Mini-Wasserkraftwerk. Mikrowasserkraftwerke

Kleinwasserkraftwerk bzw kleines Wasserkraftwerk(SHPP) – ein Wasserkraftwerk, das relativ wenig Strom erzeugt und aus Wasserkraftwerken mit einer installierten Leistung von 1 bis 3000 kW besteht.

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 oder Kleingewerbes sind erstere offensichtlich 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 drückt Wasser auf die Schaufeln 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 schwierig 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 Daria-Rotors schlechter als der von Propeller-Kleinwasserkraftwerken.

Propeller . Hierbei handelt es sich um eine Unterwasser-„Windmühle“ mit einem vertikalen Rotor, der im Gegensatz zu einer Luftrotorschaufeln eine minimale Breite von nur 2 cm aufweist. Diese Breite sorgt für minimalen Widerstand und maximale Rotationsgeschwindigkeit und wurde für die häufigste Strömungsgeschwindigkeit gewählt – 0,8 -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 KWKs 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 Elemente des Systems ähneln oder. Hauptelemente des Systems:

• Wasserturbine mit Schaufeln, über eine Welle mit dem Generator verbunden
• Generator . Entwickelt, um zu produzieren Wechselstrom. 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 , das darauf ausgelegt ist, vom Verbraucher derzeit ungenutzte Energie abzuleiten, verhindert einen Ausfall des Stromgenerators und des Überwachungs- und Steuerungssystems.
• Laderegler/Stabilisator : Entwickelt, um die Ladung zu kontrollieren Batterien, Blattrotationssteuerung und Spannungsumwandlung.
• Bank AKB : ein Speichertank, dessen Größe die Dauer des autonomen Betriebs des von ihm 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 Stromtarife und mangelnde Kapazität machen dies möglich aktuelle Themen o die Nutzung kostenloser Energie aus erneuerbaren Quellen in Haushalten. Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen sind Mini-Wasserkraftwerke von Interesse, da sie mit gleicher Leistung wie eine Windkraftanlage und Solarbatterie Sie sind in der Lage, in gleicher Zeit 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 an 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 Jungfische darstellen. Als Nachteil kann auch die eingeschränkte Einsatzmöglichkeit der Technologie angesehen werden.

Die gebräuchlichsten alternativen Energiequellen sind Windgeneratoren, sie sind jedoch stark von den Wetterbedingungen abhängig. Bei Windstille oder schwacher Windströmung sind sie wirkungslos. Für normale Operation Solche Generatoren eignen sich für Gebiete, in denen die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit nicht weniger als 5-6 m/s und mehr beträgt.

In Russland gibt es nicht viele Gebiete mit starken Winden, die Steppen und die Schwarzmeerküste des Kuban, die Fernostküste und bis zu ein Dutzend unbewohnte oder kleine Gebiete.

In der mittleren Zone, in den Bergen des Kaukasus, im Ural, im Altai und in anderen Regionen, in denen es kleine, aber schnell fließende Flüsse, Nebenflüsse und Bäche gibt, vergessen die Menschen die Möglichkeit des Einsatzes von Wasserkraftgeneratoren.

Es ist nicht rational, ihre Nutzung zu verweigern; dies ist eine garantierte Stromquelle, da ein Fluss mit stabilem Pegel und stabiler Strömung viel zuverlässiger ist als ein veränderlicher Wind.

Leistungsberechnung und Designauswahl

Im Wesentlichen unterscheidet sich der elektrische Teil eines Windgenerators nicht von einem Hydrogenerator; das Prinzip ähnelt der Umwandlung mechanischer Rotationsenergie in elektrische Energie.

Der Unterschied in der Antriebskraft ist Wind oder Wasser, die Antriebsvorrichtungen werden grundsätzlich unterschiedlich sein. Anstelle eines Propellers verwenden Hydrogeneratoren Räder Trommeltyp mit Klingen.

Es ist nicht schwer, einen eigenen hydraulischen Generator zusammenzubauen. Wenn Sie einen Windgenerator haben, müssen Sie nur noch einen hydraulischen Antrieb für seine Drehung entwerfen und zusammenbauen.

In solchen Fällen muss der Generator mitdrehen die erforderliche Geschwindigkeit Oft ist es erforderlich, Getriebe einzusetzen, um die Kraft und Drehzahl zu verändern, die vom Wasserdurchfluss abhängen.

Es wird berechnet, dass die Leistung des Füllrades deutlich größer ist als die des Füllrades; wenn der Wasserstrom von oben auf die Schaufeln des Antriebsrads fällt, dreht sich das Füllrad mit der Strömung von unten.

Verwenden Sie daher, je nach Ihren Bedingungen, wann immer möglich die Füllradkonstruktion. Allerdings hat ein solches Rad auch seine Nachteile:

• drehen Sie es langsamer
• erfordert den Bau zusätzlicher Strukturen

Das Foto oben zeigt ein Füllrad mit Direktantrieb an einem selbstgebauten Permanentmagnet-Scheibengenerator, dessen Konstruktion weiter unten erläutert wird.

Fahrzeugelemente können in Antriebskonstruktionen verwendet werden:

• Festplatten
• Sterne
• Getriebe
• Ketten und Gürtel

Teilweise werden sogar Getriebe von Mopeds und Motorrädern verwendet und Schaufeln an die Scheiben großer Traktorräder geschweißt.

Optionen für gebrauchte Generatoren und Lastanschlüsse

Generatoren können für Autos, Busse und vor allem langsamlaufende Traktoren verwendet werden Permanentmagnete.

Sie sind zuverlässiger, einfacher zu bedienen und zu reparieren und haben keine Bürsten.

1. Generator G250-G1 2. P362 Relais-Regler 3. Autobatterie 4. Amperemeter 5 und 6 Schalter 7 Sicherung 8 Kraftstoffversorgung.

Abhängig von Ihren Bedingungen und Fähigkeiten können Sie 24-V-Generatoren verwenden.

1. Generator G-228 2. Spannungsregler 11.3702 3. 12V-Batterien in Reihe geschaltet 4. Amperemeter zur Messung des Ladestroms 5 und 6 Schalter 7. Last.

Im einfachsten Fall können Sie 6ST-75-Batterien verwenden, aus Gründen der Zuverlässigkeit ist es jedoch natürlich besser, neue Lithium-Ionen-Starterbatterien einzubauen. Sie sind natürlich teurer, aber leichter als Blei-Säure-Batterien, kleiner in der Größe, größer in der A/H-Kapazität, deutlich länger in der Lebensdauer und in jeder Hinsicht den Blei-Batterien überlegen.

Dies entscheidet jeder für sich, je nach Verwendungszweck des Generators, Betriebsbedingungen und finanziellen Möglichkeiten.

Wenn Sie einen Wasserkraftgenerator zur Stromversorgung elektrischer Haushaltsgeräte verwenden möchten, die für die Stromversorgung eines Industrienetzes mit 220/50 Hz ausgelegt sind, müssen Sie Spannungs- und Stromwandler verwenden.

Diese Geräte D.C. 12- oder 24-V-Batterien werden in Wechselstrom mit einer Spannung von 220 V umgewandelt. Es gibt sie in unterschiedlichen Kapazitäten; je nach Strom müssen Sie auswählen, welche maximale Last Sie verwenden möchten.

Sie werden gemäß dem obigen Diagramm anstelle der Last angeschlossen; der einfachste Konverter mit geringer Leistung kann selbst zusammengebaut werden.

Diese Schaltung wurde jahrelang getestet, funktioniert wie eine Uhr, ist einfach und erfordert keine Konfiguration. Der Nachteil ist, dass es sich um eine geringe Leistung von 100 W handelt.

Verwenden Sie sparsame Leuchtstofflampen mit 13–15 W oder LED-Lampen mit 5–10 W. Sie reichen aus, um ein Privathaus, eine Garage und sogar einen Garten nachts zu beleuchten. 15-W-Lampen sind genauso hell wie 80-W-Glühlampen.

Wenn Sie mehr Leistung benötigen, um das Stromnetz vollständig zu betreiben, können Sie Industriekonverter kaufen. Es gibt ein großes Sortiment an 12/220-V-Geräten; 24/220V; 48/220 V, Leistung bis zu 5 kW oder mehr.

Der Pulso IMU-800 Wechselrichter wandelt 12V Gleichstrom in 220V/50Hz Wechselstrom um. maximale Ausgangsleistung 800W. Das ist genug
genug für Beleuchtung, Anschluss eines Fernsehers, Kühlschrank; für Bügeleisen und Boiler werden leistungsstärkere Wechselrichter benötigt.

Zusammenbau eines selbstgebauten Magnetgenerators

Viele Menschen stellen mit ihren eigenen Händen einen Wasserkraftgenerator her, indem sie einen Generator mit Neodym-Magneten zusammenbauen. Als Basis, auf der die gesamte Struktur montiert wird, können Sie eine Autoradnabe mit Bremsscheibe nehmen.

Am rotierenden Teil sind werkseitig montierte, zuverlässige und ausgewogene Scheiben mit Permanentmagneten angebracht, zwischen denen die Scheibe mit den Rotorwicklungen befestigt wird.

Der Vorteil eines Permanentmagnetgenerators besteht darin, dass das Magnetfeld kontrolliert wird. Dies wird erreicht:

• minimaler Spalt zwischen Rotor und Stator
• durch eine magnetisch leitende Scheibe Stromleitungen Alle Magnete sind miteinander verbunden

Daher müssen die Scheiben des rotierenden Rotors magnetisch leitend sein; bei einem anderen Material halbiert sich die Generatorleistung. Wir zeichnen die Scheiben in 12 identische Sektoren und kleben dann mit Sekundenkleber Magnete mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm gleichmäßig entlang des Umfangs der Scheibe in jeden Sektor.

Die Pole der Magnete wechseln sich durch eins ab (S-N-S-N...) und so weiter im Kreis. Sie können die Anzahl der Magnete und Wicklungen erhöhen, es werden mehr Pole vorhanden sein, wodurch Sie bei niedrigeren Geschwindigkeiten mehr Leistung erzielen können.

Aber in unserem Fall erzeugen 12 Magnete, Wicklungen mit 08-1 mm Draht, je 100 Windungen, ausreichend Strom, um eine 12 V-Starterbatterie zu laden.

Ein Rad mit einem Durchmesser von 5 m, das sich mit einer Geschwindigkeit von 150 U/min dreht, erzeugt einen Strom von mindestens 1A, bei 200 U/min erreicht der Ladestrom 4A, das ist völlig ausreichend.

Wicklungsanschlussplan

Wir machen den Durchmesser der Scheibe auf 30-35 cm, abhängig von der Größe der von Ihnen gewählten Nabe.

In unserer Version sind die Magnete rund, aber es ist besser, rechteckige 35x25x5mm einzubauen, je größer der Magnetfluss und damit die Leistung des Generators.

Gleichzeitig sind die Statorwicklungen oval, so groß wie Magnete. Beim Einbau des Stators müssen die Magnete mit der Mitte der Wicklungen übereinstimmen.

Die Dicke der Statorscheibe mit Wicklungen muss der Dicke der Scheiben mit Magneten entsprechen. Wir legen die Wicklungen auf eine Sperrholzscheibe und schalten sie entsprechend der vorgegebenen Sternschaltung in Reihe miteinander.

Nach dem Verbinden und Isolieren der Kontakte werden die Drähte sorgfältig verlegt Innendurchmesser damit sie die rotierenden Teile der Struktur nicht berühren. Anschließend werden sie mit Epoxidharz gefüllt. Aus Gründen der Zuverlässigkeit können Sie die gegossene Oberfläche mit Glasfaser bedecken, etwas andrücken und dann die darüber liegende Glasfaser noch einmal großzügig mit Epoxidharz tränken.

Solche Maßnahmen sind ausgeschlossen mechanischer Schaden Wicklungen und Eindringen von Feuchtigkeit. Nach dem Trocknen montieren wir die Generatorplatten auf der Nabenplattform.

Durch die Befestigungslöcher stecken wir die erste Scheibe auf die langen Bolzen der rotierenden Nabenscheibe und fixieren die Magnete nach außen mit Spannmuttern.

Als nächstes wird die Statorscheibe mit den Wicklungen aufgesetzt, und zuletzt wird die zweite Scheibe mit Magneten im Inneren aufgesetzt. Die Scheiben werden mit Spannmuttern so befestigt, dass der Abstand zwischen ihnen über die gesamte Ebene gleichmäßig ist und nicht mehr als 3 mm beträgt. Nach dem Zusammenbau drehen, um Vibrationen und Unrundheit zu prüfen, und bei Bedarf anpassen.

Wenn Sie zu Hause einen Hydrogenerator mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen, sollten Sie verstehen, dass der direkte Anschluss des Generators an das Rad die Konstruktion vereinfacht, aber solche idealen Bedingungen für die Wasserversorgung des Rads sind nicht immer gegeben.

An einigen Stellen ist es erforderlich, Drehmomentübertragungssysteme über ein System aus zusätzlichen Wellen, Zahnrädern oder Riemenantrieben zu verwenden, wodurch die Leistung verringert wird.

Für diejenigen, die nicht viel wickeln, bohren und kleben möchten, gibt es ganz einfache Möglichkeiten: Sie können einen zuverlässigen chinesischen Generator kaufen, handbetrieben oder besser gesagt fußbetrieben. Solche Generatoren werden in Fahrradsimulatoren eingesetzt, sie verbinden Geschäftliches mit Vergnügen und sind in Notsituationen praktisch.

Die Generatoren NJB-800-12 sind sehr praktisch, haben ein schönes Design und sind kompakt.

Bei einer Drehzahl von 250 U/min beträgt die Ausgangsleistung 500 W, bei 500 U/min 800 W. 12V.

Es lässt sich bequem im Kofferraum eines Autos zu einem Campingplatz transportieren; um die Wasserressourcen zu nutzen, müssen Sie nur die Messer am Rad befestigen.

Alles ist gut, aber es gibt einen Nachteil: Es kostet fast 30.000 Rubel, nicht jeder kann es sich leisten. Wenn eine geeignete Wasserquelle vorhanden ist, moderne Technologien ermöglichen es Ihnen, unabhängig voneinander einen zuverlässigen Hydrogenerator zu bauen Hauptelement In diesem Projekt ist es Ihr Wunsch. So erstellen Sie einen manuellen Generator im Video:

Die Kraft des Wasserflusses ist erneuerbar natürliche Ressource, mit deren Nutzung Sie praktisch kostenlosen Strom beziehen, Strom sparen oder das Problem des Aufladens von Geräten lösen können.

Wenn in der Nähe Ihres Hauses ein Bach oder Fluss fließt, ist ein selbstgebautes Wasserkraftwerk aus Schrott ein echter Ausweg. Schauen wir uns aber zunächst einmal an, welche Möglichkeiten es für Mini-Wasserkraftwerke gibt und wie diese funktionieren.

Wasserkraftwerke für nichtindustrielle Zwecke

Wasserkraftwerke sind Bauwerke, die die Energie der Wasserbewegung in Elektrizität umwandeln können. Dies können Staudämme an großen Flüssen mit einer Leistung von zehn bis mehreren hundert Megawatt sein oder Mini-Wasserkraftwerke mit einer maximalen Leistung von 100 kW, was für den Bedarf eines Privathauses völlig ausreicht. Lassen Sie uns mehr über Letzteres erfahren.

Girlandenstation mit Hydraulikschnecken

Die Struktur besteht aus einer Kette von Rotoren, die an einem flexiblen Stahlseil befestigt sind, das über den Fluss gespannt ist. Das Kabel selbst übernimmt die Rolle einer Rotationswelle, deren eines Ende am Stützlager befestigt ist und deren anderes Ende die Generatorwelle aktiviert.

Jeder hydraulische Rotor der „Girlande“ kann etwa 2 kW Energie erzeugen, allerdings muss die Wasserströmungsgeschwindigkeit hierfür mindestens 2,5 Meter pro Sekunde betragen und die Tiefe des Reservoirs sollte 1,5 m nicht überschreiten.

Das Funktionsprinzip eines Girlanden-Wasserkraftwerks ist einfach: Der Wasserdruck dreht die Hydraulikschrauben, die das Kabel drehen und den Generator zur Energieerzeugung zwingen

Garland-Stationen wurden bereits Mitte des letzten Jahrhunderts erfolgreich eingesetzt, doch die Rolle von Propellern spielten damals selbstgebaute Propeller und sogar Blechdosen. Heutzutage bieten Hersteller verschiedene Rotortypen für unterschiedliche Betriebsbedingungen an. Sie sind mit Klingen unterschiedlicher Größe aus ausgestattet Blech und ermöglichen Ihnen eine maximale Effizienz beim Betrieb der Station.

Doch obwohl dieser Wasserstoffgenerator recht einfach herzustellen ist, erfordert sein Betrieb eine Reihe von Herausforderungen spezielle Bedingungen, nicht immer machbar in wahres Leben. Solche Bauwerke blockieren das Flussbett, und es ist unwahrscheinlich, dass Ihre Nachbarn am Ufer, ganz zu schweigen von Vertretern der Umweltdienste, Ihnen erlauben, die Energie des Baches für Ihre Zwecke zu nutzen.

Außerdem in Winterzeit Die Anlage kann nur an nicht gefrierenden Stauseen verwendet werden und kann in rauen Klimazonen konserviert oder demontiert werden. Daher werden Girlandenstationen vorübergehend und hauptsächlich in verlassenen Gebieten (z. B. in der Nähe von Sommerweiden) errichtet.

Rotationsstationen mit einer Leistung von 1 bis 15 kW/Stunde erzeugen bis zu 9,3 MW pro Monat und ermöglichen eine eigenständige Lösung des Elektrifizierungsproblems in Regionen abseits zentraler Autobahnen

Ein modernes Analogon einer Girlandenanlage sind Tauch- oder Schwimmrahmenstationen mit Querrotoren. Im Gegensatz zu ihren Girlanden-Vorgängern blockieren diese Bauwerke nicht den gesamten Fluss, sondern nutzen nur einen Teil des Flussbetts und können auf einem Ponton/Floß installiert oder sogar auf den Grund des Stausees abgesenkt werden.

Vertikaler Daria-Rotor

Der Darrieus-Rotor ist ein Turbinengerät, das 1931 nach seinem Erfinder benannt wurde. Das System besteht aus mehreren aerodynamischen Schaufeln, die an Radialträgern befestigt sind, und arbeitet durch Differenzdruck nach dem „Lifting-Wing“-Prinzip, das im Schiffbau und in der Luftfahrt weit verbreitet ist.

Obwohl solche Anlagen meist zur Erzeugung von Windgeneratoren verwendet werden, können sie auch mit Wasser betrieben werden. In diesem Fall sind jedoch genaue Berechnungen erforderlich, um die Dicke und Breite der Schaufeln entsprechend der Stärke des Wasserflusses auszuwählen.

Der Daria-Rotor ähnelt einer „Windmühle“, die nur unter Wasser installiert ist, und kann unabhängig von saisonalen Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeit betrieben werden

Vertikalrotoren werden selten zur Errichtung lokaler Wasserkraftwerke eingesetzt. Trotz der guten Effizienzindikatoren und der scheinbaren Einfachheit des Designs ist die Bedienung der Anlage recht komplex, da das System vor Arbeitsbeginn „hochgefahren“ werden muss, aber nur das Einfrieren des Reservoirs eine laufende Station stoppen kann. Daher wird der Darrieus-Rotor hauptsächlich in Industrieunternehmen eingesetzt.

Unterwasserpropeller „Windmühle“

Tatsächlich ist dies die einfachste Luftwindmühle, nur dass sie unter Wasser installiert wird. Die Abmessungen der Schaufeln werden in Abhängigkeit von der Strömungskraft berechnet, um maximale Rotationsgeschwindigkeit und minimalen Widerstand zu gewährleisten. Wenn die aktuelle Geschwindigkeit beispielsweise 2 m/s nicht überschreitet, sollte die Breite der Klinge innerhalb von 2–3 cm liegen.

Ein Unterwasserpropeller lässt sich leicht mit eigenen Händen herstellen, ist jedoch nur für tiefe und schnelle Flüsse geeignet – in einem flachen Gewässer können rotierende Blätter Fischer, Schwimmer, Wasservögel und Tiere verletzen

Eine solche Windmühle wird „in Richtung“ der Strömung installiert, ihre Flügel funktionieren jedoch nicht aufgrund des Drucks des Wasserdrucks, sondern aufgrund der Erzeugung einer Auftriebskraft (nach dem Prinzip eines Flugzeugflügels oder eines Schiffspropellers).

Wasserrad mit Flügeln

Ein Wasserrad ist eine der einfachsten Versionen einer hydraulischen Maschine, die seit der Zeit des Römischen Reiches bekannt ist. Die Effizienz seines Betriebs hängt weitgehend von der Art der Quelle ab, auf der es installiert ist.

Das Gießrad kann sich nur durch die Strömungsgeschwindigkeit drehen, und das Füllrad kann sich nur durch den Druck und das Gewicht des von oben auf die Schaufeln fallenden Wassers drehen

Abhängig von der Tiefe und dem Grund des Gewässers können unterschiedliche Arten von Rädern eingebaut werden:

• Untergetaucht (oder am Boden fließend) – geeignet für flache Flüsse mit schneller Strömung.
• Mittlere Strömung – in Kanälen mit natürlichen Kaskaden angeordnet, so dass die Strömung etwa in der Mitte der rotierenden Trommel fällt.
• Hochwasser (oder oben montiert) – wird unter einem Damm, einem Rohr oder am unteren Ende einer natürlichen Schwelle installiert, sodass das fallende Wasser seinen Weg über die Oberseite des Rades fortsetzt.

Das Funktionsprinzip ist jedoch bei allen Varianten gleich: Wasser fällt auf die Schaufeln und treibt das Rad an, wodurch der Generator des Minikraftwerks in Rotation versetzt wird.

Hersteller von hydraulischen Geräten bieten fertige Turbinen an, deren Schaufeln speziell an eine bestimmte Wasserströmungsgeschwindigkeit angepasst sind. Aber Heimwerker stellen Trommelstrukturen auf altmodische Weise her – aus Abfallmaterialien.

Die Errichtung eines eigenen Wasserkraftwerks ist eine der kostengünstigsten und umweltfreundlichsten Möglichkeiten, eine Datscha, einen Bauernhof oder eine Touristenbasis mit Energieressourcen zu versorgen

Möglicherweise wirkt sich die mangelnde Optimierung auf die Effizienzindikatoren aus, aber die Kosten für selbstgebaute Geräte sind um ein Vielfaches günstiger als für gekaufte Analoggeräte. Deshalb Wasserrad die beliebteste Möglichkeit, ein eigenes Mini-Wasserkraftwerk zu organisieren.

Bedingungen für die Installation eines Wasserkraftwerks

Trotz der verlockenden Billigkeit der von einem Wasserkraftgenerator erzeugten Energie ist es wichtig, die Eigenschaften der Wasserquelle zu berücksichtigen, deren Ressourcen Sie für Ihren eigenen Bedarf nutzen möchten. Denn nicht jeder Wasserlauf eignet sich insbesondere ganzjährig für den Betrieb eines Kleinwasserkraftwerks, daher kann es nicht schaden, die Möglichkeit des Anschlusses an eine zentrale Hauptleitung in Reserve zu haben.

Ein paar Vor- und Nachteile

Die Hauptvorteile eines einzelnen Wasserkraftwerks liegen auf der Hand: kostengünstige Ausrüstung, die produziert günstiger Strom und schadet der Natur auch nicht (im Gegensatz zu Dämmen, die den Fluss blockieren). Obwohl das System nicht als absolut sicher bezeichnet werden kann, können die rotierenden Elemente der Turbinen dennoch zu Verletzungen der Bewohner führen Unterwasserwelt und sogar Menschen.

Um Unfälle zu vermeiden, muss das Wasserkraftwerk eingezäunt werden, und wenn die Anlage vollständig von Wasser verdeckt wird, muss am Ufer ein Warnschild angebracht werden

Vorteile von Mini-Wasserkraftwerken:

1. Im Gegensatz zu anderen „kostenlosen“ Energiequellen (Sonnenkollektoren, Windgeneratoren) können hydraulische Systeme unabhängig von Tageszeit und Wetter betrieben werden. Das Einzige, was sie stoppen kann, ist das Einfrieren des Reservoirs.
2. Um einen Hydrogenerator zu installieren, ist kein großer Fluss erforderlich – die gleichen Wasserräder können auch in kleinen (aber schnellen!) Bächen erfolgreich eingesetzt werden.
3. Installationen werden nicht hervorgehoben Schadstoffe, verschmutzen das Wasser nicht und arbeiten nahezu geräuschlos.
4. Um ein Mini-Wasserkraftwerk mit einer Leistung von bis zu 100 kW zu installieren, benötigen Sie keine Genehmigungen (allerdings hängt alles von den örtlichen Behörden und der Art der Installation ab).
5. Überschüssiger Strom kann an Nachbarhäuser verkauft werden.

Was die Nachteile betrifft, kann eine unzureichende Stromstärke zu einem ernsthaften Hindernis für den produktiven Betrieb der Ausrüstung werden. In diesem Fall müssen Hilfskonstruktionen errichtet werden, was mit zusätzlichen Kosten verbunden ist.

Messung der Stärke des Wasserflusses

Um über die Art und Weise der Installation der Station nachzudenken, müssen Sie zunächst die Geschwindigkeit des Wasserflusses an Ihrer bevorzugten Quelle messen. Am einfachsten ist es, einen leichten Gegenstand (z. B. einen Tennisball, ein Stück Schaumstoff oder einen Angelschwimmer) auf die Stromschnellen abzusenken und mit einer Stoppuhr die Zeit zu messen, die er benötigt, um die Distanz zu einem Orientierungspunkt zurückzulegen . Die Standarddistanz für das „Schwimmen“ beträgt 10 Meter.

Liegt der Stausee weit vom Haus entfernt, können Sie einen Umleitungskanal oder eine Rohrleitung bauen und gleichzeitig Höhenunterschiede ausgleichen

Jetzt müssen Sie die zurückgelegte Strecke in Metern durch die Anzahl der Sekunden dividieren – das ist die Geschwindigkeit der Strömung. Wenn der resultierende Wert jedoch weniger als 1 m/s beträgt, müssen künstliche Strukturen errichtet werden, um die Strömung aufgrund von Höhenänderungen zu beschleunigen. Dies kann mit Hilfe eines zusammenklappbaren Damms oder eines schmalen Abflussrohrs erfolgen. Aber ohne einen guten Durchfluss muss die Idee eines Wasserkraftwerks aufgegeben werden.

Herstellung eines Wasserkraftwerks auf Basis eines Wasserrades

Natürlich ist der Zusammenbau und die Errichtung eines Kolosses, der einem Unternehmen oder einer Siedlung mit nur einem Dutzend Häusern dienen soll, eine Idee aus dem Bereich der Science-Fiction. Aber der Bau eines Mini-Wasserkraftwerks mit eigenen Händen, um Strom zu sparen, ist durchaus möglich. Darüber hinaus können Sie sowohl vorgefertigte Komponenten als auch improvisierte Materialien verwenden.

Daher werden wir Schritt für Schritt die Herstellung der einfachsten Struktur betrachten – eines Wasserrades.

Benötigte Materialien und Werkzeuge

Um mit Ihren eigenen Händen ein Mini-Wasserkraftwerk zu bauen, müssen Sie ein Schweißgerät, einen Winkelschleifer, eine Bohrmaschine und einen Satz Hilfswerkzeuge vorbereiten – einen Hammer, einen Schraubendreher, ein Lineal.

Materialien, die Sie benötigen:

• Ecken und Bleche mit einer Dicke von mindestens 5 mm.
• PVC- oder verzinkte Stahlrohre zur Herstellung von Klingen.
• Generator (Sie können einen fertigen Generator verwenden oder ihn selbst herstellen, wie in diesem Beispiel).
• Bremsscheiben.
• Welle und Lager.
• Sperrholz.
• Polystyrolharz zum Gießen von Rotor und Stator.
• 15 mm Kupferdraht für einen selbstgebauten Generator.
• Neodym-Magneten.

Bitte beachten Sie, dass die Radstruktur ständig mit Wasser in Berührung kommt. Daher müssen Metall- und Holzelemente feuchtigkeitsgeschützt ausgewählt werden (oder Sie müssen sich selbst um Imprägnierung und Lackierung kümmern). Im Idealfall kann Sperrholz durch Kunststoff ersetzt werden, Holzteile sind jedoch einfacher zu beschaffen und in die gewünschte Form zu bringen.

Radmontage und Düsenherstellung

Die Basis für das Rad selbst können zwei Stahlscheiben gleichen Durchmessers sein (wenn es möglich ist, die Stahltrommel vom Kabel zu bekommen – super, das beschleunigt den Montageprozess erheblich).

Wenn in den verfügbaren Materialien jedoch kein Metall enthalten ist, können Sie Kreise aus wasserfestem Sperrholz schneiden, wobei selbst behandeltes Holz in Bezug auf Festigkeit und Lebensdauer nicht mit Stahl zu vergleichen ist. Dann müssen Sie eine der Scheiben ausschneiden rundes Loch zum Einbau eines Generators.

Danach werden die Klingen hergestellt und es werden mindestens 16 Stück benötigt. Dazu werden verzinkte Rohre der Länge nach in zwei oder vier Teile (je nach Durchmesser) geschnitten. Anschließend müssen die Schneidbereiche und die Oberfläche der Klingen selbst poliert werden, um den Energieverlust durch Reibung zu reduzieren.

Die Schaufeln werden in einem Winkel von ca. 40–45 Grad installiert – dies trägt dazu bei, die Oberfläche zu vergrößern, die von der Strömungskraft beeinflusst wird

Der Abstand zwischen den beiden Seitenscheiben sollte möglichst der Länge der Messer entsprechen. Um die Position für zukünftige Naben zu markieren, wird empfohlen, eine Schablone aus Sperrholz anzufertigen, die die Position für jedes Teil und das Loch zur Befestigung des Rads am Generator markiert. Die fertigen Markierungen können außen auf einer der Scheiben angebracht werden.

Anschließend werden die Kreise mit massiven Gewindestangen parallel zueinander montiert und die Rotorblätter an den gewünschten Positionen angeschweißt oder verschraubt. Die Trommel dreht sich auf Lagern und als Stütze dient ein Rahmen aus Winkeln oder Rohren mit kleinem Durchmesser.

Die Düse ist für Wasserquellen vom Kaskadentyp ausgelegt. Mit einer solchen Installation können Sie die Strömungsenergie maximal nutzen. Dieser ist gemacht Hilfselement durch Biegen von Blechen, anschließendes Verschweißen der Nähte und anschließendes Aufsetzen auf das Rohr.

Wenn Ihr Gebiet jedoch über einen flachen Fluss ohne Stromschnellen oder andere hochgelegene Hindernisse verfügt, ist diese Angabe nicht erforderlich.

Es ist wichtig, dass die Breite des Düsenauslasses der Breite des Rades selbst entspricht, da sonst ein Teil des Stroms „im Leerlauf“ bleibt und die Schaufeln nicht erreicht

Jetzt muss das Rad auf die Achse montiert und auf einem Träger aus geschweißten oder geschraubten Ecken montiert werden. Es bleibt nur noch, einen Generator zu bauen (oder einen fertigen zu installieren) und schon können Sie zum Fluss gehen.

DIY-Generator

Um einen selbstgebauten Generator herzustellen, müssen Sie den Stator aufwickeln und füllen. Dazu benötigen Sie Spulen mit jeweils 125 Windungen Kupferdraht. Nach dem Verbinden wird die gesamte Struktur mit Polyesterharz gefüllt.

Jede Phase besteht aus drei in Reihe geschalteten Strängen, sodass die Verbindung in Form eines Sterns oder eines Dreiecks mit mehreren externen Leitungen erfolgen kann

Jetzt müssen Sie eine Sperrholzschablone vorbereiten, die der Größe der Bremsscheibe entspricht. Auf dem Holzring sind Markierungen angebracht und es sind Schlitze zum Anbringen von Magneten angebracht (in in diesem Fall Es wurden Neodym-Magnete mit einer Dicke von 1,3 cm, einer Breite von 2,5 cm und einer Länge von 5 cm verwendet. Anschließend wird der entstandene Rotor ebenfalls mit Harz gefüllt und nach dem Trocknen an der Radtrommel befestigt.

Wasserrad mit einem Rotor aus Bremsscheiben und einem Generator aus Spulen aus Kupferdraht – bemalt, vorzeigbar und betriebsbereit

Als letztes muss ein Aluminiumgehäuse mit einem Amperemeter installiert werden, das die Gleichrichter abdeckt. Die Aufgabe dieser Elemente besteht darin, Drehstrom in Gleichstrom umzuwandeln.

Nach der Installation des Rades im Flusslauf eines kleinen Flusses mit einer Kaskade oder einem Auslassrohr können Sie mit der Leistung eines Mini-Wasserkraftwerks von 1,9 A * 12 V bei 110 U/min rechnen

Um zu verhindern, dass Blätter, Sand und andere mit der Strömung mitgebrachte Fremdkörper in das Rad gelangen, empfiehlt es sich, vor dem Gerät ein Schutznetz anzubringen.

Sie können auch mit den Lücken zwischen den Magneten und Spulen mit einer erhöhten Windungszahl experimentieren, um die Effizienz der Hydraulikstation zu erhöhen.

Nützliches Video zum Thema

Ein Beispiel für eine funktionierende hydraulische Installation mit hausgemachter Generator basierend auf einem Drehstrommotor:

Mini-Wasserkraftwerk nach dem Prinzip eines Wasserrades:

Eine Station auf Basis eines Fahrradrades ist eine interessante Möglichkeit, das Problem der Energieversorgung im Urlaub fernab der Zivilisation zu lösen:

Wie Sie sehen, ist der Bau eines Wasser-Minikraftwerks mit eigenen Händen gar nicht so schwierig. Da die meisten Berechnungen und Parameter seiner Komponenten jedoch „nach Augenmaß“ ermittelt werden, sollten Sie auf mögliche Ausfälle und damit verbundene Kosten vorbereitet sein.

Wenn Ihnen in diesem Bereich Wissen und Erfahrung fehlen, sollten Sie auf Spezialisten vertrauen, die alle notwendigen Berechnungen durchführen, die für Ihren Fall optimale Ausrüstung empfehlen und diese effizient installieren.

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Mini-Wasserkraftwerke für ein Privathaus, eine Hütte

Regelmäßige Strompreiserhöhungen regen viele Menschen zum Nachdenken über alternative Stromquellen an. Einer von beste Lösungen in diesem Fall 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 Wartung 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

Das Funktionsprinzip eines Wasserkraftwerks für ein Zuhause ist recht einfach. Das Strukturdiagramm sieht so aus. Wasser fällt auf die Turbine und versetzt die Rotorblätter in Rotation. Sie wiederum treiben aufgrund des Drehmoments oder der Druckdifferenz den hydraulischen Antrieb an. Die empfangene Energie wird von ihm an einen elektrischen Generator übertragen, der Strom erzeugt.

Derzeit ist ein Wasserkraftwerksschema meist mit einem Steuerungssystem ausgestattet. Dadurch kann das Design automatisch arbeiten. Bei Bedarf (zum Beispiel bei einem Unfall) kann auf manuelle Steuerung umgeschaltet werden.

Arten von Mini-Wasserkraftwerken

Es versteht sich, dass Mini-Wasserkraftwerke nicht mehr als dreitausend Kilowatt produzieren können. Dies ist die maximale Leistung einer solchen Struktur. Der genaue Wert hängt von der Art des Wasserkraftwerks und der Bauart der verwendeten Ausrüstung ab.

Je nach Art der Wasserführung werden folgende Stationstypen unterschieden:

• 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.

Einer von Amerikanische Unternehmen Es wurde 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. Außerdem diese Installation Vollkommen 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 Privatsektor 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

Das klassischer Look Wasserkraftwerk, das im Privatsektor am beliebtesten 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 durch die resultierende Auftriebskraft und nicht durch den 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 das 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. Die erforderlichen Parameter werden für jedes Blatt individuell ausgewählt. 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.

Dieser Typ von Wasserkraftwerken weist einen guten Wirkungsgrad auf. Dreifacher Vorteil: Die Fließrichtung spielt keine Rolle.

Zu den Nachteilen dieses Kraftwerkstyps 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 eine Wasserstation bauen, um selbst 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.

Es kann ein Mini-Wasserkraftwerk werden optimale Lösung im Hinblick auf die Einsparung von Energiekosten. 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.

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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 Wirklichkeit hängt die resultierende Leistung von vielen Faktoren ab, ist aber für die Bewertung geeignet.

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.

Wasserrad

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. Aber das reicht komplexe Designs mehr fabrik als hausgemacht.

Rotor Daria

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

Wasserkraftwerk Garlyandnaya

Das 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. 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.

Propeller

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 ist eine Klingenbreite von nur 2 cm ausreichend. Bei einer solchen 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. Bevor Sie mit der Arbeit beginnen, müssen Sie sie 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, benötigen sie Mindestzahlungen Sie werden mit minimalem Kostenaufwand implementiert, weisen eine hohe Effizienz auf und sind einfach einzurichten und zu bedienen.

Wenn Sie keine Wasserenergiequelle haben, können Sie Ihr eigenes Windkraftwerk bauen.

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 Blätter sollten die Länge von der Radfelge bis zur Nabe haben und 2–4 cm breit sein. Diese Blätter werden mit einer beliebigen verfügbaren Methode oder mit vorbereiteten Befestigungselementen 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 – 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.

bazila.net

Wasserkraftwerk zum Selbermachen auf Ihrem eigenen Grundstück

Selbstgebautes Mini-Wasserkraftwerk, mit eigenen Händen gebaut: ein Foto mit Beschreibung sowie mehrere Videos, die den Betrieb eines Mini-Wasserkraftwerks zeigen.

Der Autor lässt einen kleinen Bach in der Nähe seines Hauses fließen, was ihn auf die Idee brachte, ein Mini-Wasserkraftwerk zu bauen, um zusätzlichen Strom für die Beleuchtung des Hauses und den Betrieb von Haushaltsgeräten mit geringem Stromverbrauch zu gewinnen.

Die Turbine wurde unabhängig aus feuchtigkeitsbeständigem Sperrholz mit einer Dicke von 13 mm hergestellt.

Das Ergebnis war ein Rad mit einem Durchmesser von 1200 mm und einer Breite von 600 mm; die Struktur wurde zusätzlich mit einer wasserabweisenden Beschichtung versehen.

Die Turbinenhalterung besteht aus Eichenholz und die gesamte Anlage ist auf einem Betonsockel am Grund des Baches verankert.

Dieses selbstgebaute Mini-Wasserkraftwerk verwendet einen Wind Blue Power Permanentmagnetgenerator; es ist in der Lage, 12 V bei nur 130 U/min zu erzeugen. Ein normaler Autogenerator ist hier nicht geeignet, da dieser 12 V bei mehr als 1000 U/min erzeugt. Die Übertragung des Drehmoments von der Turbine auf den Generator erfolgt über ein Kettengetriebe.

Zunächst drehte sich die Turbine nicht schnell genug und der Autor beschloss, eine zusätzliche Stufe unter dem Damm zu errichten, bei der sich das Wasser in einer schmalen Mündung sammelte und mit größerer Wucht auf die Radschaufeln fiel.

An den Generator sind ein Paar 12V 110A Autobatterien und ein Wechselrichter angeschlossen.

Die Ausgangsleistung eines Mini-Wasserkraftwerks beträgt 50 W, in der Spitze produziert es bis zu 500 W.

Meiner Meinung nach ist die Idee nicht schlecht, die Anlage ist verbesserungswürdig, ihre Leistung reicht natürlich nicht aus, um das Haus vollständig mit Energie zu versorgen, aber als zusätzliche kostenlose Stromquelle ist sie durchaus geeignet.

Turbinenrad für Generator.

Selbstgebautes Mini-Wasserkraftwerk bei der Arbeit.

Video: Wasserkraftturbine unter Volllast.

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Mini-Wasserkraftwerk zum Selbermachen – ist es echt?

Da die Stromtarife in letzter Zeit steigen, gewinnen erneuerbare Stromquellen für die Bevölkerung immer mehr an Bedeutung und ermöglichen es ihnen, Strom nahezu kostenlos zu beziehen. Unter den der Menschheit bekannten Quellen sind Sonnenkollektoren, Windgeneratoren und Wasserkraftwerke für Privathaushalte hervorzuheben. Letztere sind jedoch recht komplex, da sie unter sehr aggressiven Bedingungen arbeiten müssen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass es unmöglich ist, mit eigenen Händen ein Mini-Wasserkraftwerk zu bauen.

Um alles richtig und effizient zu machen, kommt es vor allem auf die Auswahl an die richtigen Materialien. Sie müssen eine maximale Haltbarkeit der Station gewährleisten. Selbstgebaute Wasserkraftgeneratoren, deren Leistung mit der von Sonnenkollektoren und Windturbinen vergleichbar ist, können eine viel größere Energiemenge erzeugen. Aber obwohl viel von den Materialien abhängt, endet hier noch nicht alles.

Arten von Mini-Wasserkraftwerken

Existiert große Menge verschiedene Varianten von Mini-Wasserkraftwerken, von denen jede ihre eigenen Vor-, Merkmale und Nachteile hat. Folgende Gerätetypen werden unterschieden:

• Girlande;
• Propeller;
• Daria-Rotor;
• Wasserrad mit Flügeln.

Ein Girlandenwasserkraftwerk besteht aus einem Kabel, an dem Rotoren befestigt sind. Ein solches Kabel wird über den Fluss gezogen und ins Wasser getaucht. Der Wasserfluss im Fluss beginnt, die Rotoren zu drehen, die wiederum das Kabel drehen, an dessen einem Ende sich ein Lager und am anderen Ende ein Generator befindet.

Der nächste Typ ist ein Wasserrad mit Schaufeln. Es wird senkrecht zur Wasseroberfläche installiert und taucht weniger als die Hälfte ein. Wenn der Wasserfluss auf das Rad einwirkt, dreht es sich und bringt den Generator für das Mini-Wasserkraftwerk, an dem dieses Rad befestigt ist, in Rotation.

Klassisches Wasserrad – ein vergessenes altes

Beim Propellerwasserkraftwerk handelt es sich um eine unter Wasser stehende Windkraftanlage mit vertikalem Rotor. Die Breite der Flügel einer solchen Windmühle beträgt nicht mehr als 2 Zentimeter. Diese Breite reicht für Wasser aus, da Sie mit dieser Leistung die maximale Strommenge bei minimalem Widerstand erzeugen können. Diese Breite ist zwar nur für Strömungsgeschwindigkeiten bis 2 Meter pro Sekunde optimal.

Für andere Bedingungen werden die Parameter der Rotorblätter separat berechnet. Und der Darrieus-Rotor ist ein vertikal positionierter Rotor, der nach dem Prinzip des Differenzdrucks arbeitet. Ähnlich verhält es sich mit einem Flugzeugflügel, der vom Auftrieb beeinflusst wird.

Vorteile und Nachteile

Wenn wir ein Girlanden-Wasserkraftwerk betrachten, weist es eine Reihe offensichtlicher Mängel auf. Erstens stellt das bei der Konstruktion verwendete lange Kabel eine Gefahr für andere dar. Auch unter Wasser versteckte Rotoren stellen eine große Gefahr dar. Darüber hinaus sind die geringen Effizienzindikatoren und der hohe Materialverbrauch erwähnenswert.

Was die Nachteile des Darrieus-Rotors angeht, muss das Gerät zuerst hochgefahren werden, damit es mit der Stromerzeugung beginnen kann. In diesem Fall wird der Strom zwar direkt über dem Wasser entnommen, sodass der Generator unabhängig von der Änderung des Wasserflusses Strom erzeugt.

All dies sind Faktoren, die hydraulische Turbinen für Mini-Wasserkraftwerke und Wasserräder immer beliebter machen. Betrachtet man den manuellen Aufbau solcher Geräte, sind sie gar nicht so kompliziert. Darüber hinaus sind solche Mini-Wasserkraftwerke bei minimalen Kosten in der Lage, maximale Effizienzindikatoren zu liefern. Die Kriterien für die Popularität liegen also auf der Hand.

Wo soll mit dem Bau begonnen werden?

Der Bau eines Mini-Wasserkraftwerks mit eigenen Händen sollte mit der Messung der Geschwindigkeitsindikatoren der Flussflüsse beginnen. Das geht ganz einfach: Einfach eine Distanz von 10 Metern flussaufwärts markieren, eine Stoppuhr zur Hand nehmen, einen Chip ins Wasser werfen und die Zeit notieren, die er benötigt, um die gemessene Distanz zurückzulegen.

Wenn man letztendlich 10 Meter durch die Anzahl der benötigten Sekunden teilt, erhält man die Geschwindigkeit des Flusses in Metern pro Sekunde. Es ist zu bedenken, dass es keinen Sinn macht, Mini-Wasserkraftwerke an Orten zu bauen, an denen die Strömungsgeschwindigkeit 1 m/s nicht überschreitet.

Wenn der Stausee weit entfernt ist, können Sie einen Bypass-Kanal bauen

Wenn Sie herausfinden möchten, wie Mini-Wasserkraftwerke in Gebieten mit geringer Flussgeschwindigkeit gebaut werden, können Sie versuchen, den Durchfluss durch die Organisation eines Höhenunterschieds zu erhöhen. Dies kann durch die Installation eines Abflussrohrs im Tank erfolgen. In diesem Fall hat der Durchmesser des Rohrs direkten Einfluss auf die Geschwindigkeit des Wasserflusses. Je kleiner der Durchmesser, desto schneller ist die Strömung.

Dieser Ansatz ermöglicht die Organisation eines Mini-Wasserkraftwerks, selbst wenn in der Nähe des Hauses ein kleiner Bach fließt. Das heißt, darauf wird ein zusammenklappbarer Damm errichtet, unter dem ein Mini-Wasserkraftwerk direkt installiert ist, um das Haus und die Haushaltsgeräte mit Strom zu versorgen.

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Wassergenerator aus der Luft » Nützliche hausgemachte Produkte

Aufbau, Funktionsprinzip eines Wassergenerators Der Wassergenerator ist ein Pyramidenrahmen mit einem feuchtigkeitsabsorbierenden Füllstoff. Der Pyramidenrahmen wird von vier Säulen gebildet. 3, an der Basisposition angeschweißt. 4, aus Metallecke. In den Raum zwischen den Ecken des Sockels ist ein Metallgitter eingeschweißt, Pos. 15: von unten bis zur Basis mit Pads Pos. 6, eine Polyethylenschale ist angebracht, Pos. 5 mit einem Loch in der Mitte. Der Innenraum des Gitterrahmens ist dicht (jedoch ohne Verformung der Wände) mit feuchtigkeitsabsorbierendem Material gefüllt. Von außen ist auf dem Pyramidenrahmen eine transparente Posenkuppel aufgesetzt. 1, die mit vier Tragen fixiert wird, Pos. 8 und Stoßdämpfer Pos. 14.

Der Wassergenerator hat zwei Betriebszyklen: Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft durch den Füllstoff; Verdunstung der Feuchtigkeit aus dem Füllstoff mit anschließender Kondensation an den Wänden der Kuppel. Bei Sonnenuntergang wird die transparente Kuppel angehoben, um Luftzugang zum Füller zu ermöglichen; Der Füllstoff nimmt die ganze Nacht über Feuchtigkeit auf. Am Morgen wird die Kuppel abgesenkt und mit einem Stoßdämpfer abgedichtet; Die Sonne verdunstet Feuchtigkeit aus dem Füllstoff, Dampf sammelt sich im oberen Teil der Pyramide, Kondenswasser fließt an den Wänden der Kuppel hinunter auf die Wanne und füllt den Behälter durch ein Loch darin mit Wasser.

Herstellung eines WassergeneratorsDie Vorbereitungen für die Herstellung eines Wassergenerators beginnen mit dem Sammeln des Füllmaterials. Als Füllstoff werden Zeitungspapierreste verwendet; Zeitungspapier sollte von der Druckschrift befreit werden, um eine Verstopfung des entstehenden Wassers durch Bleiverbindungen zu vermeiden. Das Sammeln von Papier wird viel Zeit in Anspruch nehmen. In dieser Zeit werden auch die restlichen Elemente des Wassergenerators hergestellt. Der Sockel ist aus Metallecken mit den Regalabmessungen 35x35 mm geschweißt, vier Stützen pos. 10 gleiche Ecken und acht Klammern pos. 13. Die Halterungen sind durch Stahlstangen Pos. miteinander verbunden. 17 Länge 930 mm; Durchmesser 10 mm. Auf den Eckböden ist ein Metallgitter mit einer Maschenweite von 15x15 mm angeschweißt. Maschendrahtdurchmesser 1,5-2 mm. Vier Auflagen, Pos., werden aus Stahlband geschnitten. 6. Mithilfe der Löcher in den Unterlagen werden Löcher mit einem Durchmesser von 4,5 mm in die Ecken des Sockels gebohrt und Gewinde für die VM 5-Schrauben geschnitten. Anschließend wird der Sockel an der für Warmwasser vorgesehenen Stelle im Gartengrundstück installiert , Gemüsegarten usw. Der Standort muss so gewählt werden, dass das Warmwasser nicht durch Bäume und Gebäude verschattet wird.

Nachdem Sie einen Ort zur Unterstützung des Sockels ausgewählt haben, wird dieser mit Zementmörtel im Boden befestigt. Es ist erlaubt, Stützplatten mit einem Durchmesser von 100 mm aus einem 2 mm dicken Stahlblech an die Stützen anzuschweißen. Anschließend werden in den Ecken des Grundquadrats abwechselnd vier Gestelle eingeschweißt, so dass sich in der Mitte des Grundgestells in einer Höhe von ca. 1,5 m Abschnitte von 30 mm langen Gestellen befinden. Die Gestelle werden mit angeschweißten Querträgern verstärkt die Racks von innen.

Das Material der Querstangen ist das gleiche wie das der Gestelle. Anschließend wird aus 1 mm dicker Polyethylenfolie ein Tablett ausgeschnitten, Pos. 5; Die Kanten der Palette, die unter den Verkleidungen liegen, werden eingeschlagen, um den Befestigungspunkt zu verstärken. In der Mitte der Pfanne ist ein rundes Loch mit einem Durchmesser von 70 mm zum Ablassen des Wassers ausgeschnitten. Die Ränder der Löcher können auch durch das Aufschweißen einer zusätzlichen Polyethylenauflage verstärkt werden. Anschließend wird an den Pfosten ein Maschenrahmen befestigt, bei dem es sich um ein feinmaschiges Fischernetz mit einer Maschenweite von 15x15 mm handelt. Das Netz wird mit Baumwollband an den Pfosten und Kanten der Metallgitterpalette befestigt, sodass das Netz zwischen den Pfosten straff gespannt ist. Es empfiehlt sich auch, das Netz an den Querstangen zu befestigen und so das Innenvolumen der Pyramide in zwei Fächer zu unterteilen. Bevor das Netz an der Vordersäule befestigt wird, werden die Fächer (von oben beginnend) des resultierenden Netzrahmens dicht mit zerknitterten Zeitungspapierresten gefüllt. Die Befüllung sollte so erfolgen, dass im Inneren der Pyramide kein Freiraum verbleibt und der Überstand der Gitterwände minimal ist. Dann beginnen sie, eine transparente Kuppel zu machen. Es besteht aus Polyethylenfolie, deren Zuschnitt gemäß Zeichnung, Pos., erfolgt. 1 und mit einem Lötkolben entlang der Ebenen A, A1 verschweißt. Führen Sie die Naht ohne Überhitzung durch, damit das Polyethylen an der Schweißstelle nicht spröde wird. Um eine Beschädigung der Integrität der Kuppel an der Spitze der Pyramide zu verhindern, ist sie mit einer Art „Kappe“ aus Polyethylen abgedeckt – Fragment B gemäß Zeichnung Pos. 1. Nachdem Sie zunächst Fragment B auf der Pyramide platziert haben, platzieren Sie die Kuppel vorsichtig auf dem Rahmen. Nachdem Sie die Kuppel begradigt haben, schweißen Sie die Kanten der C-Ebenen zusammen: Es entsteht eine Art „Rock“. Ein Ring besteht aus einem Gummischlauch, Pos. 9, die auf die Pyramide gelegt wird. Vier Abspannseile mit Haken sind am Ring befestigt, Posen. 11. Die Unterseite der transparenten Kuppel („Rock“) wird mit einem Stoßdämpfer fest gegen die Ecken des Sockels gedrückt. Stoßdämpfer - ein Ring aus Gummiband, 5000 mm lang, 50 mm breit, hergestellt aus einer Gummibandage. In Abwesenheit von Polyethylen benötigte Fläche Für die Kuppel wird sie aus mehreren Polyethylenfragmenten geschweißt. Zum Schweißen von Polyethylen empfiehlt sich die Verwendung eines Lötkolbens mit einer Leistung von 40-65 W, in dessen Spitze eine 3-5 mm dicke Metallscheibe in der Nut auf der Achse befestigt ist.

Betrieb des Wassergenerators Bei Sonnenuntergang wird die transparente Kuppel auf die Höhe der Querstangen hochgeklappt und in dieser Position mit Klammern fixiert, indem Haken an den Stangen angebracht werden, Pos. 17. In der Nacht nimmt das Papier Feuchtigkeit auf und am Morgen wird die Kuppel abgesenkt und ihre Unterkante mit einem Stoßdämpfer am Sockel fixiert. Tagsüber erwärmt die Sonne die Pyramide, die Feuchtigkeit aus dem Papier verdunstet und wenn der Dampf abkühlt, kondensiert er an den Wänden zu Wasser, das nach unten fließt. Das Wasser wird gesammelt, indem ein Behälter unter das Loch in der Polyethylenpfanne gestellt wird. Bei Sonnenuntergang wiederholt sich der Zyklus. Es wird empfohlen, das Papier im GV jede Saison zu wechseln; für den Winter sollte die Kuppel drinnen gelagert werden. Es wird auch empfohlen, die Kuppel auszutauschen, wenn die Transparenz ihrer Wände verloren geht. Während des Betriebs muss die Unversehrtheit der Kuppel überwacht werden.

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Wie man mit eigenen Händen ein Mini-Wasserkraftwerk baut / Nachhaltige Produkte und Strukturen…

Wenn sich in der Nähe Ihres Hauses ein kleiner Fluss befindet, können Sie mit einem solchen Generator saubere Energie erzeugen. Dieses Schema wurde von einem amerikanischen Innovator entwickelt und baute in nur drei Tagen ein Mini-Wasserkraftwerk auf.

Wasserkraftwerke nutzen die Kraft des Wassers zur Erzeugung elektrischer Energie. Selbstgebaute Stationen lösen das Problem der Entfernung zu zentralen Stromnetzen oder helfen, Strom zu sparen.

Vor- und Nachteile von Wasserkraftwerken

Wasserkraftwerke haben gegenüber anderen Arten alternativer Energiequellen folgende Vorteile:

• Sie sind (im Gegensatz dazu) nicht vom Wetter und der Tageszeit abhängig. Dadurch kann mehr Energie mit einer vorhersehbaren Geschwindigkeit erzeugt werden.
• Die Leistung der Quelle (Fluss oder Bach) kann angepasst werden. Dazu genügt es, den Kanal durch einen Damm zu verengen oder einen Wasserhöhenunterschied vorzusehen.
• Hydraulische Anlagen verursachen (im Gegensatz zu) keinen Lärm.
• Für viele Arten von Niedrigenergiekraftwerken ist keine Installationsgenehmigung erforderlich.

Zu den Nachteilen selbstgebauter Wasserkraftwerke gehört die Unfähigkeit, bei kaltem Wetter zu arbeiten. Darüber hinaus ist die Gewässerumgebung aggressiv, daher müssen die Stationsteile wasserdicht und langlebig sein.

Bei der Planung eines Mini-Wasserkraftwerks als alternative Energiequelle für das Eigenheim sollten folgende Faktoren ausschlaggebend sein:

• Nähe des Flusses zum Haus. Es macht keinen Sinn, eine selbstgebaute Station außer Haus zu installieren. Je weiter die Anlage entfernt ist, desto geringer ist ihr Wirkungsgrad, da bei der Übertragung ein Teil der Energie verloren geht. Darüber hinaus ist es schwieriger, Ihr Wasserkraftwerk vor Diebstahl oder Beschädigung zu schützen.
• Ausreichende Strömungsgeschwindigkeit oder die Möglichkeit, diese zu erhöhen. Die Leistung der Station steigt exponentiell mit zunehmender Wassergeschwindigkeit.

Es ist einfach, die Geschwindigkeit herauszufinden. Werfen Sie ein Stück Schaumstoff oder einen Tennisball ins Wasser und messen Sie, wie lange es dauert, bis es eine bestimmte Distanz zurückgelegt hat. Teilen Sie dann die Meter durch Sekunden und Sie erhalten die Geschwindigkeit. Die minimale Wassergeschwindigkeit für ein selbstgebautes Wasserkraftwerk beträgt 1 m/s.

Wenn die Durchflussmenge Ihres Flusses oder Baches unter diesem Wert liegt, wird sie durch einen kleinen Damm oder ein sich verengendes Rohr erhöht. Diese Optionen können jedoch zusätzliche Schwierigkeiten verursachen. Der Bau eines Staudamms bedarf einer behördlichen Genehmigung sowie der Zustimmung der Nachbarn.

Mini-Wasserkraftwerk zum Selbermachen

Der Aufbau eines Wasserkraftwerks ist recht komplex, daher wird es nur möglich sein, in Eigenregie ein kleines Kraftwerk zu bauen, das Strom spart oder einen bescheidenen Haushalt mit Energie versorgt. Nachfolgend finden Sie zwei Beispiele für die Umsetzung eines selbstgebauten Wasserkraftwerks.

Wie man aus einem Fahrrad ein Mini-Wasserkraftwerk baut

Diese Version des Wasserkraftwerks ist ideal für Radtouren. Es ist kompakt und leicht, kann aber ein kleines Lager am Ufer eines Baches oder Flusses mit Energie versorgen. Der dabei entstehende Strom reicht für die Abendbeleuchtung und das Aufladen mobiler Geräte.

Um die Station zu installieren, benötigen Sie:

• Vorderrad eines Fahrrads.
• Ein Fahrradgenerator, der zur Stromversorgung von Fahrradlichtern verwendet wird.
• Selbstgemachte Klingen. Sie werden vorab aus Aluminiumblech ausgeschnitten. Die Breite der Schaufeln sollte zwischen zwei und vier Zentimetern betragen und die Länge sollte von der Radnabe bis zur Felge reichen. Es können beliebig viele Klingen vorhanden sein; diese müssen im gleichen Abstand zueinander platziert werden.

Um eine solche Station zu starten, reicht es aus, das Rad ins Wasser zu tauchen. Die Eintauchtiefe wird experimentell ermittelt und beträgt etwa ein Drittel bis die Hälfte des Rades.

Um eine leistungsfähigere Station für den dauerhaften Einsatz zu bauen, werden langlebigere Materialien benötigt. Am besten geeignet sind Metall- und Kunststoffelemente, die sich leichter vor der Einwirkung von Gewässern schützen lassen. Aber auch Holzteile eignen sich, wenn man sie in einer speziellen Lösung einweicht und mit wasserfester Farbe anstreicht.

Die Station benötigt folgende Elemente:

• Stahlseiltrommel (2,2 Meter Durchmesser). Daraus wird das Rotorrad gefertigt. Dazu wird die Trommel in Stücke geschnitten und im Abstand von 30 Zentimetern nochmals verschweißt. Aus den Resten der Trommel werden Klingen (18 Stück) hergestellt. Sie sind im 45-Grad-Winkel auf einen Radius geschweißt. Um die gesamte Struktur zu tragen, wird ein Rahmen aus Winkeln oder Rohren hergestellt. Das Rad dreht sich auf Lagern.
• Am Rad ist ein Kettengetriebe angebracht (das Übersetzungsverhältnis sollte vier betragen). Um die Zusammenführung der Achsen von Antrieb und Generator zu erleichtern und Vibrationen zu reduzieren, wird die Rotation über den Kardan des alten Autos übertragen.
• Als Generator eignet sich ein Asynchronmotor. Dazu sollte ein weiteres Untersetzungsgetriebe mit einem Koeffizienten von etwa 40 hinzugefügt werden. Bei einem Drehstromgenerator mit 3000 Umdrehungen pro Sekunde und einem Gesamtuntersetzungskoeffizienten von 160 verringert sich dann die Anzahl der Umdrehungen auf 20 Umdrehungen pro Minute.
• Legen Sie alle elektrischen Geräte in einen wasserdichten Behälter.

Die beschriebenen Ausgangsmaterialien können leicht auf einer Mülldeponie oder bei Freunden gefunden werden. Sie können Spezialisten für das Schneiden einer Stahltrommel mit einer Schleifmaschine und für das Schweißen bezahlen (oder alles selbst erledigen). Dadurch wird ein Wasserkraftwerk mit einer Leistung von bis zu 5 kW nur ​​geringe Kosten verursachen.

Strom aus Wasser zu erzeugen ist gar nicht so schwierig. Schwieriger ist es, ein autonomes Stromversorgungssystem auf Basis eines selbstgebauten Wasserkraftwerks aufzubauen, das Kraftwerk betriebsbereit zu halten und die Sicherheit von Menschen und Tieren in der Umgebung zu gewährleisten.

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, Bauernhöfe, Feriendörfer, Bauernhöfe sowie Mühlen, Bäckereien, kleine Industrien in abgelegenen Berggebieten 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;
-hydraulische Einheiten 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 dabei, die optimale Option für die Installation von Kleinst- und Kleinwasserkraftwerken zu ermitteln, die Ausrüstung dafür auszuwählen, Sie bei der Installation und Inbetriebnahme von Hydraulikeinheiten zu unterstützen und den Kundendienst für die Ausrüstung bereitzustellen.
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 (KWK) ist ein Wasserkraftwerk, das relativ wenig Strom erzeugt und aus Wasserkraftwerken mit einer installierten Leistung von 1 bis 3000 kW besteht.

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 oder Kleingewerbes sind erstere offensichtlich 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 drückt Wasser auf die Schaufeln 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 schwierig 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 Daria-Rotors schlechter als der von Propeller-Kleinwasserkraftwerken.

Propeller.

Hierbei handelt es sich um eine Unterwasser-„Windmühle“ mit einem vertikalen Rotor, der im Gegensatz zu einer Luftrotorschaufeln eine minimale Breite von nur 2 cm aufweist. Diese Breite sorgt für minimalen Widerstand und maximale Rotationsgeschwindigkeit und wurde für die häufigste Strömungsgeschwindigkeit gewählt – 0,8 -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 KWKs 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, das darauf ausgelegt ist, vom Verbraucher derzeit ungenutzte Energie abzuleiten, verhindert einen Ausfall des Stromgenerators und des Überwachungs- und Steuerungssystems.
• Laderegler/Stabilisator: Entwickelt, um die Batterieladung, die Klingendrehung und die Spannungsumwandlung zu steuern.
• Bank AKB: ein Speichertank, dessen Größe die Dauer des autonomen Betriebs des von ihm 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 an 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 Jungfische darstellen.

allgemeine Informationen

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

Die Gesamtversorgung der Kleinstwasserkraftwerke 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

Parameter
Kopf (netto), m
Wasserverbrauch, m3/s
Ausgangsleistung, kW
Drehzahl, U/min
Spannung, V
Aktuelle Frequenz, Hz
Scheibendurchmesser, mm
Futterdurchmesser, mm

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 Energieversorgung 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 ist in Form eines Netzkastens ausgeführt, in dessen Inneren sich ein Wasserversorgungsschlauch mit Verschlussgehäuse befindet.

Die Wasserversorgungseinrichtung ist so konzipiert, dass schwimmende Rückstände nicht in den Antrieb gelangen.

Komplett, Montage und Anschlussmaße in Abbildung 1 dargestellt.

Installationsvoraussetzungen

Für den Betrieb eines Mikrokraftwerks 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 Rohrleitungen müssen die Installation mit minimalem Druckverlust mit Wasser versorgen.

Die Länge der Rohrleitung richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten.

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

Reis. 1
Generell gelten die Einbau- und Anschlussmaße von 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 noch eine externe 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 %; als Brennstoff wird Erdgas oder Flüssiggas verwendet.

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 Druckbrenner 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 in der Produktion 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 Zweikreisausführung hergestellt. Manche technische Eigenschaften Kessel: Seine thermische Leistung 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
• Das Netzwerk ist schwach, überlastet, starke Spannungsabfälle, häufige Ausfälle
• Vom Stromversorgungsunternehmen nicht genügend Kapazität zugewiesen
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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 Art der 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

In der Zukunft schlechter Einfluss hat keinen Einfluss auf die Wasserqualität: Es behält seine ursprünglichen natürlichen Eigenschaften vollständig bei.

In Fischkonservenflüssen 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.

In einer Zeit, in der die natürlichen Energiequellen Öl, Kohle und Gas erschöpft sind und ein ständiges Wachstum teurer wird, ermöglicht die Nutzung günstiger, zugänglicher erneuerbarer Energiequellen, insbesondere kleinerer, 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 etwa 500 kW Bauarbeiten beträgt etwa 14,5-15,0 Millionen Rubel.

Der Kombinationstisch wird in Betrieb genommen Projektdokumentation, Bau von Ausrüstung, Bau und Installation von Kleinwasserkraftwerken für 15-18 Monate. 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 wollen sie in den nächsten ein bis zwei Jahren die Stromnetze um das 2- bis 2,2-fache erhöhen, so dass die Baukosten in 3,5 bis 5 Jahren amortisiert sein werden. Aus ökologischer Sicht wird die Umsetzung eines solchen Projekts der Umwelt nicht schaden.

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 industrielle Organisationen 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 automatisierte Steuerungssysteme für kleine und kleinste Wasserkraftwerke entwickelt und patentiert. 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 am meisten effektive Lösung Energieprobleme für Gebiete, 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 der Entwicklung und Anlagen für die Platzierung kleiner Wasserkraftanlagen“. Kraftwerke in der Republik Tuwa“, wonach in diesem Jahr ein kleines Wasserkraftwerk im Dorf Kyzyl-Chaya in Betrieb genommen wird.

Derzeit sind INSET-Wasserkraftwerke in Russland (Kabardino-Balkarien, Baschkortostan), der Gemeinschaft Unabhängiger Staaten (Weißrussland, Georgien) sowie in Lettland und anderen Ländern in Betrieb.

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

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

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 für eine 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 des Druckunterschieds 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 ist eine Klingenbreite von nur 2 cm ausreichend. Bei einer solchen 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.

Bevor Sie mit der Arbeit beginnen, müssen Sie sie 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 – 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