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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Вода на Земле не имеет космического происхождения 01.05.2025 Как появилась вода на Земле - этот вопрос волнует ученых уже не одно десятилетие. Распространенная теория утверждает, что вода попала на нашу планету извне, в виде "подарков" от астероидов, которые бомбардировали Землю в первые миллионы лет ее существования. Однако новое исследование, проведенное специалистами из Оксфордского университета, предлагает альтернативный сценарий: возможно, все необходимые составляющие воды присутствовали на Земле с самого начала ее формирования. Ключ к разгадке происхождения земной воды - водород, элемент, без которого невозможна ни сама вода, ни жизнь в целом. Чтобы выяснить, мог ли водород быть частью ранней Земли, ученые обратились к особому виду метеорита - энстатитовому хондриту. Эти небесные тела по своему составу схожи с веществом, из которого четыре с половиной миллиарда лет назад формировалась Земля. Если такие метеориты содержат водород, то и молодая Земля могла обладать теми же запасами. Исследуемый образец был найден в Антарктиде и подвергнут тщательному анализу с помощью мощных рентгеновских лучей, созданных на синхротроне. Это устройство позволяет неинвазивно заглядывать в химическую структуру образцов, не разрушая их. Цель эксперимента состояла в том, чтобы понять, действительно ли водород в метеорите является изначальным, а не попал в него позднее в результате загрязнения на Земле. Неожиданным открытием стало то, что водород оказался "заперт" внутри кристаллической структуры метеорита, а не ассоциировался с трещинами, ржавчиной или другими признаками воздействия окружающей среды. Это означает, что водород не был занесен извне, а с самого начала присутствовал в материале. Кроме того, ученые обнаружили в образце скопления сероводорода, причем вовсе не в тех областях, где ожидали - и это еще больше укрепило их уверенность в "первозданном" происхождении водорода в метеорите. Исследователь Том Барретт из Оксфорда отметил, что обнаружение сероводорода в неожиданных местах стало для команды настоящим сюрпризом. Поскольку вероятность земного загрязнения этих участков крайне мала, это открытие становится важным аргументом в пользу гипотезы о "внутреннем" происхождении воды на нашей планете. Иными словами, Земля, возможно, изначально имела все необходимое для формирования воды. Это не означает, что теория астероидного происхождения воды теперь полностью опровергнута. Однако полученные данные существенно укрепляют позицию сторонников идеи, что водород и, следовательно, вода могли появиться в недрах самой молодой Земли, задолго до начала астероидной бомбардировки. Таким образом, еще до первого столкновения с космическими телами у планеты уже могли быть ресурсы, необходимые для появления воды. Понимание того, что Земля с самого начала имела необходимые химические ингредиенты для воды, меняет наше представление о ранней эволюции планеты и возникновении жизни. Если вода не пришла из глубин космоса, а образовалась "на месте", это говорит о большей универсальности процессов, ведущих к появлению жизни, и повышает шансы на ее существование и на других планетах, формирующихся по схожему сценарию.

Другие интересные новости:

▪ Смарт-телевизоры TCL C11G Pro

▪ Электродирижабль

▪ OLED-планшет для рисования Wacom Movink

▪ Солнечная башня освещает Лас-Вегас

▪ Вкус воды

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аккумуляторы, зарядные устройства. Подборка статей

▪ статья Она исчезла, утопая в сияньи голубого дня. Крылатое выражение

▪ Каковы были государства Ближнего и Среднего Востока (Древний Египет, государства Двуречья, Ассирия, Финикия)? Подробный ответ

▪ статья Аньу. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Антенна из кабеля и конвертер ДМВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой сигнализатор повышенного напряжения сети. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026