Энергоинформ – развитие энергетики и информационных технологий

Энергоинформ — альтернативная энергетика, энергосбережение, информационно-компьютерные технологии

Энергоинформ / Точка зрения / Мощная универсальная бесплотинная микро-ГЭС своими руками

Мощная универсальная бесплотинная микро-ГЭС своими руками

Здравствуйте, уважаемые сотрудники «Энергоинформ»!

Уже 9 лет я занимаюсь исследованиями в сфере возобновляемой энергетики, а именно — малая гидроэнергетика, речные бесплотинные электростанции с широким спектром возможностей. За этот период добился неплохих результатов. Дело в том, что официальная наука утверждает: скорость ветра менее 6 м/с и воды менее 1,0 м/с не рентабельны. Скорость ветра 10,0 м/с и воды 1,0 м/с способны выдать лишь 0,5 кВт энергии. Это ошибочное мнение!

Мной на практике доказано — у воды и ветра огромный, пока ещё скрытый от всех потенциал с высокой отдачей мощности...

* * *

В настоящее время всё больше стран в мире выделяют колоссальные средства на развитие и внедрение возобновляемых источников энергии, понимая, что получать её посредством сжигания углеводородов — это всё равно, что пилить сук, на котором сидишь. К тому же, этот вид генерации достаточно дорогой и малоэффективный.

Кроме того, мировые торги нефтью контролируются правительством США, значит, развитие собственных источников ВИЭ способствует частичному уходу от долларовой зависимости.

Наиболее популярными являются солнечные и ветровые установки, хотя КПД последних не превышает 15–20% — солнце светит только днём, а ветер дует не всегда. Малая гидроэнергетика даёт энергию круглосуточно и стабильно, но несправедливо отодвинута на последнее место.

Доминирует предвзятое мнение, что течение равнинной реки не способно выдать большую мощность, а получать приличную можно лишь при наличии перепада воды, в виде плотины, или скорости течения не менее 2 м/с, как в случае горных рек. Практически все конструкции гидроустановок, предлагаемые современным рынком, адаптированы именно к таким условиям эксплуатации, других просто нет. Есть небольшой сегмент в виде нано — ГЭС, но их мощность рассчитана лишь на зарядку сотового телефона. К сожалению, наличие подобных условий в нашей стране весьма ограничено, и равнинные реки, которых подавляющее большинство, никак не подпадают под эту категорию.

Существует три причины, по которым гидроэнергетика признана дорогой и малоэффективной:

  • Первая — озвучена выше. Сооружение плотин занятие дорогое и долгосрочное, с большим периодом окупаемости, а желающих жить в горах очень мало.
  • Вторая — использование традиционных видов движителей, КПД которых не превышает 30–40%, при этом имеют малые обороты вращения, что чревато большими потерями на повышающем редукторе;
  • Третья — расчёт мощности потока производиться по старой академической формуле, которая в корне не соответствует истинному положению дел, именно для текущей воды. Официальная наука утверждает, что скорость ветра менее 6,0 м/с и воды менее 1,0 м/с не рентабельны. Ветер при скорости 10,0 м/с и вода при 1,0 м/с способны выдать лишь 0,5 кВт/м2. Это ошибочное мнение.

Нашей команде удалось выявить и устранить выше перечисленные недостатки в процессе практических испытаний собственных установок. Результаты наших скромных достижений представлены ниже.

Верторная микро-ГЭС

Разработана для эксплуатации на равнинных реках с малыми скоростями течения 0,6–0,9 м/с, а с применением ускорителей — от 0,4 м/с. Вес 12 кг, КПД до 70%, в отличие от ортогональной схемы и традиционного винта вращается в два раза быстрее, развивая 90–120 об/мин. на холостом ходу.

Рис. 1. Верторная микро-ГЭС

При скорости воды 0,7 м/с уверенно выдаёт 1,0 кВт/м2 чистой мощности. В реке располагается горизонтально (минимальная глубина 0,5 м.) или вертикально, если позволяют условия. Обороты основного вала регулируются ступенчато, а мощность — путём увеличения или уменьшения количества рабочих секций. Себестоимость изготовления, в среднем, 3000 рублей за киловатт, без генератора и редуктора.

Семкленовая микро-ГЭС

Представляет из себя новый вид винта, и в отличие от традиционного, вращается в 2,0–2,5 раза быстрее. Работает на реках со средними скоростями течения 0,9–1,5 м/с, а с ускорителями от 0,6 м/с. Вес 6 кг, КПД 50%, при скорости течения 1,0 м/с уверенно выдаёт 1,7 кВт/м2 чистой мощности.

рис. 2. Семкленовая микро-ГЭС

Обороты вала регулируются ступенчато, а мощность только размерами винта или скоростью течения. Себестоимость изготовления, в среднем, 1000 рублей/1,0 кВт, без генератора и редуктора.

Дополнительная функции и оснастка для эксплуатации микро-ГЭС

1. Из вышесказанного, очевидно, что данные установки способны генерировать большую мощность при малых скоростях течения. Этот факт подтолкнул нас к созданию дополнительной оснастки для работы микро — ГЭС в условиях спокойной воды, т.е. озеро, пруд, залив и т.д. Установка, вращаясь по кругу при определённой постоянной скорости посредством маломощного мотор — редуктора, приводит во вращение движитель, который, в свою очередь, соединён с генератором. Конечная мощность на порядок больше, чем привод.

2. Наши установки, помимо выработки электроэнергии, могут быть использованы как мощный вращательный привод для множества агрегатов и оборудования, например:

  • качать воду из реки с производительностью от нескольких десятков литров до 3 м3/час, давление может достигать 2 атмосфер (то есть 2 кг/см. кв.);
  • вращать наждак, сверлильный станок, бетономешалку, дробилку, мини-пилораму, дерево- и металло-обрабатывающие станки максимальной мощностью до 10 кВт, при наличии соответствующих условий эксплуатации. КПД данного привода в 2–3 раза выше, чем применение электроинструмента, и безопасно.

3. Большинство равнинных рек имеют слабое течение 0,4–0,6 м/с. Для увеличения скорости на нужном участке реки разработаны ускорители потока. Данные конструкции способны ускорить его на 30–300%, соответственно, мощность возрастёт в геометрической прогрессии. По форме просты, но достаточно габаритны, можно устанавливать как временно, так и постоянно.

4. Кроме того, обе конструкции адаптированы для работы в зимний период, непосредственно подо льдом. Разработана специальная оснастка, позволяющая функционировать в морозы до -40°.

Подводя итог, следует перечислить все достоинства и преимущества данных микро-ГЭС:

  • большая выходная мощность при малых скоростях течения, от 0,4 м/с и более, работают практически на любых равнинных реках;
  • способность генерировать электроэнергию в условиях спокойной воды;
  • возможность вращения различных видов агрегатов без электроэнергии;
  • высокий КПД установок, до 70%;
  • малый вес, от 12 кг;
  • низкая себестоимость изготовления, от 1000 рублей за 1,0 кВт, без генератора и редуктора;
  • способность работать круглый год, зимой и летом.

Серийное производство и реализация данных установок не встретит на рынке жёсткой конкуренции, фактически она отсутствует.

Подобного универсального оборудования нет ни в России, ни в мире.

Источник: Бутусов И.Н., raduga823@mail.ru

© 2005–2019 Энергоинформ — альтернативная энергетика, энергосбережение, информационно-компьютерные технологии