Принцип работы мини-гидроэлектростанции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Принцип работы микро ГЭС заключается в том, что ее гидротехнические сооружения обеспечивают необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генератор, вырабатывающий электроэнергию. Этот напор воды образуется деривацией - естественным стоком воды (если это деривационный тип микро ГЭС) или плотиной (если это плотинный тип).

Технические параметры микро ГЭС зависят от гидротехнических условий:

• от расхода воды - объема воды в литрах (или в метрах кубических), проходящей через турбину за 1 секунду;
• от напора - расстояния от верхней и до нижней точки падения воды на турбину (рис. 4). В зависимости от характеристик напора разделяют высоконапорные, средненапорные и низконапорные микро ГЭС.

Рис.4. Величина напора

Также устройство микро ГЭС зависит от схемы ее расположения. На рисунке 5 изображена напорная микро ГЭС деривационного типа. Принцип ее работы заключается в том, что вода отводиться по деривационному каналу с небольшим уклоном и за счет длины канала достигается необходимый напор воды. Дальше, вода по напорному трубопроводу подается на гидроагрегат, расположенный внизу, после чего, использованная вода возвращается обратно в реку.

Рис.5. Напорная микро ГЭС с деривационным каналом

Ниже на рисунке 6 показана микро ГЭС без деривационного канала. Ее отличие от ГЭС с деривационным каналом, заключается в том, что необходимый напор достигается за счет естественных природных условий - большого уклона русла реки. Вода непосредственно из водозаборного сооружения через напорный бассейн подается в трубопровод.

Рис.6. Напорная микро ГЭС без деривационного канала

В некоторых случаях, микро ГЭС сооружают путем строительства плотины на пути речки или ручья (рис. 7). Это позволяет решить две задачи:

1. достижение необходимого напора за счет подъема воды на необходимую высоту;
2. регулирование расхода и режима воды (то, что в вышеуказанных примерах решается за счет напорного бассейна).

Вода, накопленная в этом небольшом водохранилище, дальше работает по тому же принципу - вода по напорному трубопроводу подается на гидроагрегат.

Рис.7. Микро ГЭС с плотиной

Также возможно сооружение небольшой микро ГЭС на ирригационном канале (рис. 8). Необходимым условием является высокая скорость потока (быстроток). Само оборудование занимает часть канала, турбина полностью погружена в воду и пропускает часть потока через себя, остальная часть воды проходит по обводному каналу микро ГЭС.

Рис.8. Микро ГЭС на ирригационном канале

При условии малого напора (начиная с 1,5 метра), но достаточного расхода воды, возможна установка низконапорной ГЭС с вертикальным валом, мощностью до 1-3 кВт, как показано на рисунке 9. Эта конструкция с использованием низконапорной гидротурбины типа Каплана, с вертикальным валом и синхронным генератором. Такие микро ГЭС состоят из следующих гидротехнических сооружений:

• водозабора;
• затвора-регулятора;
• деривационного канала;
• лотка;
• отсасывающей трубы;
• водосброса.

Рис.9. Низконапорная микро ГЭС с отсасывающей трубой

Рис.9-1 Микро ГЭС мощностью 1000 Вт на реке Чон-Кызыл-Суу (Джеты-Огузский район)

Говоря о расположениях гидротурбин (вертикальное или горизонтальное), необходимо знать, что это зависит от параметров потока (напора и расхода воды) и типа турбины. Обобщенно можно сказать, что:

• горизонтальное расположение гидротурбины ведет к увеличению размера микро ГЭС в целом (за счет длинны вала турбины и системы передачи энергии вращения, увеличения размеров машинного зала и т.д.), но в целом - это упрощает строительство микро ГЭС (рис. 10).
• вертикальное расположение гидротурбины позволяет добиться лучшей осевой балансировки агрегата и существенного уменьшить размеры самой микро ГЭС, но при этом, эта схема более требовательна к установке гидротурбины (точная балансировка оси вращения) и к опорному фундаменту агрегата (строгое горизонтальное положение рабочего пола и его прочностные характеристики, позволяющие выдерживать вес гидроагрегата), а также значительное осевое давление на конструкцию (рис. 11).

Рис.10. Схема микро ГЭС с горизонтальным расположением гидроагрегата

Рис.10-1. Микро ГЭС мощностью 5 кВт около села Чон-Сары-Ой на реке Орто-Кой-Суу

Рис.11 Схема гидроагрегата с вертикальным расположением в селе Балбай, Тюпского района

Авторы: Картанбаев Б.А., Жумадилов К.А., Зазульский А.А.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Окно, производящее электричество и тепловую энергию 24.06.2022 Ученые Гонконгского университета науки и технологий разработали двухдиапазонное окно селективного сбора солнечной энергии (SSH) на основе прозрачных фотоэлектрических элементов (TPV) и прозрачных солнечных поглотителей (TSA). TSA используются для преобразования ультрафиолетового (УФ) или ближнего инфракрасного (БИЧ) света путем превращения его в тепловую энергию. Собранная тепловая энергия извлекается вентилируемым воздухом для обеспечения обогрева помещений в холодное время года или снижения нагрузки на охлаждение помещений в жару. Окно SSH обладает видимым коэффициентом пропускания 42%, эффективностью преобразования солнечной энергии в 0,75% и эффективностью преобразования солнечной энергии в 24% при повышении температуры вентилируемого воздуха на 10°C. В качестве наружного окна исследовательская группа использовала люминесцентный солнечный концентратор (TPV) на основе квантовых точек (КТ) из сульфида меди, индия и сульфида цинка (CuInS2/ZnS). Он способен собирать ультрафиолетовый свет и передавать его непрозрачным фотоэлектрическим устройствам, расположенным на краю прозрачной подложки для выработки электроэнергии. TSA использовались для изготовления внутренней стороны окна, где производится и собирается тепло. Ученые изготовили прототип размером 30 х 30 х 2,4 см, собрав элементы TPV с TSA на внутренней стороне. Они утверждают, что устройство показало значительный коэффициент пропускания в видимом диапазоне и что оно могло генерировать мощность 6 Вт на квадратный метр и тепловую мощность около 150 Вт на квадратный метр. Тепловая мощность в 25 раз превышает производимую электроэнергию, что говорит о том, что сбор тепловой энергии имеет первостепенное значение для встроенных в здание окон сбора солнечной энергии. При сборе тепловой энергии посредством вентиляции общая полезная эффективность оценивается более чем в 30% при типовых условиях эксплуатации для обогрева помещений зданий. Окно SSH может сэкономить годовое потребление энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC) до 61,5% по сравнению с обычным стеклом, в дополнение к производимой электроэнергии, составляющей до 19,1% годовой суммы экономии энергии.

Другие интересные новости:

▪ Навигатор ищет парковку

▪ Передовая технология переработки ненужной оргтехники

▪ Наушники, способные самостоятельно обеззараживаться

▪ Омоложение клеток

▪ Cмартфон с жидкостным охлаждением CPU

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Логистика. Шпаргалка

▪ В чем причины распада империи Карла Великого? Подробный ответ

▪ статья Пальчатая трава. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Усилитель 3Ч на цифровой микросхеме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заряжаемые гальванические элементы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025