עלייה קבועה במחירי החשמל גורמת לרבים לחשוב על נושא מקורות החשמל החלופיים. אחד הפתרונות הטובים ביותר במקרה זה הוא תחנת כוח הידרואלקטרית. החיפוש אחר פתרון לסוגיה זו נוגע לא רק להיקף המדינה. יותר ויותר, אתה יכול לראות מיני תחנות כוח הידרואלקטריות עבור הבית (קוטג'). העלויות במקרה זה יהיו רק עבור בנייה ותחזוקה. החיסרון של מבנה כזה הוא שבנייתו אפשרית רק בתנאים מסוימים. נדרשת זרימת מים. בנוסף, בניית המבנה הזה בחצר שלך דורשת אישור מהרשויות המקומיות.
תוכנית של תחנת כוח מיני-הידרו
עקרון הפעולה של תחנת כוח הידרואלקטרית לבית הוא די פשוט. תרשים המבנה הוא כדלקמן. מים נופלים על הטורבינה וגורמים ללהבים להסתובב. הם, בתורם, בגלל המומנט או ירידת הלחץ, מניעים את המפעיל ההידראולי. ממנו, הכוח המתקבל מועבר לגנרטור החשמלי, אשר מייצרחשמל.
כיום, התוכנית ההידרואלקטרית מושלמת לרוב עם מערכת בקרה. זה מאפשר לעיצוב לעבוד במצב אוטומטי. במקרה הצורך (למשל תאונה) אפשר לעבור לשליטה ידנית.
זנים של מיני תחנות כוח הידרו
יש להבין שתחנות כוח מיני הידרו-אלקטריות יכולות לייצר לא יותר משלושת אלפים קילוואט. זהו הכוח המרבי של מבנה כזה. הערך המדויק יהיה תלוי בסוג ה-HPP ובעיצוב הציוד המשמש.
בהתאם לסוג זרימת המים, ניתן להבחין בין סוגי התחנות הבאים:
- ערוץ, מאפיין את המישורים. הם מותקנים על נהרות עם זרימה נמוכה.
- נייח שימוש באנרגיה של נהרות מים עם זרימה מהירה של מים.
- HPPs מותקנים במקומות שבהם זרימת המים יורדת. הם נמצאים לרוב בארגונים תעשייתיים.
- נייד, הבנויים באמצעות שרוול מחוזק.
להקמת תחנת כוח הידרואלקטרית מספיק אפילו נחל קטן שזורם באתר. לבעלי בתים עם מים מרכזיים אסור להתייאש.
אחת החברות האמריקאיות פיתחה תחנה שניתן לבנות אותה במערכת אספקת המים בבית. טורבינה קטנה מובנית במערכת אספקת המים, המופעלת על ידי זרימת המים הנעה על ידי כוח הכבידה. זה מאט את המהירותזרימת מים, אך מפחיתה את עלות החשמל. בנוסף, התקנה זו בטוחה לחלוטין.
אפילו תחנות כוח מיני-הידרואלקטריות נבנות בצינור הביוב. אבל הבנייה שלהם דורשת יצירת תנאים מסוימים. מים דרך הצינור צריכים לזרום באופן טבעי בגלל השיפוע. הדרישה השנייה היא שקוטר הצינור חייב להיות מתאים לציוד. ואי אפשר לעשות את זה בבית צמוד קרקע.
סיווג של מיני HPPs
תחנות כוח הידרואלקטריות מיני (הבתים שבהם הם משמשים הם בעיקר מגזר פרטי) הם לרוב אחד מהסוגים הבאים, הנבדלים זה מזה בעיקרון הפעולה:
- גלגל המים הוא מהסוג המסורתי והקל ביותר להכנה.
- פרופלר. משמש במקרים שבהם לנהר יש ערוץ ברוחב של יותר מעשרה מטרים.
- הזר מותקן על נהרות עם זרימה קלה. מבנים נוספים משמשים להגברת מהירות זרימת המים.
- רוטור Darrieus מותקן בדרך כלל במפעלי תעשייה.
אפשרויות אלו נפוצות מכיוון שאינן מצריכות בניית סכר.
גלגל מים
זהו סוג קלאסי של תחנת כוח הידרואלקטרית, הפופולרית ביותר עבור המגזר הפרטי. מיני תחנות כוח הידרואלקטריות מסוג זה הן גלגל גדול שיכול להסתובב. הלהבים שלו מורידים למים. שאר המבנה נמצא מעל התעלה, מה שמאלץ את כל המנגנון לנוע. כּוֹחַמועבר באמצעות כונן הידראולי לגנרטור שיוצר זרם.
תחנת מדחף
על המסגרת במצב אנכי נמצא רוטור וטחנת רוח תת-ימית, מונמכים מתחת למים. לטחנת הרוח יש להבים המסתובבים בהשפעת זרימת המים. את ההתנגדות הטובה ביותר מספקים להבים ברוחב שני סנטימטרים (עם זרימה מהירה, שמהירותם, לעומת זאת, אינה עולה על שני מטרים בשנייה).
במקרה זה, הלהבים מופעלים בגלל כוח ההרמה שנוצר, ולא בגלל לחץ מים. יתרה מכך, כיוון התנועה של הלהבים מאונך לכיוון הזרימה. תהליך זה דומה לחוות רוח, רק שהוא עובד מתחת למים.
Garland HPP
סוג זה של מיני תחנת כוח הידרואלקטרית הוא כבל שנמתח מעל המיטה ומקובע במסב דחף. טורבינות בגודל ומשקל קטן (רוטורים הידראוליים) תלויות ומקובעות עליהן בצורה נוקשה בצורת זר. הם מורכבים משני חצי צילינדרים. עקב יישור הצירים, בהורדה למים נוצר בהם מומנט. זה מוביל לעובדה שהכבל מתכופף, נמתח ומתחיל להסתובב. במצב זה, ניתן להשוות את הכבל לפיר המשמש להעברת כוח. קצה אחד של החבל מחובר לתיבת ההילוכים. הכוח מועבר אליו מסיבוב הכבל והרוטורים ההידראוליים
נוכחותם של מספר "זרים" תעזור להגביר את עוצמת התחנה. הם יכולים להיות מחוברים זה לזה. אפילו זה לא משפר הרבה.היעילות של HPP זה. זה אחד החסרונות של מבנה כזה.
חיסרון נוסף של המין הזה הוא הסכנה שהוא יוצר לאחרים. תחנה מסוג זה יכולה לשמש רק במקומות נטושים. שלטי אזהרה הם חובה.
Rotor Daria
תחנת כוח מיני הידרואלקטרית לבית פרטי מסוג זה נקראת על שם היזם שלה - ז'ורז' דרייר. על עיצוב זה היה פטנט בשנת 1931. זה רוטור עם להבים עליו. עבור כל אחד מהלהבים, הפרמטרים הדרושים נבחרים בנפרד. הרוטור מורד מתחת למים במצב אנכי. הלהבים מסתובבים עקב ירידת הלחץ המתרחשת תחת פעולת המים הזורמים על פני השטח שלהם. תהליך זה דומה לכוח ההרמה שגורם למטוסים להמריא.
לסוג זה של HPP יש מדד יעילות טוב. היתרון השני הוא שכיוון הזרימה לא משנה.
מהחסרונות של סוג זה של תחנות כוח, אפשר לייחד תכנון מורכב והתקנה קשה.
היתרונות של מיני תחנות כוח הידרו
ללא קשר לסוג התכנון, לתחנות כוח מיני-הידרו יש מספר יתרונות:
- ידידותי לסביבה, אין לייצר חומרים מזיקים לאטמוספירה.
- תהליך הפקת החשמל אינו רעש.
- המים נשארים נקיים.
- חשמל נוצר ללא הרף, ללא קשר לשעה ביום או לתנאי מזג האוויר.
- אפילו נחל קטן מספיק כדי לצייד את התחנה.
- ניתן למכור עודפי חשמל לשכנים.
- לא צריך הרבה תיעוד אישור.
תחנת כוח מיני הידרו בעצמך
אתה יכול לבנות תחנת מים לייצור חשמל בעצמך. לבית פרטי מספיקים עשרים קילוואט ליום. אפילו תחנת כוח מיני-הידרואלקטרית עשה זאת בעצמך יכולה להתמודד עם הערך הזה. אבל צריך לזכור שתהליך זה מאופיין במספר תכונות:
- קשה לבצע חישובים מדויקים.
- מידות, עובי האלמנטים נבחר "בעין", רק באופן אמפירי.
- למבנים מאולתרים חסרים תכונות הגנה, מה שגורם לתקלות תכופות ולעלויות נלוות.
לכן, אם אין ניסיון וידע מסוים בתחום זה, עדיף לוותר על הרעיון מסוג זה. ייתכן שיהיה זול יותר לרכוש תחנה מוכנה.
אם בכל זאת תחליט לעשות הכל במו ידיך, אז אתה צריך להתחיל במדידת מהירות זרימת המים בנהר. הרי זה תלוי בכוח שניתן להשיג. אם המהירות נמוכה ממטר בשנייה, אזי הקמת תחנת כוח מיני-הידרואלקטרית במקום הזה לא תצדיק את עצמה.
צעד נוסף שאסור לוותר עליו הוא החישובים. יש צורך לחשב בקפידה את כמות העלויות שיוצאו על בניית התחנה. כתוצאה מכך, עשוי להתברר שכוח הידרואלקטרי הוא לא האפשרות הטובה ביותר. אז כדאי לשים לב לסוגים אחרים של חשמל חלופי.
תחנת כוח הידרו מינית יכולה להיות הפתרון הטוב ביותר לחיסכון בעלויותעבור חשמל. לבנייתו, יש צורך שיהיה נהר ליד הבית. בהתאם למאפיינים הרצויים, אתה יכול לבחור את הגרסה המתאימה של תחנת הכוח ההידרואלקטרית. עם הגישה הנכונה, אתה אפילו יכול ליצור מבנה כזה במו ידיך.
