Обзор микрогидроэнергетических систем

Микрогидроэнергетика — это вид гидроэлектроэнергии, который обычно производит от 5 кВт до 100 кВт мощности, используя естественный поток воды.

Электроэнергетические системы мощностью менее 5 кВт называются пикогидро.

Эти установки могут обеспечить электроэнергией дом или небольшое сообщество, находящееся вне электросети. Вы также можете подключить микрогидроэлектростанцию к электросети Россетей. Это может стать вашим дополнительным источником дохода.

По всему миру существует множество таких установок, особенно в сельской местности, поскольку они могут обеспечить практичное и надежное электроснабжение без необходимости в топливе.

Микрогидроэнергетические системы могут дополнять солнечные фотоэлектрические системы, особенно в районах с повышенной световой зоной.

Микрогидроэнергетика часто реализуется в сочетании с колесом Пелтона для высоконапорных источников воды с малым расходом. Микрогидроэлектростанция часто представляет собой лишь небольшой заплотинный пруд в самой высокой точке водохода с несколькими сотнями метров трубопровода, ведущего к небольшому генераторному домику.

В низконапорных местах обычно используются водяные мельницы.

Что нужно для создания микрогидроэнергетической системы?

Основное требование для создания микрогидроэнергетической системы — проточная вода.

Есть ли река или ручей, протекающий через вашу территорию? Если ответ положительный, то вам следует рассмотреть возможность создания такой системы.

Но должна ли река быть слишком большой, чтобы генерировать достаточно энергии?

Поскольку это микрогидроэнергетика, источник воды не должен быть слишком большим или слишком обширным. Микрогидроэнергетическая система способна генерировать энергию, которая может питать ваш дом, ферму и даже небольшую фабрику.

Её производительность может варьироваться от 10 до 100 киловатт.

Другая вещь, которая вам понадобится — это турбина, насос и водяное колесо. Все эти компоненты отвечают за преобразование энергии проточной воды в электрическую энергию.

Компоненты микрогидроэнергетической системы

Компоненты микрогидроэнергетической системы включают:

• Водозаборный туннель
• Канал
• Напорный резервуар
• Напорный трубопровод
• Машинный зал
• Плотина
• Водослив

Водозаборная система

Водозаборная система стратегически расположена вдоль ручья для приема воды, которая будет использоваться для микрогидрогенератора. Это положение должно отфильтровывать мусор и в то же время позволять накопление давления воды.

Напорный резервуар (форбей)

Это резервуарная структура, которая находится прямо перед проходом к напорному трубопроводу. Это может быть простой выкопанный участок или пруд, или он может быть сделан из железобетона. Он может существовать или не существовать и служит как отстойник для песка и отложений, которые могут повредить лопасти турбины. Он также может служить как временная система хранения для микрогидроэнергетики.

Водосброс

Этот компонент предназначен для избавления от избыточной воды, которая накопилась в напорном резервуаре. Эта вода должна быть перенаправлена с максимальной точностью, чтобы предотвратить случаи эрозии.

Водоводящий канал

Это выкопанный канал, который армирован бетоном, камнем или металлическим листом. Большинство водоводящих каналов имеют достаточный уклон для легкого течения воды. Труба может использоваться для контроля давления воды. Она создает соединение между водозабором и напорным резервуаром.

Напорный трубопровод

Это труба, которая подает воду под высоким давлением к турбине. Проволочная сетка разумного качества должна быть размещена перед напорным трубопроводом для фильтрации взвешенного песка. Он может быть установлен над/под землей и соединен с компенсационными швами. Ворота и клапаны могут быть включены в конец напорного трубопровода.

Машинный зал

Обычно рассматривается как моторный дом микрогидроэнергетической системы. Он заключает в себе электрическое и механическое оборудование, которое отвечает за производство электроэнергии.

Некоторые из компонентов, которые находятся в машинном зале, включают:

1. Турбина: Обычно называется водяным колесом или насосом. Её функция — преобразовывать кинетическую энергию проточной воды в потенциальную энергию.
2. Генератор/альтернатор: Преобразует вращательную энергию в электрическую энергию.
3. Регулятор: Контролирует производительность и работу генератора.
4. Проводка: Передает электричество от генератора к сети.

Плотина или водослив

Плотина гидроэнергетической системы предназначена для направления воды в водозаборную систему. Плотины или водосливы обычно используются как водные резервуары. Они обеспечивают, что вода всегда будет там, когда это необходимо.

Плотина также строится для увеличения напора, следовательно, давления воды, которая будет использоваться для поворота турбин.

Однако, поскольку микрогидроэнергетическая система использует сточную воду, нет необходимости строить плотину. Небольшой объем воды способен генерировать необходимое электричество.

Как работает микрогидроэлектростанция: пошагово

Как вышеперечисленные компоненты микрогидроэнергетической системы работают вместе для генерации электричества?

Принцип работы микрогидрогенератора довольно прост.

После выбора места для гидроэнергетической системы и установки всех компонентов, первый шаг генерации электричества включает захват воды турбиной.

Проточная вода будет вращать турбину, преобразуя кинетическую энергию во вращательную энергию. Эта вращательная энергия затем передается в машинный зал, где она будет преобразована в электрическую энергию.

Из машинного зала произведенное электричество будет передано в требуемые пункты назначения.

И это всё! Ничего сложного нет в микрогидроэнергетике.

Единственный вопрос, который у вас может быть: сколько энергии может производить система?

Здесь в игру вступают несколько факторов. Помимо природы или размера ручья, микрогидротурбина также будет оказывать прямое влияние на выходную энергию гидроэлектростанции. Характеристики генератора, конечно, будут влиять на весь процесс.

Выбор места для самодельной микро-ГЭС

Есть ли река или ручей, протекающий рядом с участком? Если ответ положительный, то вы подходящий кандидат для микрогидроэлектрических систем.

Все микрогидроэлектростанции должны иметь близкую близость к источнику воды.

Однако это не всё. Вам всё еще нужно смотреть на другие факторы при выборе точного места вашей микро-ГЭС для автономных домов.

Напор и расход воды в микрогидроэнергетической системе

Помимо всех других причин, есть два критических фактора, которые определят, будет ли микрогидроэнергетическая система работать для вас или нет.

Это напор и расход гидроэнергетической системы.

"Напор" — это термин, который используется для обозначения вертикального расстояния, на которое падает вода.

С другой стороны, "Расход" относится к количеству воды, которое будет падать на турбину.

Как только у вас будут значения как напора, так и расхода, вы сможете рассчитать предполагаемую мощность микрогидроэнергетической системы.

Как измерить напор микрогидростанции?

Как мы уже определили, напор — это вертикальное расстояние, через которое падает вода.

Значение напора измеряется в метрах или единицах давления.

Вы также можете измерить напор, просто используя значение трубы, в которой течет вода. Это обычно расстояние от верхнего конца напорного трубопровода до точки, в которой вода выходит из турбины.

Микрогидростанция может быть либо высоконапорной, либо низконапорной. Значение напора определяет категорию, под которую попадает станция.

Любая станция менее 3 метров может быть отнесена к низконапорной микрогидростанции. Они идеальны для мелкомасштабной генерации электричества.

Высоконапорные микрогидростанции идеальны, когда вам нужно генерировать больше электрической энергии.

Измерение расхода воды микрогидростанции

После измерения напора вы можете приступить к измерению количества воды, которая падает с предполагаемой микрогидростанции.

Значение расхода может быть в литрах в секунду или кубических метрах в секунду.

Получение данных из местного геологического управления — это лишь один из способов узнать расход. Альтернативно, вы можете нанять геологического инженера для выполнения задачи.

Стоимость микрогидроэнергетической системы

Является ли микрогидроэнергетика жизнеспособным проектом, который вы можете предпринять?

Перед установкой вполне очевидно, что вы хотели бы знать, имеет ли смысл устанавливать эту гидроэлектрическую генерирующую систему.

Есть много способов рассмотрения стоимости этого проекта. Например, если вы тратите слишком много денег на счета за электричество, а рядом течет река, почему бы не заняться проектом?

Вы можете купить небольшую микрогидротурбину, которая не будет стоить вам слишком много денег для установки и использования.

Если вы ведете бизнес, вы можете сравнить счета за энергию с доходами. Принесет ли микрогидроэлектрическая система больше окупаемости инвестиций?

Разрешения и права на воду для микрогидроэнергетической системы

Микрогидроэнергетическая система использует доступные природные ресурсы. Даже если процесс не будет иметь огромного воздействия на реку, он всё равно привлечет внимание властей.

По этой причине вам нужно получить разрешение от всех соответствующих властей. Получите разрешения и другие сертификации, которые требуются для проекта. См. статью о согласовании микрогидроэнергетических систем в РФ.