Mikro/mini vodní elektrárny pro domácnost, farmu atd. (stručný přehled) | Pikabu

V této části jsou uvedeny hlavní technické charakteristiky tlakových mikro- a malých vodních elektráren, jakož i bezpřehradních vodních elektráren, sériově vyráběných v Rusku, s využitím rychlostních charakteristik přitékajícího vodního toku.

Malé vodní elektrárny: dobře zapomenutá minulost

Jednou z nejefektivnějších oblastí rozvoje netradiční energetiky je využití energie z malých vodních toků pomocí mikro a malých vodních elektráren. To je vysvětleno na jedné straně významným potenciálem takových vodních toků při srovnatelné snadnosti jejich využití a na druhé straně praktickým vyčerpáním hydroelektrického potenciálu velkých řek v této oblasti.

Malé vodní elektrárny se konvenčně dělí na dva typy: „mini“ – poskytující jednotkovou kapacitu až 5000 kW a „mikro“ – pracující v rozsahu od 3 do 100 kW. Využití vodních elektráren takové kapacity není pro Rusko vůbec nic nového, ale stará se o to zapomenutou věc: v 50.-60. letech jsme měli v provozu několik tisíc malých vodních elektráren. Dnes jejich počet sotva dosahuje několika set kusů. Mezitím neustálý růst cen organických paliv vede k výraznému nárůstu nákladů na elektrickou energii, jejíž podíl na ceně vyrobených produktů dosahuje 20 procent a více. Na tomto pozadí získává malá vodní energie nový život.

Výhody malé vodní elektrárny

Moderní vodní energie je ve srovnání s jinými tradičními typy elektrické energie nejekonomičtějším a nejekologičtějším způsobem výroby elektřiny. Malá vodní energie jde v tomto směru ještě dále. Malé elektrárny umožňují zachovat přírodní krajinu a životní prostředí nejen ve fázi provozu, ale i během výstavby. Při následném používání nedochází k negativnímu ovlivnění kvality vody: zcela si zachovává své původní přirozené vlastnosti. Ryby se v řekách uchovávají a vodu lze využít k zásobování obyvatelstva vodou.

Na rozdíl od jiných obnovitelných zdrojů energie šetrných k životnímu prostředí, jako je solární a větrná energie, je malá vodní elektrárna prakticky nezávislá na povětrnostních podmínkách a je schopna zajistit spotřebiteli stabilní dodávku levné elektřiny.

Další výhodou drobné energetiky je její hospodárnost. V podmínkách, kdy jsou přírodní zdroje energie – ropa, uhlí, plyn – vyčerpány a neustále zdražují, nám využívání levné, dostupné, obnovitelné energie z řek, zejména malých, umožňuje vyrábět levnou elektřinu. Výstavba malých vodních elektráren je navíc nízkonákladová a rychle se vyplatí.

Při výstavbě malé vodní elektrárny s instalovaným výkonem asi 500 kW jsou tedy náklady na stavební a instalační práce přibližně 14,5-15,0 milionů rublů. S kombinovaným harmonogramem zpracování projektové dokumentace, výroby zařízení, konstrukce a instalace je malá vodní elektrárna uvedena do provozu za 15-18 měsíců.

Nákladová cena elektřiny vyrobené v takové vodní elektrárně není vyšší než 0,45–0,5 rublů za 1 kWh, což je 1,5krát nižší než náklady na elektřinu skutečně prodávanou energetickým systémem. Mimochodem, v příštím roce nebo dvou letech ho energetické systémy plánují zvýšit 2-2,2krát.

Náklady na výstavbu se tedy vrátí za 3,5-5 let. Realizace takového projektu nezpůsobí žádné škody na životním prostředí z ekologického hlediska.

Je třeba také poznamenat, že rekonstrukce dříve vyřazené malé vodní elektrárny bude stát 1,5-2krát méně.

Zařízení pro malé vodní elektrárny

Mnoho ruských vědeckých a výrobních organizací a firem se zabývá návrhem a vývojem zařízení pro takové vodní elektrárny. Jedním z největších je mezioborové vědeckotechnické sdružení „INSET“ (Petrohrad). Specialisté INSET vyvinuli a patentovali originální technická řešení pro automatické řídicí systémy pro malé a mikro vodní elektrárny. Použití takových systémů nevyžaduje stálou přítomnost servisního personálu v objektu – hydraulická jednotka pracuje spolehlivě v automatickém režimu. Řídicí systém lze realizovat na bázi programovatelného regulátoru, který umožňuje vizuální sledování parametrů hydraulické jednotky na obrazovce počítače.

Vodní bloky pro malé a mikro vodní elektrárny, výrobce MNTO „INSET“, jsou určeny pro provoz v širokém rozsahu tlaků a průtoků s vysokými energetickými charakteristikami a jsou vyráběny s vrtulovými, radiálně-axiálními a korečkovými turbínami. Souprava dodávky obvykle obsahuje turbínu, generátor a automatický řídicí systém hydraulické jednotky. Průtočné sekce všech turbín jsou vyvíjeny metodou matematického modelování.

Geografie aplikace

Drobná energetika je v současnosti nákladově nejefektivnějším řešením energetických problémů pro území, která spadají do zón decentralizovaného zásobování energií, které tvoří více než 70 % území Ruska. Poskytování energie vzdáleným a energeticky nedostatkovým regionům vyžaduje značné výdaje. A zde se ne vždy vyplatí využít kapacity stávajícího federálního energetického systému. Mnohem ekonomičtější je rozvíjet malé energetické kapacity, jejichž ekonomický potenciál v Rusku převyšuje potenciál obnovitelných zdrojů energie, jako je vítr, slunce a biomasa dohromady.

Vodní jednotky pro malé vodní elektrárny jsou určeny pro provoz v širokém rozsahu tlaků a průtoků s vysokými energetickými charakteristikami. Nejdůležitější komponenty jsou sériově vyráběny pod dohledem našich specialistů v závodech na přestavbu obrany Petrohradu s využitím nejnovějších technologií, což zajišťuje jejich vysokou kvalitu. Souprava dodávky obsahuje: turbínu, generátor a automatický řídicí systém.

Mikrovodní elektrárny INSET jsou spolehlivými, ekologickými, kompaktními a rychle návratnými zdroji elektřiny pro vesnice, zemědělské usedlosti, chaty, farmy, ale i mlýny, pekárny a malý průmysl v odlehlých, horských a těžko dostupných oblastech, kde v blízkosti není elektrické vedení, a výstavba takových vedení nyní trvá déle a je dražší než nákup a instalace mikrovodní elektrárny.

Dodávaná sada obsahuje: pohonnou jednotku (turbína-3, generátor-5), zařízení pro přívod vody (2), výstupní rozdělovač (4) a automatické řídicí zařízení (6).

Schéma instalace mikro vodní elektrárny

Úspěšné zkušenosti máme s provozem zařízení na spádech již existujících přehrad, kanálů, vodovodů a kanalizací průmyslových podniků a komunálních zařízení, úpraven, závlah a potrubí pitné vody.

Hlavní technická řešení použitá při tvorbě zařízení jsou implementována na úrovni vynálezů a jsou chráněna patenty.

Zařízení je vyráběno sériově a vyznačuje se vysokým technickým a provozním výkonem a přijatelnou cenou.

Оборудование

1. MIKRO HYDRO ELEKTRÁRNY
s oběžným kolem vrtule
— s výkonem do 10 kW (MGES-10Pr) při tlaku 2,0-4,5 m a průtoku 0,07-0,14 m3/s;
— s výkonem do 10 kW (MGES-10Pr) při tlaku 4,0-10,0 m a průtoku 0,10 – 0,21 m3/s;
— s výkonem do 50 kW (MGES-50Pr) při tlaku 2,0-10,0 m a průtoku 0,36 – 0,80 m3/s;
s diagonálním oběžným kolem
— s výkonem 20 kW (MGES-20PrD) při tlaku 8-18 m a průtoku 0,08 – 0,17 m3/s;
s lopatkovým oběžným kolem
— s výkonem do 100 kW (MGES-100K) při tlaku 40-250 m a průtoku 0,015 – 0,046 m3/s;
— s výkonem do 200 kW (MGES-200K) při tlaku 40-250 m a průtoku 0,015 – 0,013 m3/s;

2. VODÍKOVÉ JEDNOTKY PRO MALÉ VODNÍ ELEKTRÁRNY
— vodní elektrárny s axiálními turbínami (GA-1, GA-8, GA13) s výkonem do 1800 kW;
— vodní elektrárny s radiálně-axiálními turbínami (GA-2, GA-4, GA-9, GA-11) o výkonu
až 5500 kW;
— hydraulické jednotky s korečkovými turbínami (GA-5, GA-10) o výkonu až 3300 kW.

VLOŽKA MNTO
Zajímavé čtení

• Často kladené otázky o solárních panelech
• Čerstvý vzduch doma bez klimatizace? Snadno!
• Typy a vlastnosti solárních panelů pro jednotlivé energetické instalace
• Jaké typy multivařičů existují? Recenze Cuckoo CMC-HE1054
• Často kladené otázky o ventilačních systémech

Dobré odpoledne. I když pracuji se solárními panely a větrnými generátory, občas se mě ptají na mikro nebo mini vodní elektrárny, které se nazývají různými jmény. V našem regionu, kde žiji, se dá sem tam pár modelů přizpůsobit, tak vám je řeknu pár slovy (hlavní údaje jsem převzal z jejich návodu)

První model mikroelektrárny s Kaplanovou turbínou je dle modelu dimenzován pro tlak vody 1,2 až 6 metrů, s průtokem 0.04 až 0.1 m3/s.

Axiální mikro vodní elektrárna se skládá z axiální mikro vodní turbíny a generátoru namontovaného na stejné hřídeli. Hlavními prvky hydroturbíny jsou vstupní vodicí lopatka, rotující oběžné kolo (pracovní kolo), výtlačné potrubí, hlavní hřídel, základna a ložiska. Po průchodu oběžného kola sacím potrubím se vytvoří dodatečné vakuum a zvýší se tlakový rozdíl před a za oběžným kolem. Proud, který má určitou rychlost a potenciální energii, procházející oběžným kolem nutí jeho rotor se otáčet. Tak se potenciální a kinetická energie přeměňují na výkon.

Tento model se vyrábí převážně s výkonem 600W až 3000W s napětím 110, 220, 380V a frekvencí 50 a 60 Hz.

Minimální hmotnost tohoto modelu je 36 kg. Cena, v závislosti na síle, se pohybuje od 42 000 rublů. až 90 000 RUB

Dalším modelem je mikro vodní elektrárna s Turgotovou turbínou.

V závislosti na modelu jsou určeny pro tlak vody od 8 do 50 metrů, s průtokem od 0.008 do 0.04 m3/s, modely 600-3000W jsou jednofázové, modely 5000-10000W lze dodat buď s jednofázovým nebo třífázovým generátorem.

Mikrovodní elektrárna s Turgotovou turbínou se skládá z mikroturbíny a generátoru namontovaného na stejné hřídeli. Hlavními prvky hydroturbíny jsou: vstupní vodicí lopatka, otočné oběžné kolo (pracovní kolo), hlavní hřídel, základna, regulační ventil, ložiska, víko. Proud kapaliny pod tlakem a tlakem je přiváděn do vstupního potrubí, kde se potenciální energie přeměňuje na kinetickou energii pomocí difuzoru s vodicí tryskou. Kapalina vytéká z trysky vstřikovače vysokou rychlostí a způsobuje otáčení Turgotova kola a tím i hřídele generátoru.

Minimální hmotnost tohoto modelu je 37 kg. Napětí 230-400V, počet fází jedna nebo tři, výkon od 600W do 10000W. Cena v závislosti na výkonu od 42 000 rub. až 900 000 RUB

A poslední model, se kterým jsem se musel potýkat, byla mikro vodní elektrárna s Francisovou turbínou.

Tyto modely mikro vodních elektráren s Francisovými radiálními průtokovými turbínami jsou v závislosti na modelu použitelné při tlacích vody od 10 do 100 metrů, s průtoky od 0.005 do 0.1 m3/s.

Radiální průtoková mikrovodní elektrárna se skládá z hydroturbiny a elektrického generátoru propojených specifickým způsobem. Hlavními prvky mikroturbíny jsou: spirálový kanál, pracovní kolo, hlavní hřídel, technologická zařízení pro upevnění a spojování dílů atd. Vysokotlaká kapalina procházející spirálovým kanálem nutí turbínové kolo se otáčet. Hřídel turbíny je mechanicky spojena s hřídelí generátoru, která se uvede do rotace a začne vyrábět elektřinu.

Výstupní napětí: 120/230/380/480 V. Minimální hmotnost tohoto modelu je 290 kg. Výkon od 3000W do 10000W. Cena, v závislosti na síle, je od 220 000 rublů. až 2 300 000 RUB

Zde je příklad jeho instalace na fotografii.

Ano, zapomněl jsem zmínit, že Kaplanovy a Turgotovy turbíny se mohou lišit i počtem pólů v generátorech, což ovlivňuje rychlost otáčení. Zde jsou údaje z pasů: čtyřpólový – 1500 ot./min., šestipólový – 1000 ot./min., osmipólový – 750 ot./min.

To je asi vše, pokud jsem něco zapomněl napsat, zeptejte se

K podpoře
Před 9 lety
Místo vyhřívaného věšáku na ručníky musíme zastrčit tohle svinstvo
rozšířit vlákno
Před 9 lety

@Swan120, ale spíš mě zajímá, jestli existují nějaké hydrogenerátory pro ploché řeky, klidné, ale se stálým proudem. Bydlím jen u řeky Oka a ani s ohněm nenajdete žádné změny nadmořské výšky.

Něco jako ukotvené pontony s hydrogenerátorem, nebo turbína v trysce. Energie takto plně tekoucích řek je fantastická, objem vody obrovský, proud 5-7 km/h, zrychlení proudu je dáno změnami reliéfu dna atd.

Už dlouho se mi zdálo, že by se takové generátory hodily turistům, rybářům, myslivcům, v nouzové sadě, nebo jako systém pro dobíjení baterií na bójích, jen se kotví.

rozšířit vlákno
Před 9 lety

Pro ty, kteří žijí poblíž horské řeky, je to v podstatě bezplatná elektřina. životnost takového generátoru je mnohem delší než u panelů, provozní režim 24-365 a rychlejší návratnost.

jsou nějaké možnosti pro odpadní vody? s odpovídajícími přerušeními práce

rozšířit vlákno
3 года назад

Již dlouho se zajímám o téma instalace vodní elektrárny na mých stránkách. Podle mého názoru stojí mini vodní elektrárna nebo mikroelektrárna za ty peníze, pro sebe jsem nenašel žádný rozdíl.

Vyvinutý vynálezcem ze Soči. technické specifikace a popis.

výkon až 1200W. Vodní elektrárna je celá vyrobena z nerezové oceli AISI 304 o tloušťce 2 mm. Všechny upevňovací prvky a ložiska jsou rovněž vyrobeny z nerezové oceli. Spolehlivý design s velkou rezervou bezpečnosti. Generátor s permanentním magnetem, přímo poháněný turbínou. Nedostatek převodovek, řemenů a kartáčů. Vysoká udržovatelnost. Pokud například velké kameny narazí na turbínu, lopatky se nezlomí, ale mohou se trochu ohnout, což lze snadno opravit kleštěmi. Generátor je vyroben na základě motorového kola gyro skútru, které je levné a dostupné.

Určeno pro potoky, malé řeky a kanály s malým množstvím vody. Pracuje v rozsahu výškových rozdílů 2-30 metrů. Požadovaný průtok vody je nastavitelný v rozsahu 1-10 litrů za sekundu.

Provozní napětí 12V-24V je relativně bezpečné i ve vodě. Je možné vyrobit i pro jiná napětí.

Pro plný provoz je nutný ovladač, baterie a měnič.

Výkon na rozdíl 3 metrů je 120W, na 4 metrech 200W, na 8 metrů 600W. atd. Účinnost až 64%.

S výkonem 600 W je měsíční produkce více než 400 kWh, což stačí pro jeden dům.

Existují verze s vývodem pro trubku 110 mm a 100 mm.

Cena za verze se jmenovitým výkonem:

Maximální výkon je dvakrát vyšší. Sada obsahuje: manometr, diodový můstek, pevný přepravní obal.

Snad mi někdo poradí, zda mám této možnosti věnovat pozornost nebo mám na něco přijít sám.