افزایش منظم قیمت برق بسیاری را به فکر موضوع منابع جایگزین برق می اندازد. یکی از بهترین راه حل ها در این مورد، نیروگاه برق آبی است. جستجوی راه حلی برای این موضوع نه تنها به مقیاس کشور مربوط می شود. به طور فزاینده ای می توانید نیروگاه های برق آبی کوچک برای خانه (کلبه) را مشاهده کنید. هزینه ها در این مورد فقط برای ساخت و نگهداری خواهد بود. عیب چنین ساختاری این است که ساخت آن تنها در شرایط خاصی امکان پذیر است. جریان آب مورد نیاز است. علاوه بر این، ساخت این سازه در حیاط شما نیاز به مجوز از مقامات محلی دارد.
طرح مینی نیروگاه آبی
اصل عملکرد یک نیروگاه برق آبی برای یک خانه بسیار ساده است. نمودار ساختار به شرح زیر است. آب روی توربین می افتد و باعث چرخش پره ها می شود. آنها به نوبه خود به دلیل افت گشتاور یا فشار، محرک هیدرولیک را به حرکت در می آورند. از آن، توان دریافتی به ژنراتور الکتریکی منتقل می شود که تولید می کندبرق.
در حال حاضر، طرح برق آبی اغلب با یک سیستم کنترل تکمیل می شود. این به طراحی اجازه می دهد تا در حالت خودکار کار کند. در صورت نیاز (به عنوان مثال، تصادف)، امکان تغییر به کنترل دستی وجود دارد.
انواع نیروگاه های آبی کوچک
باید درک کرد که نیروگاه های مینی برق آبی نمی توانند بیش از سه هزار کیلووات تولید کنند. این حداکثر قدرت چنین ساختاری است. مقدار دقیق به نوع HPP و طراحی تجهیزات مورد استفاده بستگی دارد.
بسته به نوع جریان آب، انواع ایستگاه های زیر متمایز می شوند:
- کانال مشخصه دشت. آنها بر روی رودخانه هایی با دبی کم نصب می شوند.
- استفاده ثابت از انرژی رودخانه های آبی با جریان سریع آب.
- HPP های نصب شده در مکان هایی که جریان آب کاهش می یابد. آنها اغلب در سازمان های صنعتی یافت می شوند.
- موبایل که با استفاده از آستین تقویت شده ساخته می شوند.
برای ساخت نیروگاه برق آبی، حتی یک نهر کوچک که از محل می گذرد کافی است. صاحبان خانه های دارای آب مرکزی ناامید نشوند.
یکی از شرکت های آمریکایی ایستگاهی را توسعه داده است که می توان آن را در سیستم آبرسانی خانه تعبیه کرد. یک توربین کوچک در سیستم تامین آب تعبیه شده است که توسط جریان آب که توسط گرانش حرکت می کند به حرکت در می آید. سرعت رو کم میکنهجریان آب است، اما هزینه برق را کاهش می دهد. علاوه بر این، این نصب کاملاً ایمن است.
حتی نیروگاه های مینی برق آبی نیز در لوله فاضلاب ساخته می شود. اما ساخت آنها مستلزم ایجاد شرایط خاصی است. آب از طریق لوله به دلیل شیب باید به طور طبیعی جریان یابد. شرط دوم این است که قطر لوله باید برای تجهیزات مناسب باشد. و این را نمی توان در یک خانه مستقل انجام داد.
طبقه بندی مینی نیروگاه ها
نیروگاه های برق آبی کوچک (خانه هایی که در آنها استفاده می شود بیشتر بخش خصوصی هستند) اغلب یکی از انواع زیر هستند که در اصل عملکرد متفاوت هستند:
- چرخ آب نوع سنتی و ساده‌ترین نوع آن است.
- ملخ. در مواردی که رودخانه دارای کانالی با عرض بیش از ده متر است استفاده می شود.
- گلدسته روی رودخانه هایی با جریان اندک نصب می شود. سازه های اضافی برای افزایش سرعت جریان آب استفاده می شود.
- روتور Darrieus معمولاً در کارخانه‌های صنعتی نصب می‌شود.
این گزینه ها رایج هستند زیرا نیازی به ساختن سد ندارند.
چرخ آب
این نوع کلاسیک نیروگاه برق آبی است که بیشترین محبوبیت را برای بخش خصوصی دارد. مینی نیروگاه های برق آبی از این نوع چرخ های بزرگی هستند که می توانند بچرخند. تیغه های آن در آب فرو می رود. بقیه سازه بالای کانال قرار دارد و کل مکانیسم را مجبور به حرکت می کند. قدرتاز طریق یک درایو هیدرولیک به ژنراتوری که جریان تولید می کند منتقل می شود.
ایستگاه ملخ
روی قاب در حالت عمودی یک روتور و یک آسیاب بادی زیر آب قرار دارد که در زیر آب پایین آمده است. آسیاب بادی دارای پره هایی است که تحت تأثیر جریان آب می چرخند. بهترین مقاومت توسط تیغه هایی با عرض دو سانتی متر (با جریان سریع که سرعت آن از دو متر در ثانیه تجاوز نمی کند) ایجاد می شود.
در این حالت، تیغه ها به دلیل نیروی بالابرنده به حرکت در می آیند و نه به دلیل فشار آب. علاوه بر این، جهت حرکت تیغه ها عمود بر جهت جریان است. این فرآیند مشابه نیروگاه های بادی است، فقط در زیر آب کار می کند.
HPP Garland
این نوع مینی نیروگاه برق آبی، کابلی است که روی بستر کشیده شده و در یک یاتاقان رانش ثابت می شود. توربین هایی با اندازه و وزن کوچک (روتورهای هیدرولیک) به شکل گلدسته روی آن آویزان شده و به صورت سفت و محکم روی آن ثابت می شوند. آنها از دو نیم سیلندر تشکیل شده اند. به دلیل تراز بودن محورها هنگام پایین آمدن در آب، گشتاوری در آنها ایجاد می شود. این منجر به این واقعیت می شود که کابل خم می شود، کشیده می شود و شروع به چرخش می کند. در این شرایط می توان کابل را به شفتی که وظیفه انتقال نیرو را دارد مقایسه کرد. یک سر طناب به گیربکس متصل است. قدرت از چرخش کابل و روتورهای هیدرولیک به آن منتقل می شود.
وجود چندین "گلدسته" به افزایش قدرت ایستگاه کمک می کند. آنها می توانند به یکدیگر متصل شوند. حتی آن هم خیلی بهبود نمی یابد.راندمان این نیروگاه این یکی از معایب چنین ساختاری است.
یکی دیگر از مضرات این گونه خطری است که برای دیگران ایجاد می کند. این نوع ایستگاه فقط در مکان های متروک قابل استفاده است. علائم هشدار دهنده اجباری هستند.
روتور داریا
یک نیروگاه مینی برق آبی برای یک خانه خصوصی از این نوع به نام سازنده آن - ژرژ داریر نامگذاری شده است. این طرح در سال 1931 به ثبت رسید. این یک روتور است که بر روی آن پره هایی قرار دارد. برای هر یک از تیغه ها، پارامترهای لازم به صورت جداگانه انتخاب می شوند. روتور به صورت عمودی در زیر آب پایین می آید. تیغه ها به دلیل افت فشاری که در اثر جریان آب روی سطح آنها رخ می دهد، می چرخند. این فرآیند شبیه نیروی بالابر است که هواپیماها را به پرواز در می آورد.
این نوع HPP دارای شاخص بازده خوبی است. مزیت دوم این است که جهت جریان مهم نیست.
از معایب این نوع نیروگاه ها می توان طراحی پیچیده و نصب سخت را مشخص کرد.
مزایای نیروگاه های آبی کوچک
صرف نظر از نوع طراحی، مینی نیروگاه های آبی تعدادی مزیت دارند:
- دوستدار محیط زیست، مواد مضر برای جو تولید نکنید.
- فرایند تولید برق بی صدا است.
- آب تمیز می ماند.
- برق به طور مداوم بدون توجه به زمان روز یا شرایط آب و هوایی تولید می شود.
- حتی یک جریان کوچک برای تجهیز ایستگاه کافی است.
- برق مازاد را می توان به همسایگان فروخت.
- به اسناد مجوز زیادی نیاز ندارید.
مینی نیروگاه آبی DIY
می توانید یک ایستگاه آب برای تولید برق خودتان بسازید. برای یک خانه شخصی، بیست کیلووات در روز کافی است. حتی یک نیروگاه مینی برق آبی که خودتان انجام دهید نیز می تواند این مقدار را تحمل کند. اما باید به خاطر داشت که این فرآیند با تعدادی ویژگی مشخص می شود:
- محاسبات دقیق دشوار است.
- ابعاد، ضخامت عناصر فقط به صورت تجربی "با چشم" انتخاب می شود.
- ساختارهای بداهه فاقد ویژگی های حفاظتی هستند که منجر به خرابی های مکرر و هزینه های مرتبط می شود.
بنابراین اگر تجربه و دانش خاصی در این زمینه وجود ندارد، بهتر است از این نوع ایده صرف نظر کنید. ممکن است خرید یک ایستگاه آماده ارزان‌تر باشد.
اگر هنوز تصمیم دارید همه کارها را با دستان خود انجام دهید، باید با اندازه گیری سرعت جریان آب در رودخانه شروع کنید. پس از همه، این بستگی به قدرتی دارد که می توان به دست آورد. اگر سرعت کمتر از یک متر در ثانیه باشد، ساخت یک نیروگاه مینی برق آبی در این مکان خود را توجیه نخواهد کرد.
مرحله دیگری که نباید حذف شود، محاسبات است. لازم است میزان هزینه هایی که صرف ساخت ایستگاه می شود به دقت محاسبه شود. در نتیجه، ممکن است معلوم شود که برق آبی بهترین گزینه نیست. سپس باید به انواع دیگر برق جایگزین توجه کنید.
نیروگاه برق آبی مینی می تواند بهترین راه حل صرفه جویی در هزینه باشدبرای برق برای ساخت آن، وجود رودخانه در نزدیکی خانه ضروری است. بسته به ویژگی های مورد نظر، می توانید نسخه مناسب نیروگاه برق آبی را انتخاب کنید. با رویکرد درست، حتی می توانید چنین ساختاری را با دستان خود بسازید.
