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:

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 ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Гребной тренажер SportsArt G260 генерирует электричество 20.01.2022 Заряжать гаджеты и укреплять мышцы можно одновременно. Производитель спортивного оборудования SportsArt анонсировал гребной тренажер G260, в котором используется "электромагнитная тормозная система", вырабатывающая электричество во время работы. Это последнее дополнение к линейке компании ECO-POWR, включающей эллиптический тренажер, беговую дорожку и несколько велотренажеров. "Все продукты ECO-POWR, включая гребной тренажер G260, преобразуют до 74% энергии человека в полезную электроэнергию. Во время тренировок на G260 пользователи могут вырабатывать до 220 Ватт-часов электроэнергии за 1 час тренировки", - заявил Рубен Мехиа, исполнительный вице-президент SportsArt. По его словам, всего за один час работы с гребным тренажером G260, тренирующийся человек произведет достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить работу настольного компьютера в течение 2,4 часов. Или полностью осветить любую комнату. А для полной зарядки iPhone потребуется около 2 часов активной гребли. Электромагнитная тормозная система работает аналогично системе рекуперативного торможения электромобиля. В системе рекуперативного торможения тренажера используется магнит, чтобы замедлить или остановить движение внутреннего колеса, а энергия трения идет на внутренний генератор, производящий электричество. В продуктах линейки ECO-POWR используется запатентованный встроенный инвертор. С его помощью энергия физических упражнений преобразуется в переменный ток и подается в местную электросеть.

Другие интересные новости:

▪ Монитор для слепых

▪ Наладонный спектрометр

▪ Ностальгия снижает физическую боль

▪ Биокерамика поглощает металлы

▪ Управление молниями с помощью лазерного луча

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Применение микросхем. Подборка статей

▪ статья И мальчики кровавые в глазах. Крылатое выражение

▪ статья Почему падает пизанская башня? Подробный ответ

▪ статья Проведение демонстрационных опытов по химии. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель НЧ для переносной радиоаппаратуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Разборчивый магнитный гусь. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025