水力発電所の設置条件
水力発電機によって生成されるエネルギーの魅力的な安さにもかかわらず、あなたがあなた自身のニーズのために使用することを計画している水源の特性を考慮することは重要です。確かに、すべての水力発電所が、特に一年中、ミニ水力発電所の運用に適しているわけではないので、集中型のメインに接続する機能を確保しておくことは害にはなりません。
結局のところ、すべての水力発電所が、特に一年中、ミニ水力発電所の運用に適しているわけではないため、予備の集中型メインに接続する機能を持っていても問題はありません。
いくつかの長所と短所
個々の水力発電所の主な利点は明らかです。安価な電力を生成する安価な機器であり、自然に害を及ぼすことさえありません（川の流れを妨げるダムとは異なります）。このシステムは絶対に安全とは言えませんが、タービンの回転要素は、水中世界の住民や人々さえも傷つける可能性があります。
事故を防ぐために、水力発電所をフェンスで囲み、システムが完全に水に隠れている場合は、海岸に警告標識を設置する必要があります。
ミニ水力発電所の利点：
- 他の「無料」エネルギー源（ソーラーパネル、風力タービン）とは異なり、水力発電システムは時間帯や天候に関係なく機能します。それらを止めることができる唯一のものは、貯水池の凍結です。
- 水力発電機を設置するために、大きな川を用意する必要はありません。同じ水車を、小さな（しかし速い！）小川でもうまく使用できます。
- 設備は有害物質を放出せず、水を汚染せず、ほとんど静かに動作します。
- 最大100kWの容量のミニ水力発電所の設置には、許可は必要ありません（ただし、すべては地方自治体と設置の種類によって異なります）。
- 余った電力は近隣の家に売ることができます。
欠点としては、不十分な電流強度が機器の生産的な運用に深刻な障害となる可能性があります。この場合、補助構造を構築する必要があり、追加費用が発生します。
おおよその計算で、近くの川の位置エネルギーが実際に使用するのに十分な量の電力を生成するのに十分でない場合は、風力タービンの構築方法に注意を払う価値があります。風車は効果的な追加として機能します
水の流れの強さを測定する
ステーションの設置の種類と方法を考えるために最初に行うことは、選択した水源での水の流れの速度を測定することです。
最も簡単な方法は、軽い物体（テニスボール、発泡プラスチック片、浮きなど）を急流に降ろし、ストップウォッチでランドマークまでの距離を泳ぐのにかかる時間を記録することです。標準の水泳距離は10メートルです。
貯水池が家から遠く離れている場合は、迂回チャネルまたはパイプラインを構築すると同時に、高さの違いに注意することができます
次に、メートル単位で移動した距離を秒数で割る必要があります。これが現在の速度になります。ただし、得られた値が1 m / s未満の場合は、高低差による流れを加速するために人工構造物を建てる必要があります。
これは、折りたたみ式ダムまたは細い排水管の助けを借りて行うことができます。しかし、良い流れがなければ、水力発電所のアイデアは放棄されなければなりません。
日曜大工のミニ水力発電所
水力発電所の設計は非常に複雑であるため、自分で小さな発電所を建設するだけで、電力を節約したり、控えめな家庭にエネルギーを供給したりすることができます。以下は、自家製の水力発電所の実装の2つの例です。
自転車からミニ水力発電所を作る方法
このバージョンの水力発電所は、サイクリング旅行に最適です。コンパクトで軽量ですが、小川や川のほとりに設置された小さなキャンプにエネルギーを供給することができます。結果として生じる電力は、夜間の照明やモバイルデバイスの充電に十分です。
ステーションをインストールするには、次のものが必要です。
- 自転車の前輪。
- 自転車のライトに電力を供給するために使用される自転車発電機。
- 自家製の刃。それらはシートアルミニウムから事前にカットされています。ブレードの幅は2〜4センチメートルで、長さはホイールハブからそのリムまでである必要があります。ブレードはいくつあってもかまいませんが、互いに同じ距離に配置する必要があります。
このようなステーションを開始するには、ホイールを水に浸すだけで十分です。浸漬深さは、ホイールの約3分の1から2分の1まで実験的に決定されます。
水車をベースにしたミニ水力発電所の建設方法
恒久的に使用するためのより強力なステーションを構築するには、より耐久性のある材料が必要になります。金属とプラスチックの要素が最適であり、水生環境の影響から保護するのが簡単です。しかし、木製の部品は、特別な溶液を染み込ませ、防水塗料で塗装する場合にも適しています。
ステーションには次のアイテムが必要です。
- ケーブルからのスチールドラム（直径2.2メートル）。ローターホイールはそれから作られています。これを行うには、ドラムを細かく切断し、30センチメートルの距離で再度溶接します。刃（18個）は太鼓の残骸から作られています。それらは45度の角度で半径に溶接されます。構造全体を支えるために、フレームはコーナーまたはパイプから作られています。ホイールはベアリング上で回転します。
- ホイールにはチェーンレデューサーが取り付けられています（ギア比は4である必要があります）。ドライブアクスルとジェネレーターアクスルを簡単に組み合わせることができ、振動を減らすために、回転は古い車からカルダンを介して伝達されます。
- 発電機は非同期モーターに適しています。約40倍の別のギア減速機を追加する必要があります。次に、毎秒3000回転で、合計削減係数が160の三相発電機の場合、回転数は毎分20回転に減少します。
- すべての電気機器を防水容器に入れます。
説明されているソース資料は、埋め立て地や友人から簡単に見つけることができます。グラインダーでスチールドラムを切断したり、溶接したりする場合は、専門家に支払うことができます（またはすべて自分で行うことができます）。その結果、最大5kWの容量の水力発電所は少額の費用がかかります。
水から電気を得るのはそれほど難しくありません。自家製の水力発電所をベースにした自律型電力供給システムを構築し、発電所を正常に機能させ、周囲の人や動物の安全を確保することはさらに困難です。
アプリケーションの領域と利点
石油ステーションを使用する代わりに、コンプレッサータイプのユニットを使用することもできます。ただし、これらのタイプの設備を比較すると、油圧ドライブ用の油圧発電所には多くの利点があります。
- そのような機器のよりコンパクトな寸法のために、その輸送、設置および操作に費やされる必要があるお金ははるかに少ない。
- 作動油ステーションの運用中、消費されるエネルギーははるかに少なく、これは財務コストの削減にもつながります。
- オイルステーションは、コンプレッサー装置と比較して、生産性と使用効率が高くなっています。
- このような機器を区別する幅広い汎用性により、さまざまなタイプと容量のデバイスに接続できます。
- コンプレッサー装置と比較して、オイルステーションは運転中の騒音をはるかに少なくします。
- 使いやすさとメンテナンスのしやすさから、特別に訓練された優秀な人材を引き付けてそのような機器を操作する必要はありません。
油圧パイプベンダーの一部としてのポンプ場
当然のことながら、油圧発電所は、油圧ドライブが設置されている機器を装備するために使用されます。実際、そのような装置の助けを借りて、ほとんどすべての目的のためのメカニズムを動かすことが可能です。そのため、油圧式オイルステーションは多くの分野で使用されています。このようなデバイスの技術的機能と汎用性により、次の目的で使用できます。
- 静的タイプの油圧ツール。
- 電気設備;
- 動的タイプの油圧ツール。
- 鉄道および建設機械;
- スラリーポンプおよびポンプ;
- 掘削装置;
- 射出成形機;
- プレス機器;
- かさばる重い荷物を持ち上げて動かすのに役立つデバイス。
- テストベンチの装備;
- さまざまな目的のための技術機器。
旋盤オイルステーション
油圧式オイルステーションを使用して、オイルをポンプで汲み上げて浄化するだけでなく、さまざまな目的で機器の作動要素を潤滑および冷却します。パイプラインシステム、油圧機器、油圧シリンダー、およびさまざまな機器をテストする必要がある場合は、非常に積極的に石油ステーションが使用されます。
作動油ステーションが最も積極的に使用されている活動分野について話す場合、これには次のものが含まれます。
- 機械工学;
- 冶金;
- エネルギー;
- 工事;
- 農業;
- 運輸部門。
適切な水を探す
最近、私は普通のインドの村で、西洋の大学の1つからの学生がどのようにミニ水力発電所を作ることに決めたかを示す短いビデオを見ました。その荒野には電気がなく、若者たちは都市に逃げていますが、住民に光を当てるとどうなるでしょうか。村にはそのような川はありませんが、貯水池はあります。村の水位の少し上に、大量の水が入った天然のボウルがあります。生徒たちは何を思いついたのですか？
彼らは賢い頭で、ここには自然からの流れがないので、それを作り出すことができることに気づきました！雇われた労働者の手によって、直径1メートルの覆われた長いパイプが取り付けられ、その一端は貯水池に閉じられ、他の-下は、小さくて動きの遅い川に入った。高さの違いにより、貯水池からの水がパイプを駆け下り、ますます加速し、出口ではすでにかなり強力な流れが作られ、ミニ水力発電所のブレードに寄りかかっていました。貯水池の水が封入されたパイプは、丘の中腹を絵のように美しく流れ、巨大なパイソンがゆっくりと上から下へと這うように見え、その大きさで地元の人々に恐怖を与えます。手で触って、感じて、力を感じたいです。
インドの村で似たようなものが作られているのなら、ロシアの村でも同じことをしてみませんか？近くに流れの速い川がなく、貯水池があれば、ミニ水力発電所の建設も可能です。地形を見るだけですが、はっきりしていることが1つあります。それは、貯水池（自然または人工）は、水力発電所が設置される場所よりも高い位置に配置する必要があるということです。高さの違いが大きい場合-さらに良いです！水の流れは上から下へと強くなります。つまり、受け取った電気の可能な電力が増加します。
人工的な水の流れを整理するために高価なパイプを購入する必要はありません。自分の手で一種の側溝を作り、貯水池からの水をそれに沿って加速させることができます。そもそも、今のところ直径は小さいですが、手元にある古いパイプを使って、上にある貯水池から排水の試用版を作成することをお勧めします。したがって、流量を測定することが可能になります（これを行う方法についてはすでに説明しました）。動きの速い川が近くを流れる場合は、ダムや側溝を建設したり、人工的に水の流れを作ったりする必要はありません。ストリング、プロペラ、ダルデューローターまたは水車の形のミニHPPは、問題なくそのような場所に設置することができます。
建物を保護することが重要になります。どのように？ミニ水力発電所の前には、メッシュで作られた保護スクリーンまたはディフューザーを設置して、川に沿って浮かぶ木の破片、さらには丸太全体、そして生きている魚や死んだ魚など、あらゆる種類のものを設置する必要がありますごみ、タービンブレードに落ちないで、通り過ぎて浮かぶ
ガーランド水力発電所
このタイプのミニ水力発電所は、チャネル上に引き伸ばされ、サポートベアリングに固定されたケーブルです。小型軽量のタービン（油圧ローター）を吊るし、花輪の形でしっかりと固定します。それらは2つの半円筒で構成されています。軸の位置合わせにより、水中に下がるとトルクが発生します。これにより、ケーブルが曲がったり、伸びたり、回転したりします。この状況では、ケーブルは電力を伝達するのに役立つシャフトと比較できます。ロープの一端はギアボックスに接続されています。ケーブルと油圧トーチの回転から電力が伝達されます。
いくつかの「花輪」の存在は、ステーションのパワーを高めるのに役立ちます。それらは互いに接続することができます。これでも、このHPPの効率は大幅に向上しません。これは、このような構造の欠点の1つです。
このタイプのもう1つの欠点は、他の人に危険をもたらすことです。この種のステーションは、人里離れた場所でのみ使用できます。警告標識は必須です。
ミニ水力発電所のコンポーネント
- シャフトによって発電機に接続されたブレードを備えたハイドロタービン
- 発生器。交流を生成するように設計されています。タービンシャフトに取り付けられています。生成された電流のパラメータは比較的不安定になる可能性がありますが、風力発電中に電力サージのようなものは発生しません。
- 油圧タービン制御ユニットは、油圧ユニットの起動とシャットダウン、電力システムに接続されたときの発電機の自動同期、油圧ユニットの動作モードの制御、および緊急停止を提供します。
- 消費者が現在使用していない電力を放散するように設計されたバラスト負荷ユニットは、発電機と監視および制御システムの故障を回避することを可能にします。
- 充電コントローラー/スタビライザー：バッテリーの充電を制御し、ブレードの回転と電圧変換を制御するように設計されています。
- バッテリーバンク：ストレージ容量。そのサイズによって、供給されるオブジェクトの自律動作の期間が決まります。
- インバーター、インバーターシステムは多くの水力発電システムで使用されています。バッテリーバンクと充電コントローラーが存在する場合、油圧システムは再生可能エネルギー源を使用する他のシステムと大差ありません。
ミニPSP
前世紀の半ばに、英国の発明者アルヴィン・スミスは、波の小さな揚水発電所のオリジナルの設計を提案しました。インストールは、相互に移動できる2つのフロートに基づいています。上の方は波に揺られ、下の方はチェーンと錨で海底につながっています。アルキメデスの力と重力の作用で伸縮する伸縮式チューブを使用し、潮の干満によって絶えず変化する海面に応じて、アッパーフロートの位置の高さを自動調整します。フロートの間には「ポンプ場」（水が上下に動くときに水を汲み上げる複動ピストンを備えたシリンダー）があります。それは土地、山に水を供給します。山の中で、彼らは水が溜まるプールを配置し、ピーク時には海に放出され、途中で水車を回転させます。
このプラントは、海水を最大200 mの高さまで持ち上げ、0.25MWの電力を生成することができます。
* * *
ロシアの自然条件は小規模水力発電の開発に非常に有利であり、現在の情報とあらゆる種類の資料の入手可能性により、適切な川があれば、職人は自分の手でもミニ水力発電所を作ることができますまたはストリーム。したがって、代替エネルギー源としての小さな水力発電所は、わが国で再び普及する機会があります。
水力発電所の典型的な図
- タンク
- ポンプ
- 圧力フィルター
- サクションフィルター
- ドレンフィルター
- 安全弁
- 油圧バルブ
タンク
油圧タンクは、油圧システム内を循環する作動油を貯蔵し、そこから空気を放出して部分的に冷却する役割を果たします。タンクを設計するときは、作動油の吸引と脱気の通常の状態を確保する必要があります。油圧システムの動作中に放出される熱エネルギーの一部がタンクの壁を介して環境に伝達されるため、タンクの寸法と形状は、油圧ドライブの温度レジームと密接に関連しています。製造プロセス中、すべてのタンクは強制的なリークテストとその後の高温油に耐性のある特別な技術と材料を使用した塗装の対象となります。油圧タンク内の液面を制御するための視覚的なレベルインジケーターがあります。液体は、油圧タンクの底にある排水穴または蛇口から排出されます。カタログの対応するセクションにあるさまざまな設計とサイズの油圧タンクを開発しました。
ポンプ
油圧ポンプは、ドライブシャフトの回転の機械的エネルギーを作動流体の流れの油圧エネルギーに変換する油圧ドライブの動力要素であり、パイプラインを介して油圧モーターに供給されます。油圧作動油をシステムに送り込むための最も一般的なタイプのポンプユニットは、ギアポンプに基づいて作られています。動作圧力範囲は2〜310バール、容量は0.5〜100 l / min（ポンプの標準範囲）および100 l/min以上です。最大5000リットル/分。 （リクエストに応じて提供）。このようなソリューションは、モバイルおよび産業技術で広く使用されています。次のタイプのポンプユニットは、ベーンポンプを備えています。このタイプのポンプは、ギアポンプと比較してより均一な流れとより高い生産性を提供します。動作圧力範囲はやや低く、160バールを超えることはめったにありません（輸入産業は210バール以上のポンプを製造しています）。ベーンポンプは、容量が固定および調整可能なシングルフローおよびダブルフローとして製造できます。また、ギアポンプなどの追加のポンプを取り付けるためのスルーシャフトも製造できます。このタイプのポンプは、工作機械の製造や幅広い用途の油圧ドライブで一般的です。アキシャルピストンポンプを備えたポンプセットは、そのコンパクトさと結果として生じる最小重量によって特徴付けられます。半径方向の寸法が小さく、その結果、慣性モーメントが比較的小さい作業体を使用するため、このような機械では、迅速な速度制御の可能性が実現されます。さらに、アキシャルピストンポンプの利点には、高圧（最大400バール）および高効率値（最大95％）で動作する能力が含まれます。このタイプの機械の不利な点の中で、堅実なコスト、設計の複雑さ、および大きな供給脈動に注意する必要があります。アキシャルピストンポンプは、スイッチング周波数が高い中程度および重いモードの外部負荷で動作する機械の油圧ドライブで最も広く使用されています。 1つの電気モーターで駆動する2〜3個のインラインポンプを備えたユニットを製造することが可能であり、システムの寸法を縮小し、さまざまな問題を解決するために性能と圧力のさまざまな組み合わせを使用することができます。
マイクロ水力発電の長所と短所
家庭用のミニハイドロの利点は次のとおりです。
- 機器の環境安全性（魚のフライの予約あり）と、広範囲に甚大な物的損害を与える必要がないこと。
- 受け取ったエネルギーの生態学的な清浄度。水の性質や水質に影響はありません。貯水池は、漁業活動と住民への水供給源の両方に使用できます。
- 火力発電所よりも数倍安い発電コストの低さ。
- 使用する機器のシンプルさと信頼性、およびスタンドアロンモードでの動作の可能性（電源ネットワークの一部および外部の両方として）。それらによって生成される電流は、周波数と電圧の点でGOSTの要件を満たしています。
- ステーションの完全な耐用年数は少なくとも40年（オーバーホールの少なくとも5年前）です。
- エネルギーを生成するために使用されるリソースの無尽蔵。
小水力発電の主な欠点は、水生動物の住民に対する相対的な危険性です。特に高速電流で回転するタービンブレードは、魚や稚魚に脅威を与える可能性があります。条件付きの不利な点は、テクノロジーの使用が制限されていると見なすこともできます。
ミニ水力発電所の種類について
今日、小型水力発電が開発されており、これはエネルギー資源を節約するための優れたソリューションです。ミニ水力発電所の発電機は、店舗で購入することも、自分で作ることもできます。
全体として、SHPPを製造するためのいくつかのオプションがあります。
- 水車。丸い面の間に刃が置かれた大きな太鼓です。水の流れに対して垂直に設置されています。刃の幅の約半分を水に浸します。タービンホイールの設計は、特定の水の流れに合わせて設計されたブレードで利用できますが、これらの設計は複雑であり、店舗から購入するのが最適です。
- ローターダリア。この種のミニ水力発電所は、回転軸が垂直に配置された機構を備えています。電気を変換するために使用されます。構造要素間の流体の流れにより、圧力が発生します。彼女の作品の効果は、耐航性のある水中翼船を彷彿とさせます。この原理は、風力タービンの設計に適用されます。
- ガーランド水力発電所。川に垂直に配置されたケーブルには、花輪に似た光タービンが配置されています。ケーブルはシャフトの機能を果たし、回転の動きは発電機に伝達されます。水によって生成された流れがローターを駆動し、ローターがケーブルの回転を助けます。
- プロペラ。ローターは、風力発電所の設計のように垂直に配置され、プロペラの役割を果たします。エアデバイスとは異なり、このデバイスのブレードは幅が狭く、サイズは2 cmまで小さくすることができます。これにより、高い回転速度と最小限の抵抗が保証されます。高速水流が大きい場合は、他のサイズも使用できます。プロペラの動きは、水の圧力ではなく、水の上昇の力によって提供されます。飛行機の翼に例えることができます。流れに対するブレードの動きは垂直であり、水の流れに沿ったものではありません。
ポータブル水力発電所は使い勝手が良く、デザインもシンプルです。
ミニ水力発電所のメリット
小さな水力発電所には多くの利点があります。
- ミニ水力タービンは、騒音なしで静かに作動します。
- 運転中に有害物質が大気中に放出されることはありません。
- 水の品質特性にはまったく影響しません。
- 外部条件に依存しません。
- 小さな水力発電所は、日中途切れることなくエネルギーを生成します。
- 小さなストリームでも作業を確実にするために使用できます。
- エネルギーの余剰がある場合、それを売って収入を得ることができます。
- 水力発電所によるエネルギーの生成を確実にするために、許可証を発行する必要はありません。
今日、ロシアの小さな水力発電所は前例のない人気を誇っています。自分で作るのも簡単ですし、店頭で買うこともできます。小規模水力発電は収益性の高いビジネスです。
欠陥
利点に加えて、小さな水力発電所にはいくつかの欠点があります。
- ガーランドの小さな水力発電所は他の人に危険をもたらします。可動部分が水中に隠されており、ケーブルが長いです。
- 低効率。
- ローターダリア。この水生成器は製造が困難です。
小さなHPPは、すべてのプラス面とマイナス面を計量した後に設置することをお勧めします
正しい選択をすることが重要です：仕事の効果が確実になるようにどのようなデザインを作るか
民家用ミニ水力発電所
電気料金の値上げと十分な容量の不足は、家庭での無料の再生可能エネルギーの使用について関連する質問をします。他の再生可能エネルギー源と比較して、ミニ水力発電所は興味深いものです。風車と太陽電池を備えた同等の電力で、同等の期間ではるかに多くのエネルギーを生産できるからです。それらの使用に対する自然な制限は、川の欠如です
小さな川、小川が家の近くを流れる場合、または湖の余水吐に標高差がある場合は、ミニ水力発電所を設置するためのすべての条件があります。購入に費やしたお金はすぐに報われます-気象条件やその他の外的要因に関係なく、一年中いつでも安い電気が提供されます。
SHPPの使用効率を示す主な指標は、貯水池の流量です。速度が1m/ s未満の場合は、加速するための追加の対策を講じる必要があります。たとえば、可変断面のバイパスチャネルを作成するか、人工的な高さの差を編成します。
さらに、ファームに必要な電力とチャネルの幾何学的特徴が決定されます。設置された小水力発電所のタイプと設計を選択する際には、これらすべての指標が考慮されます。
