Гирляндная ГЭС. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Питание сельских радиоузлов малой мощности, освещение школ, больниц, библиотек в неэлектрифицированных местностях можно осуществить от простейшей гидроэлектростанции, сооружение которой обходится дешевле всех существующих электростанций в расчете на киловатт мощности. Описываемые в статье гидроэлектростанции не нуждаются в плотине и могут быть установлены на реках глубиной более 25 см при скорости течения выше 1 м/сек.

Гидроэлектростанция состоит из легких турбин - гидровингроторов, нанизанных в виде гирлянды на тросе, переброшенном через реку. Один конец троса закрепляется в опорном подшипнике, второй - вращает ротор генератора. Трос в этом случае играет роль своеобразного вала, вращательное движение которого передается к генератору.

Мощность Р, которую можно получить от такой гидростанции, подсчитывается по формуле:

P=0,15*DLV³K,

где Р - мощность в кВт, D - диаметр вингротора в м, L - активная длина гирлянды в м, V - скорость течения в м/сек, К - число гирлянд.

Число оборотов n вингроторной гирлянды примерно равно

n=0,3*V/D

Каждый гидровингротор состоит из двух смещенных относительно друг друга полуцилиндров 11. При погружении гидровингротора в поток воды вследствие разности гидравлических давлений на его поверхности создается крутящий момент (относительно оси вращения). Одновременно гидровингротор оказывает и значительное лобовое сопротивление потоку, благодаря чему трос гирлянды 1 натягивается и выгибается в направлении течения реки. Гидровингроторы крепятся к тросу попарно, при этом каждая пара имеет общий узел крепления 13, 14, и в каждой из них один гидровингротор развернут по отношению к другому на 90°. Это необходимо для создания равномерного вращения троса, а следовательно, и вала генератора. Реакция сил натяжения троса воспринимается береговыми опорами, которые состоят из подпорных досок 6, укрепленных в грунте, и опорных лент 3, имеющих отверстия, через которые забиваются в грунт клинья 4,5, удерживающие опоры. На раме 18 установлены редукторная и генераторная части установки. Свободная опора на противоположном берегу имеет крюк 7 и узел опорного подшипника 6, 9, 10, обеспечивающего свободное вращение троса под разными углами к направлению потока воды. Крепление второго конца троса также шарнирное.

Снимая трос с опоры, в течение первых 20 - 30 сек не следует брать его в руки, так как он может резко раскрутиться. Второй конец троса перекинут через шкив 17 и закреплен стяжками. Шкив закреплен на оси редуктора (механизма привода) при помощи обоймы 16 и болтов. Трос работает на скручивание, и только в этом случае он передает мощность с турбин на генератор.

Одна гирлянда турбин обеспечивает мощность от нескольких десятков ватт до 5-15 киловатт. Можно объединять гирлянды, заставляя работать их на общую нагрузку и повышая тем самым мощность гидростанции.

В этом случае узел свободной опоры (рис. 1 в рамке) состоит из жестких профилей 14, соединенных между собой накладками 15 и закрепленных кольями 17, причем колья опираются на вкопанные деревянные брусья 13. У свободной опоры гирлянды крепятся с помощью крюков 16 и обойм упорного подшипника 18. Этот узел аналогичен узлу крепления одной гирлянды. Генератор устанавливается на площадке 11, расположенной со стороны первой линии. Площадка жестко соединена с корпусом станины 8 трансмиссионного вала 5, Вал 5 соединен со станиной посредством опор 4. Вращение троса гирлянд передается по трансмиссионному валу полуперекрещивающимся ремнем, охватывающим вал 5 и шкив 1. Однако для установки гидростанций больших мощностей лучше применять шестеренчатое зацепление посредством пар конических шестеренок.

Генератор 2 крепится либо непосредственно через переходную муфту к трансмиссионному валу 5, либо имеет ступень редукции 3. В остальном устройство понятно из чертежей. Для использования вертикально расположенного генератора, который может быть установлен на высоте безопасной при подъеме уровня воды, шестерни 3 можно выполнить коническими, с углом зацепления 45°. Всю трансмиссию и генератор можно помещать в водонепроницаемый кожух типа воздушного колокола.

В таблице приведены названия и основные данные наиболее распространенных генераторов, которые могут быть использованы на микрогэс.

В качестве примера описанных микрогэс может служить станция, установленная на 1,5 км ниже г. Старая Руза на Москве-реке. В этом месте средняя скорость течения 1,5 м/сек, глубина 40-50 см. Активная длина гирлянды равнялась 47 м, длина вингроторов в паре - 1 м с учетом просвета, диаметр гирлянды - 0,3 м. Гирлянда развивала мощность 8,6-8,8 кВт и вращала с полной нагрузкой генератор 6 кВт (МП 543 1/2, n=428 об/мин). КПД генератора был равен 0,7, диаметр гирлянды - 17,3 мм,

При менее мощных гидростанциях (1-2 кВт), работающих на скоростях 1,5-2 м сек, можно применять трос диаметром 10-12 мм.

Приводим данные расчета такой электростанции. Для вращения генератора ГПМ-130 (от ветроагрегата ВЭ-2) требуется мощность 260 Вт. При скорости вращения 500 об/мин и скорости течении реки 1,5 м/сек длина гирлянды должна быть равна 3 м, диаметр каждого вингротора 200 мм, а длина - 450 мм. Для обеспечения необходимой мощности потребуется 3 пары гидровингроторов, установленных на расстоянии 50 мм друг от друга-Скорость вращения гирлянды при этом будет равна 135 об/мин, и, следовательно, нужен редуктор, повышающий число оборотов в 3.7 раза.

На рисунках приведены чертежи деталей и узлов гирляндной гидростанции.

(нажмите для увеличения)

Конструкция отдельных узлов и деталей может быть без ущерба изменена. Рама (деталь 18) для генератора, например, может быть выполнена из деревянных брусьев, конфигурацию детали 17 можно упростить, выполнив шкив из трех дисков, склепанных вместе, и т.д.

На рисунке 1, 2, 3 показана многогирляндная ГЭС и отдельные ее узлы.

(нажмите для увеличения)

Автор: В.Блинов

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

<< 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 Проблемы плавания в сиропе 12.01.2005 Более трехсот лет назад, готовя к публикации свой знаменитый труд "Математические начала натурфилософии", Исаак Ньютон поспорил с Христианом Гюйгенсом о том, легче или труднее было бы плыть в сиропе, чем в воде. Не имея в своем распоряжении ни плавательного бассейна, ни достаточного количества сахара, физики ограничились теоретическим спором. Ньютон утверждал, что в вязкой жидкости плыть труднее, а Гюйгенс настаивал, что хотя сопротивление среды будет выше, но она будет давать и больше опоры для движителей пловца - рук и ног, значит, выше будет и тяга. К единому выводу исследователи не пришли, и Ньютон включил в свой труд обе версии. В наше время физик Эдвард Касслер, работающий в университете Миннесоты (США), сумел разрешить давний спор. Он бросил в 25-метровый плавательный бассейн университета более 300 килограммов гуаровой смолы. Это вещество, получаемое из тропического бобового растения, применяется в качестве загустителя в майонезе, мороженом, шампунях и других продуктовых и косметических товарах. Вода в бассейне превратилась в слизь. В эту жидкость, вдвое более густую, чем вода, запустили 16 добровольцев, среди которых были и профессиональные спортсмены-пловцы. Оказалось, что прав Гюйгенс. Разница в скорости плавания в чистой воде и в слизи составила не более четырех процентов. Но Касслер считает, что здесь важен также размер плывущего тела. Бактерии должны в более вязкой жидкости плыть все же медленнее, чем в воде. Прежде чем поставить эксперимент, физикам пришлось получить разрешения 22 инстанций, в том числе разрешение после опыта спустить слизь в канализацию.

Другие интересные новости:

▪ Биосенсоры для контроля заживления ран на коже

▪ Установлен рекорд разгона электромобиля

▪ Контактные линзы опасны для природы

▪ 30-дюймовая LCD-панель для HDTV

▪ Прозрачный чип памяти

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Гидравлический таран для автоматического полива. Советы домашнему мастеру

▪ Как проходили завоевания Карла Великого? Подробный ответ

▪ статья Оператор на автоматических и полуавтоматических линиях, занятый облицовыванием кромок щитов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Определитель номера стандарта FSK. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кабельные линии напряжением до 220 кВ. Специальные требования к кабельному хозяйству электростанций, подстанций и распределительных устройств. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026