Η τακτική αύξηση των τιμών του ρεύματος κάνει πολλούς να σκεφτούν το θέμα των εναλλακτικών πηγών ηλεκτρικής ενέργειας. Μία από τις καλύτερες λύσεις σε αυτή την περίπτωση είναι ένας υδροηλεκτρικός σταθμός. Η αναζήτηση λύσης σε αυτό το ζήτημα δεν αφορά μόνο την κλίμακα της χώρας. Όλο και περισσότερο, μπορείτε να δείτε μίνι-υδροηλεκτρικούς σταθμούς για το σπίτι (εξοχική κατοικία). Το κόστος σε αυτή την περίπτωση θα αφορά μόνο την κατασκευή και τη συντήρηση. Το μειονέκτημα μιας τέτοιας δομής είναι ότι η κατασκευή της είναι δυνατή μόνο υπό ορισμένες προϋποθέσεις. Απαιτείται ροή νερού. Επιπλέον, η κατασκευή αυτής της κατασκευής στην αυλή σας απαιτεί άδεια από τις τοπικές αρχές.
Σχέδιο μίνι υδροηλεκτρικού σταθμού
Η αρχή λειτουργίας ενός υδροηλεκτρικού σταθμού για ένα σπίτι είναι αρκετά απλή. Το διάγραμμα δομής έχει ως εξής. Το νερό πέφτει πάνω στον στρόβιλο, με αποτέλεσμα τα πτερύγια να περιστρέφονται. Αυτοί, με τη σειρά τους, λόγω της πτώσης ροπής ή πίεσης, οδηγούν τον υδραυλικό ενεργοποιητή. Από αυτό, η λαμβανόμενη ισχύς μεταδίδεται στην ηλεκτρική γεννήτρια, η οποία παράγειηλεκτρική ενέργεια.
Προς το παρόν, το υδροηλεκτρικό σύστημα ολοκληρώνεται τις περισσότερες φορές με σύστημα ελέγχου. Αυτό επιτρέπει στον σχεδιασμό να λειτουργεί σε αυτόματη λειτουργία. Σε περίπτωση ανάγκης (για παράδειγμα, ατυχήματος), είναι δυνατή η μετάβαση σε χειροκίνητο έλεγχο.
Ποικιλίες mini-υδροηλεκτρικών σταθμών
Πρέπει να γίνει κατανοητό ότι οι μίνι υδροηλεκτρικοί σταθμοί δεν μπορούν να παράγουν περισσότερο από τρεις χιλιάδες κιλοβάτ. Αυτή είναι η μέγιστη ισχύς μιας τέτοιας δομής. Η ακριβής τιμή θα εξαρτηθεί από τον τύπο του HPP και τον σχεδιασμό του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται.
Ανάλογα με τον τύπο ροής του νερού, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι σταθμών:
- Κανάλι, χαρακτηριστικό των πεδιάδων. Τοποθετούνται σε ποτάμια με χαμηλή ροή.
- Στατική χρήση της ενέργειας των υδάτινων ποταμών με γρήγορη ροή νερού.
- ΥΗΕ εγκατεστημένοι σε σημεία όπου πέφτει η ροή του νερού. Βρίσκονται συχνότερα σε βιομηχανικούς οργανισμούς.
- Κινητά, τα οποία είναι κατασκευασμένα με ενισχυμένο χιτώνιο.
Για την κατασκευή ενός υδροηλεκτρικού σταθμού, αρκεί ακόμη και ένα μικρό ρέμα που διαρρέει την τοποθεσία. Οι ιδιοκτήτες σπιτιών με κεντρικό νερό δεν πρέπει να απελπίζονται.
Μία από τις αμερικανικές εταιρείες έχει αναπτύξει έναν σταθμό που μπορεί να ενσωματωθεί στο σύστημα παροχής νερού στο σπίτι. Ένας μικρός στρόβιλος είναι ενσωματωμένος στο σύστημα παροχής νερού, ο οποίος τίθεται σε κίνηση από τη ροή του νερού που κινείται από τη βαρύτητα. Επιβραδύνει την ταχύτηταροή νερού, αλλά μειώνει το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, αυτή η εγκατάσταση είναι απολύτως ασφαλής.
Στον σωλήνα αποχέτευσης κατασκευάζονται ακόμη και μίνι υδροηλεκτρικοί σταθμοί. Η κατασκευή τους όμως απαιτεί τη δημιουργία ορισμένων συνθηκών. Το νερό μέσω του σωλήνα θα πρέπει να ρέει φυσικά λόγω της κλίσης. Η δεύτερη απαίτηση είναι ότι η διάμετρος του σωλήνα πρέπει να είναι κατάλληλη για τον εξοπλισμό. Και αυτό δεν μπορεί να γίνει σε μια μονοκατοικία.
Ταξινόμηση mini HPP
Οι μίνι υδροηλεκτρικοί σταθμοί (τα σπίτια στα οποία χρησιμοποιούνται είναι κυρίως ιδιωτικού τομέα) είναι συνήθως ένας από τους ακόλουθους τύπους, οι οποίοι διαφέρουν ως προς την αρχή λειτουργίας:
- Ο τροχός του νερού είναι ο παραδοσιακός τύπος και ο πιο εύκολος στην κατασκευή.
- Προπέλα. Χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου ο ποταμός έχει κανάλι με πλάτος μεγαλύτερο των δέκα μέτρων.
- Η γιρλάντα τοποθετείται σε ποτάμια με μικρή ροή. Πρόσθετες δομές χρησιμοποιούνται για την αύξηση της ταχύτητας ροής του νερού.
- Ο ρότορας Darrieus εγκαθίσταται συνήθως σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις.
Αυτές οι επιλογές είναι κοινές επειδή δεν απαιτούν την κατασκευή φράγματος.
Waterwheel
Πρόκειται για έναν κλασικό τύπο υδροηλεκτρικού σταθμού, ο οποίος είναι πιο δημοφιλής για τον ιδιωτικό τομέα. Οι μίνι υδροηλεκτρικοί σταθμοί αυτού του τύπου είναι ένας μεγάλος τροχός που μπορεί να περιστρέφεται. Οι λεπίδες του κατεβαίνουν στο νερό. Η υπόλοιπη δομή βρίσκεται πάνω από το κανάλι, αναγκάζοντας ολόκληρο τον μηχανισμό να κινηθεί. Εξουσίαμεταδίδεται μέσω μιας υδραυλικής μονάδας σε μια γεννήτρια που παράγει ρεύμα.
Σταθμός έλικα
Στο πλαίσιο σε κάθετη θέση είναι ένας ρότορας και ένας υποβρύχιος ανεμόμυλος, χαμηλωμένοι κάτω από το νερό. Ο ανεμόμυλος έχει λεπίδες που περιστρέφονται υπό την επίδραση της ροής του νερού. Την καλύτερη αντίσταση παρέχουν οι λεπίδες πλάτους δύο εκατοστών (με γρήγορη ροή, η ταχύτητα της οποίας όμως δεν ξεπερνά τα δύο μέτρα ανά δευτερόλεπτο).
Σε αυτήν την περίπτωση, οι λεπίδες τίθενται σε κίνηση λόγω της προκύπτουσας δύναμης ανύψωσης και όχι λόγω της πίεσης του νερού. Επιπλέον, η κατεύθυνση κίνησης των λεπίδων είναι κάθετη προς την κατεύθυνση ροής. Αυτή η διαδικασία είναι παρόμοια με τα αιολικά πάρκα, μόνο που λειτουργεί υποβρύχια.
Garland HPP
Αυτός ο τύπος μίνι-υδροηλεκτρικού σταθμού παραγωγής ενέργειας είναι ένα καλώδιο τεντωμένο πάνω από την κλίνη και στερεωμένο σε ένα ρουλεμάν ώθησης. Στρόβιλοι μικρού μεγέθους και βάρους (υδραυλικοί ρότορες) είναι κρεμασμένοι και στερεωμένοι άκαμπτα σε αυτό με τη μορφή γιρλάντας. Αποτελούνται από δύο ημικύλινδρους. Λόγω της ευθυγράμμισης των αξόνων, όταν κατεβαίνουν στο νερό, δημιουργείται μια ροπή σε αυτούς. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι το καλώδιο κάμπτεται, τεντώνεται και αρχίζει να περιστρέφεται. Σε αυτήν την περίπτωση, το καλώδιο μπορεί να συγκριθεί με έναν άξονα που χρησιμεύει για τη μετάδοση ισχύος. Το ένα άκρο του σχοινιού συνδέεται με το κιβώτιο ταχυτήτων. Η ισχύς μεταφέρεται σε αυτό από την περιστροφή του καλωδίου και των υδραυλικών ρότορες.
Η παρουσία αρκετών "γιρλάντες" θα βοηθήσει στην αύξηση της ισχύος του σταθμού. Μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους. Ακόμα κι αυτό δεν βελτιώνεται πολύ.αποδοτικότητας αυτού του ΥΗ. Αυτό είναι ένα από τα μειονεκτήματα μιας τέτοιας δομής.
Ένα άλλο μειονέκτημα αυτού του είδους είναι ο κίνδυνος που δημιουργεί στους άλλους. Αυτό το είδος σταθμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε ερημικά μέρη. Οι προειδοποιητικές πινακίδες είναι υποχρεωτικές.
Rotor Daria
Ένας μίνι υδροηλεκτρικός σταθμός για μια ιδιωτική κατοικία αυτού του τύπου πήρε το όνομά του από τον κατασκευαστή του - Georges Darier. Αυτό το σχέδιο κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1931. Είναι ένας ρότορας με λεπίδες πάνω του. Για κάθε μία από τις λεπίδες, οι απαραίτητες παράμετροι επιλέγονται ξεχωριστά. Ο ρότορας κατεβαίνει κάτω από το νερό σε κάθετη θέση. Οι λεπίδες περιστρέφονται λόγω της πτώσης πίεσης που συμβαίνει υπό την επίδραση του νερού που ρέει πάνω από την επιφάνειά τους. Αυτή η διαδικασία είναι παρόμοια με τη δύναμη ανύψωσης που κάνει τα αεροπλάνα να απογειώνονται.
Αυτός ο τύπος HPP έχει καλό δείκτη απόδοσης. Το δεύτερο πλεονέκτημα είναι ότι η κατεύθυνση της ροής δεν έχει σημασία.
Από τα μειονεκτήματα αυτού του τύπου σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ξεχωρίζει κανείς τον περίπλοκο σχεδιασμό και τη δύσκολη εγκατάσταση.
Πλεονεκτήματα των μίνι υδροηλεκτρικών σταθμών
Ανεξάρτητα από τον τύπο σχεδίασης, οι μίνι υδροηλεκτρικοί σταθμοί έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα:
- Φιλικό προς το περιβάλλον, δεν παράγει επιβλαβείς ουσίες για την ατμόσφαιρα.
- Η διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι αθόρυβη.
- Το νερό παραμένει καθαρό.
- Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται συνεχώς, ανεξάρτητα από την ώρα της ημέρας ή τις καιρικές συνθήκες.
- Ακόμη και ένα μικρό ρεύμα είναι αρκετό για να εξοπλίσει τον σταθμό.
- Το πλεόνασμα ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να πουληθεί σε γείτονες.
- Δεν χρειάζεστε πολλά έγγραφα για άδεια.
Μίνι υδροηλεκτρικός σταθμός DIY
Μπορείτε να φτιάξετε έναν σταθμό νερού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μόνοι σας. Για ένα ιδιωτικό σπίτι, είκοσι κιλοβάτ την ημέρα είναι αρκετά. Ακόμη και ένας μίνι υδροηλεκτρικός σταθμός «φτιάξ' το μόνος σου» μπορεί να αντέξει αυτήν την τιμή. Αλλά πρέπει να θυμόμαστε ότι αυτή η διαδικασία χαρακτηρίζεται από μια σειρά από χαρακτηριστικά:
- Οι ακριβείς υπολογισμοί είναι δύσκολο να γίνουν.
- Διαστάσεις, το πάχος των στοιχείων επιλέγεται "με το μάτι", μόνο εμπειρικά.
- Οι αυτοσχέδιες κατασκευές στερούνται προστατευτικών χαρακτηριστικών, με αποτέλεσμα συχνές βλάβες και σχετικό κόστος.
Επομένως, εάν δεν υπάρχει εμπειρία και ορισμένες γνώσεις σε αυτόν τον τομέα, είναι καλύτερα να εγκαταλείψετε την ιδέα αυτού του είδους. Μπορεί να είναι φθηνότερο να αγοράσετε έναν έτοιμο σταθμό.
Αν εξακολουθείτε να αποφασίζετε να κάνετε τα πάντα με τα χέρια σας, τότε πρέπει να ξεκινήσετε μετρώντας την ταχύτητα της ροής του νερού στο ποτάμι. Εξάλλου, εξαρτάται από την ισχύ που μπορεί να αποκτηθεί. Εάν η ταχύτητα είναι μικρότερη από ένα μέτρο ανά δευτερόλεπτο, τότε η κατασκευή ενός μίνι υδροηλεκτρικού σταθμού σε αυτό το μέρος δεν θα δικαιολογηθεί.
Ένα άλλο βήμα που δεν πρέπει να παραληφθεί είναι οι υπολογισμοί. Είναι απαραίτητο να υπολογιστεί προσεκτικά το ποσό του κόστους που θα δαπανηθεί για την κατασκευή του σταθμού. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να αποδειχθεί ότι η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν είναι η καλύτερη επιλογή. Τότε θα πρέπει να δώσετε προσοχή σε άλλους τύπους εναλλακτικής ηλεκτρικής ενέργειας.
Μίνι υδροηλεκτρικός σταθμός θα μπορούσε να είναι η καλύτερη λύση εξοικονόμησης κόστουςγια την ηλεκτρική ενέργεια. Για την κατασκευή του είναι απαραίτητο να υπάρχει ποτάμι κοντά στο σπίτι. Ανάλογα με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά, μπορείτε να επιλέξετε την κατάλληλη έκδοση του υδροηλεκτρικού σταθμού. Με τη σωστή προσέγγιση, μπορείτε ακόμη και να φτιάξετε μια τέτοια δομή με τα χέρια σας.
