Микро ГЭС для дачи, особенности самодельных конструкций

Возможности получения электроэнергии с использованием бесплатных энергоносителей постоянно вызывают у людей интерес, направляют их к теме гидроэнергетики. На протяжении многих лет выработано большое количество устройств разной мощности, позволяющих получать электричество за счет энергии текущей воды.

Конструкции с мощностью около 310 кВт хорошо подходят для электроснабжения дачи и частного дома в местах около речек. Сегодня их не только выпускают в заводском исполнении, но и в большом количестве изготавливают самостоятельно.

Для работы микро ГЭС требуется уловить лопатками рабочего колеса турбины кинетическую энергию текущей воды и преобразовать ее во вращение ротора генератора, вырабатывающего электроэнергию.

Различная скорость потоков воды и объемов ее перемещения в реках обуславливает наличие многообразных конструкций гидрогенераторов.

Устройства, копирующие типовое исполнение промышленного гидрогенератора на плотине, выполняются в виде электрической машины синхронного типа с вертикальной или горизонтальной ориентацией ротора.

Для тихоходных моделей применяется вертикальная ось вращения ротора, а для быстроходных – горизонтальная, учитывается частота или скорость вращения ротора и мощность турбины.

Создание плотины требует материальных затрат и выполнения трудоемких работ, согласованных с местными административными органами. Конструкции микро ГЭС, не требующие создания плотины, более доступны для изготовления.

Тросовые гирляндные микро ГЭС создаются на берегу небольших рек и основаны на вращении троса, помещенного в поток воды. Трос закрепляется поперек течения речки на обоих берегах в подшипниках и заглубляется в воду.

На нем крепятся гидроколеса (турбины), изготовленные из консервных банок или металлических листов в виде крыльчаток до полуметрового диаметра.

Подшипники устанавливаются на опорах. Вращение троса передается генератору, чаще всего обычному автомобильному, выполненному по схеме 3-х фазного синхронного устройства с полупроводниковой схемой выпрямления.

Это позволяет направлять получаемую электроэнергию для зарядки обыкновенных аккумуляторов и через них в инвертор для выработки переменного напряжения, способного питать бытовые приборы. Без инвертора можно использовать стандартное автомобильное оборудование для освещения, обогрева и других устройств.

Практические результаты показали возможность получения с одной самодельной турбины до 2-х кВт энергии при скорости течения порядка 2,5 м/сек. Зимой речка покроется льдом, вращение троса остановится. Для круглогодичной работы умельцы помещают опоры и подшипники на дно реки ниже уровня замерзания льда.

Свободноплавающие микро ГЭС устанавливаются на заякоренных плотах. Они могут работать на мелководье, используют парные турбины, изготовленные по методике роторов Савониуса, которые выполняют в форме полуцилиндров с двумя лопастями и жестко закрепляют на общем валу. Для них характерны достаточно большие крутящие моменты при пуске даже на малых скоростях вращения.

При скорости течения воды порядка 1 м/сек подобное устройство вырабатывает около 0,5 киловатта энергии. Мощность установки повышают подключением в параллельную работу дополнительных гирлянд.

В моделях ГЭС на основе водяного колеса вращательное движение колеса передается генератору посредством шкивов с ременной или цепной передачей. Мощность вырабатываемой электроэнергии определяется с учетом габаритов колеса и скорости потока воды.