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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Динамическая технология сетевой архитектуры 20.08.2013 Компания Huawei представила динамическую технологию сетевой архитектуры и динамический коммутатор S12700. Коммутатор разработан с акцентом на сервисы и восприятие пользователей. Как отмечают разработчики, решение отличается повышенной надежностью и поддерживает большие кадры Ethernet. Динамическая технология имеет ключевые характеристики, необходимые для поддержки новых направлений отрасли, включая облачные вычисления, использование собственных устройств сотрудников в корпоративной сети (BYOD), программно-определяемую сеть (SDN), "Интернет вещей" (IoT) и аналитику с большими объемами данных для применения в бизнесе. Вместе с запуском первой динамической сети, ориентированной на сервисы и восприятие абонентов, Huawei представила архитектуру SDN для корпоративных сетей. Она позволит предоставлять более эффективные и гибкие услуги, а также перейти от обработки услуг одним узлом к полномасштабному управлению и контролю. "Такие направления развития связи, как широкополосные сервисы, мультимедийные услуги, мобильность и сервисы социальных сетей смещают акцент сетей с технологий и устройств на услуги, абонентов и их восприятие, - заявил Вильям Сюй (William Xu), генеральный директор подразделения корпоративных решений Huawei. - Huawei работает над инновациями, направленными на выполнение требований абонентов, и развитием сотрудничества с другими представителями отрасли. Мы используем 10-летний опыт нашей компании для расширения возможностей IP-сетей для удовлетворения потребностей наших заказчиков. Запуск первой в отрасли динамической сети и динамического коммутатора, предназначенных для повышения эффективности услуг и улучшения восприятия пользователей, дает мне основание верить, что мы сможем изменить будущее корпоративных сетей". Как отмечают в Huawei, в эпоху стремительного развития технологий и возникновения новых направлений отрасли связи, таких как облачные вычисления, работа с большими объемами данных, мобильность и сервисы социальных сетей, управление сетями связано с тремя сложностями: недостаточная производительность обработки услуг, проблемы с обнаружением неисправностей и недостаточно быстрое реагирование на запросы. Ведущие предприятия нуждаются в появлении сетей, способных предоставить более гибкие услуги и своевременно реагировать на изменения требований к сервисам.

Другие интересные новости:

▪ Гарнитура дополненной реальности Glass Enterprise Edition 2

▪ Новая профессия - космошахтер

▪ Смартфон сделает автомобиль мощнее

▪ Трансатлантический оптоволоконный интернет-кабель Nuvem

▪ Китайская навигационная система BeiDou

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей

▪ статья Табула раса. Крылатое выражение

▪ статья Где расположена гора Арарат? Подробный ответ

▪ статья Фига. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Помехоподавляющий фильтр для автомагнитолы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ремонт корпусов радиоаппаратуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025