться выше уровня рабочей жидкости, элементы аппаратуры могут быть размещены на крышке бака, а могут крепиться к специальным стойкам и панелям, тем не менее принципиально идеи построения маслостанций схожи. Схема компактной гидравлической станции показана на рисунке, рассмотрим ее устройство.

Маслостанция гидравлическая — схема принципиальная

Бак одновременно является хранилищем для масло и базой других элементов. На баке расположена заливная горловина с сапуном, указатель уровня с термометром, насосный агрегат.

Насосный агрегат в рассматриваемой маслостанции состоит из элекродвигателя и шестеренного насоса, погруженного в рабочую жидкость. Фланцы насоса и электродвигателя центрируются на колоколе, а их валы соединяются муфтой. Таким образом вращающий момент от двигателя будет передаваться к насосу, который, в свою очередь будет нагнетать гидравлическую жидкость в систему.

В данном случае станция будет питаться от электричества, но маслостанция может быть и автономной, оснащенной двигателем внутреннего сгорания, в этом случае на станции должен быть установлен еще один бак — для хранения топлива.

Жидкость поступает в насос через всасывающий фильтр, который удерживает загрязняющие частицы, обеспечивая надежную работу насоса и всей гидросистемы. Для ограничения максимального давления на станции устанавливается предохранительный клапан. Он защищает гидропривод от чрезмерно высокого давления, при достижении давления настройки клапан открывается и сбрасывает жидкость обратно в бак. Давление настраивается регулировочным винтом.

Для контроля давления в гидравлической системе установлен манометр. Он должен быть размещен так, чтобы шкалу было хорошо видно в рабочем положении маслостанции.

Быстроразъемное соединение, к которому можно подключить гидравлический инструмент, небольшой пресс или домкрат, расположено на плите на крышке бака. Для подключения линии слива рабочей жидкости на станции установлено еще одно быстроразъемное соединение. Жидкость поступает обратно в бак через сливной фильтр, который очищает жидкости от элементов износа и других загрязняющих частиц.

На этом состав представленной маслостанции исчерпан, к нему при необходимости можно добавить теплообменник, гидроаккумулятор, другую аппаратуру, но представленная базовая часть, присутствует практически на схем станциях.

Гидравлическая схема рассмотренной насосной станции показана на рисунке.

Станция насосная — схема гидравлическая

Необходимый инструментарий

В каждом конкретном случае может понадобиться свой набор инструментов и материалов, необходимых для сборки. Основной их комплект:

сварочный аппарат;
болгарка;
дрель;
сверла;
метчики для нарезки резьбы;
набор гаечных ключей.

Список может быть дополнен пунктами в зависимости от условий сборки.

Необходимые детали:

гидронасос;
гидрораспределитель;
гидробак;
ремень передачи;
шланги и их крепления;
гидроцилиндры;
болты и гайки;
хомуты;
масляный фильтр;
различные крепежные детали, наименование которых обусловлено каждым конкретным случаем.

Основные составляющие приведены на фото.

Варианты включения микро-ГЭС в автономную энергосистему

Возможны только два способа интеграции таких устройств для автономного электроснабжения:

1.Базовый.

Вся домашняя энергосистема будет опираться на микро-ГЭС. Такой вариант возможен только в том случае, если рядом с домом есть добротный источник воды. В идеальном случае – река. Родник или ручей тоже могут заложить фундамент под такой проект, но это зависит от мощности водоносного слоя и объема вытекающей воды за единицу времени. Например, в Адыгее или на Алтае, есть масса родников, от которых берут воду местные жители для бытовых нужд, но 99% таких источников дают в лучшем случае 0,3-0,5 л/с.

2.Комбинированный (гидроаккумулятор).

Это принципиально другой подход, который доступен всем, но потребует первоначальных затрат. Смысл его в том, что основным источником электроэнергии служат солнечные батареи. Их берут в избыточном объёме для конкретного объекта, например если дом требует 3 кВт, то фотоэлементы должны производить 5 кВт. Излишки электроэнергии не запасают в блоки аккумуляторов, а тут же используют для подъёма воды в искусственный водоём.

Например, фекальный насос Зубр потребляет 1,5 кВт, но за час поднимает 22 кубометра воды на высоту 12-14 м. За 10 часов работы он сможет поднять около 200 тонн жидкого энергоносителя.

При включении в схему микро-ГЭС с турбиной Тюрго мощностью 1,5 кВт, в ночное время она будет расходовать около 36 тонн воды в час, выдавая положенные 1500 ватт.

Это приблизительно 200/36 ≈ 5,5 часов беспрерывной работы автономной энергосистемы в ночное время. Если добавить ещё 5-6 панелей фотоэлементов и 1 насос, то за день можно закачать в гидроаккумулятор 400 тонн воды, и автономность системы вырастет до 11 часов.

Характеристики искусственного водоёма

Для расчёта определим объём гидроаккумулятора в 400 м3. В самом простом представлении, это круглый котлован с подложкой из геотекстиля. Размеры определяются по формуле S=πR2. Если глубину ограничить 2 метрами, то площадь водного зеркала должна быть около 200 м2, подставив данные в формулу получим диаметр ≈ 16 м.

Извлечённый грунт можно использовать для отсыпки дамбы вокруг водоёма,и повышения уровня воды. Даже отсыпка всего 1 метра по высоте, даст дополнительные 200 кубометров объёма!

Чтобы не копать грунт, можно соорудить искусственный водоём заливкой огромного бетонного кольца. Например, длина окружности данного пруда составит около 50 м. При высоте бьефа 2 м и толщине 15 см, потребуется около 15 м3 фибробетона для боковых стен.

Объём работ при беглой оценке кажется чрезвычайно огромным, а целесообразность такого сооружения абсолютно бессмысленной. Однако всё познаётся в сравнении.

Гибридные гидроэлектростанции

В том случае, если для ваших потребностей нужно больше электрической энергии, чем генерирует домашняя ГЭС, оптимальный вариант – установка электростанции гибридного типа и дизель-генератора. Но такая конструкция имеет несколько недостатков, среди которых:

Большой уровень шума и не риск загрязнения окружающей среды.
На их эксплуатацию требуются значительные материальные затраты. Цена электрики, которая сгенерируется с помощью такого оборудования, составит, примерно 20 руб. за кВт/ч.
При регулярных отключениях дизель-генераторов, значительно уменьшается их термин эксплуатации, существенно падает КПД генератора.

Оптимальное решение при установке гибридной электростанции – использование дизель-генераторов в качестве резерва. Они будут отключены, если потребителю выдаётся необходимая мощность. Как только самодельная ГЭС прекращает вырабатывать энергию нужной мощности, включается дизель-генератор и восполняет недостаток электроэнергии.

Как сделать мини гидроэлектростанцию своими руками

Составные части Мини ГЭС

Трудности согласования