Υδροηλεκτρικός σταθμός DIY: πώς να κατασκευάσετε έναν αυτόνομο μίνι υδροηλεκτρικό σταθμό

Η δύναμη του νερού είναι ένας ανανεώσιμος φυσικός πόρος που επιτρέπει την παραγωγή σχεδόν δωρεάν ηλεκτρικής ενέργειας. Η ενέργεια που μας προσφέρει η φύση θα επιτρέψει την εξοικονόμηση στους λογαριασμούς κοινής ωφέλειας και θα λύσει το πρόβλημα της φόρτισης των συσκευών.

Αν κοντά στο σπίτι σας ρέει ένα ρυάκι ή ένα ποτάμι, αξίζει να το εκμεταλλευτείτε. Μπορούν να τροφοδοτήσουν με ηλεκτρική ενέργεια το οικόπεδο και το σπίτι. Και αν η υδροηλεκτρική μονάδα κατασκευαστεί με τα χέρια σας, το οικονομικό όφελος πολλαπλασιάζεται.

Στο παρόν άρθρο περιγράφονται λεπτομερώς οι τεχνολογίες κατασκευής ιδιωτικών υδραυλικών έργων. Σας είπαμε τι απαιτείται για την εγκατάσταση του συστήματος και τη σύνδεσή του στους καταναλωτές. Σε εμάς θα μάθετε για όλες τις επιλογές μικροσκοπικών παρόχων ενέργειας που συναρμολογούνται από αυτοσχέδια υλικά.

Υδροηλεκτρικοί σταθμοί μη βιομηχανικής χρήσης

Τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια είναι κατασκευές ικανές να μετατρέπουν την ενέργεια της κίνησης του νερού σε ηλεκτρισμό. Οι εναλλακτικοί “πράσινοι” προμηθευτές ηλεκτρικής ενέργειας προς το παρόν αξιοποιούνται ενεργά μόνο στη Δύση. Στην επικράτεια της χώρας μας αυτός ο πολλά υποσχόμενος κλάδος κάνει μόνο τα πρώτα δειλά βήματα.

Ως μικρές ιδιωτικές υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις μπορούν να είναι φράγματα σε μεγάλους ποταμούς, που παράγουν από μερικές δεκάδες έως αρκετές εκατοντάδες μεγαβάτ, ή μίνι υδροηλεκτρικοί σταθμοί με μέγιστη ισχύ 100 kW, η οποία είναι απολύτως επαρκής για τις ανάγκες μιας μονοκατοικίας. Ας δούμε λοιπόν τους τελευταίους με περισσότερες λεπτομέρειες.

Σταθμός γιρλάντας με υδροβίδες

Η κατασκευή αποτελείται από μια αλυσίδα ρότορων, στερεωμένων σε ένα εύκαμπτο χαλύβδινο συρματόσχοινο, τεντωμένο εγκάρσια στον ποταμό. Το ίδιο το συρματόσχοινο εκτελεί χρέη περιστρεφόμενου άξονα, το ένα άκρο του οποίου στερεώνεται σε ένα ρουλεμάν στήριξης, ενώ το δεύτερο ενεργοποιεί τον άξονα της γεννήτριας.

Κάθε υδρορότορας της «γιρλάντας» μπορεί να παράγει περίπου 2 kW ενέργειας, ωστόσο, η ταχύτητα του ρεύματος του νερού για αυτό πρέπει να είναι τουλάχιστον 2,5 μέτρα ανά δευτερόλεπτο και το βάθος του υδάτινου σώματος να μην υπερβαίνει το 1,5 μ.

Η αρχή λειτουργίας ενός υδροηλεκτρικού σταθμού τύπου γιρλάντας είναι απλή: η πίεση του νερού περιστρέφει τις υδροκοχλίες, οι οποίες με τη σειρά τους περιστρέφουν ένα καλώδιο και αναγκάζουν τη γεννήτρια να παράγει ενέργεια.

Οι σταθμοί τύπου γιρλάντας χρησιμοποιούνταν με επιτυχία ήδη από τα μέσα του προηγούμενου αιώνα, αλλά τότε τον ρόλο των κοχλιών έπαιζαν αυτοσχέδιοι έλικες, ακόμα και κονσέρβες. Σήμερα, οι κατασκευαστές προσφέρουν διάφορους τύπους ρότορων για διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας.

Είναι εξοπλισμένοι με πτερύγια διαφορετικών μεγεθών, κατασκευασμένα από λαμαρίνα, και επιτρέπουν την επίτευξη μέγιστης απόδοσης από τη λειτουργία του σταθμού.

Αν και η κατασκευή αυτής της υδρογεννήτριας είναι αρκετά απλή, η λειτουργία της προϋποθέτει μια σειρά από ειδικές συνθήκες, που δεν είναι πάντα εφικτές στην πραγματική ζωή. Τέτοιες κατασκευές φράζουν την κοίτη του ποταμού και είναι απίθανο οι γείτονες στην όχθη, πόσο μάλλον οι εκπρόσωποι των περιβαλλοντικών υπηρεσιών, να επιτρέψουν τη χρήση της ενέργειας της ροής για τους σκοπούς σας.

Επιπλέον, τον χειμώνα η εγκατάσταση μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε υδάτινα σώματα που δεν παγώνουν, ενώ σε συνθήκες σκληρού κλίματος πρέπει να συντηρείται ή να αποσυναρμολογείται. Γι' αυτό, οι σταθμοί τύπου γιρλάντας κατασκευάζονται προσωρινά και κυρίως σε ακατοίκητες περιοχές (π.χ., κοντά σε καλοκαιρινά βοσκοτόπια).

Οι περιστροφικοί σταθμοί ισχύος από 1 έως 15 kWh παράγουν έως 9,3 MWh τον μήνα και επιτρέπουν την ανεξάρτητη λύση του προβλήματος ηλεκτροδότησης σε περιοχές απομακρυσμένες από κεντρικά δίκτυα.

Σύγχρονο ανάλογο της εγκατάστασης γιρλάντας είναι οι υποβρύχιοι ή επιπλέοντες σταθμοί πλαισίου με εγκάρσιους ρότορες. Σε αντίθεση με τον προκάτοχό τους τύπου γιρλάντας, αυτές οι κατασκευές δεν φράζουν ολόκληρο τον ποταμό, αλλά χρησιμοποιούν μόνο ένα μέρος της κοίτης, και μπορούν να τοποθετηθούν σε πλωτήρα/σχεδία ή ακόμα και να βυθιστούν στον πυθμένα του υδάτινου σώματος.

Κατακόρυφος ρότορας Darrieus

Ο ρότορας Darrieus είναι μια διάταξη στροβίλου που πήρε το όνομά της από τον εφευρέτη της το 1931. Το σύστημα αποτελείται από πολλές αεροδυναμικές πτερωτές στερεωμένες σε ακτινικές δοκούς και λειτουργεί βάσει διαφοράς πίεσης σύμφωνα με την αρχή της «ανυψωτικής πτέρυγας», η οποία χρησιμοποιείται ευρέως στη ναυπηγική και την αεροπορία.

Αν και τέτοιες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται περισσότερο για τη δημιουργία ανεμογεννητριών, μπορούν να λειτουργήσουν και με νερό. Αλλά σε αυτή την περίπτωση απαιτούνται ακριβείς υπολογισμοί για την επιλογή του πάχους και του πλάτους των πτερωτών σύμφωνα με την ισχύ της ροής του νερού.

Ο ρότορας Darrieus μοιάζει με «ανεμογεννήτρια», αλλά τοποθετημένη υποβρύχια, και μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα από τις εποχιακές διακυμάνσεις της ταχύτητας ροής.

Για τη δημιουργία τοπικών υδροηλεκτρικών σταθμών, οι κάθετοι ρότορες χρησιμοποιούνται σπάνια. Παρά τις καλές επιδόσεις απόδοσης και τη φαινομενική απλότητα της κατασκευής, ο εξοπλισμός είναι αρκετά περίπλοκος στη λειτουργία.

Πριν από την έναρξη λειτουργίας, το σύστημα πρέπει να «επιταχυνθεί», αλλά η διακοπή ενός σταθμού που έχει τεθεί σε λειτουργία μπορεί να γίνει μόνο με το πάγωμα του υδάτινου σώματος. Επομένως, ο ρότορας Darrieus χρησιμοποιείται κυρίως σε βιομηχανικές επιχειρήσεις.

Μια ενδιαφέρουσα λύση στον τομέα του σχεδιασμού μικρών υδροηλεκτρικών σταθμών με κατακόρυφα λειτουργούσα τουρμπίνα πρότεινε ο Αυστριακός εφευρέτης Φραντς Τσοτλέτερε:

Σημαντικό πλεονέκτημα των σταθμών δίνης θεωρείται δικαιολογημένα η διατήρηση των ιχθυϊκών πόρων. Η λειτουργία της κατακόρυφης τουρμπίνας δεν προκαλεί βλάβη στους ζωντανούς οργανισμούς του ποταμού. Επιπλέον, στα τοιχώματα των κατασκευών δεν συγκρατείται λάσπη λόγω της ειδικής κίνησης της ροής του νερού

Υποβρύχιος βιδωτός έλικας

Στην ουσία, είναι η πιο απλή ανεμογεννήτρια αέρα, μόνο που τοποθετείται κάτω από το νερό. Οι διαστάσεις των πτερυγίων, για να εξασφαλιστεί η μέγιστη ταχύτητα περιστροφής και η ελάχιστη αντίσταση, υπολογίζονται ανάλογα με την ισχύ της κίνησης της ροής. Για παράδειγμα, εάν η ταχύτητα του ρεύματος δεν υπερβαίνει τα 2 μ/δευτ, τότε το πλάτος του πτερυγίου πρέπει να είναι εντός 2-3 εκ.

Μια υποβρύχια προπέλα είναι εύκολο να κατασκευαστεί με ίδια χέρια, αλλά ταιριάζει μόνο γα βαθιά καὶ γρήγορα ποτάμια – σε μια ρηχή λίμνη ή ροή, τα περιστρεφόμενα πτερύγια μπορούν να προκαλέσουν τραυματισμούς σε ψαράδες, λουόμενους, υδρόβια πτηνά και ζώα

Μια τέτοια ανεμογεννήτρια εγκαθίσταται «αντίθετα» στη ροή, αλλά τα πτερύγιά της δεν λειτουργούν λόγω της πίεσης του υδραυλικού φορτίου, αλλά χάρη στη δημιουργία ανυψωτικής δύναμης (κατά την αρχή της πτέρυγας αεροπλάνου ή της έλικας πλοίου)

Υδροτροχός με πτερύγια

Ο υδραυλικός τροχός είναι μία από τις απλούστερες εκδοχές υδραυλικής μηχανής, γνωστή ήδη από την εποχή της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας. Η αποτελεσματικότητά του εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο της πηγής στην οποία εγκαταστάθηκε

Ο κάτω-τροχός μπορεί να περιστρέφεται μόνο χάρη στην ταχύτητα της ροής, ενώ ο άνω-τροχός με τη βοήθεια της πίεσης και του βάρους του νερού που πέφτει από πάνω στα πτερύγια

Ανάλογα με το βάθος και την κοίτη του ρεύματος, μπορούν να εγκατασταθούν διάφοροι τύποι τροχών:

• Κάτω-τροχοί (ή υποβρύχιοι) – είναι κατάλληλοι για ρηχά ποτάμια με γρήγορη ροή.
• Μεσαίοι τροχοί – τοποθετούνται σε κοίτες με φυσικούς καταρράκτες έτσι ώστε η ροή να χτυπά περίπου στο μέσο του περιστρεφόμενου τυμπάνου.
• Υπερχειλιστές (ή άνω πλήρωσης) – εγκαθίστανται κάτω από φράγμα, σωλήνα ή στο κάτω μέρος ενός φυσικού ορίου, ώστε το νερό που πέφτει να συνεχίσει τη διαδρομή του μέσω της κορυφής του τροχού.

Αλλά η αρχή λειτουργίας είναι ίδια για όλες τις παραλλαγές: το νερό χτυπάει τα πτερύγια και θέτει σε κίνηση τον τροχό, ο οποίος περιστρέφει τη γεννήτρια για τον μικρό υδροηλεκτρικό σταθμό.

Οι κατασκευαστές υδραυλικού εξοπλισμού προσφέρουν έτοιμες τουρμπίνες, των οποίων τα πτερύγια είναι ειδικά προσαρμοσμένα σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα ροής νερού. Αλλά οι οικιακές τεχνίτες κατασκευάζουν κυλινδρικές δομές με τον παραδοσιακό τρόπο – από αυτοσχέδια υλικά.

Η παρακάτω συλλογή φωτογραφιών θα σας βοηθήσει να εξοικειωθείτε με τα βήματα κατασκευής της απλούστερης έκδοσης ενός μικρού υδροηλεκτρικού σταθμού:

Πιθανώς η έλλειψη βελτιστοποίησης θα επηρεάσει τους δείκτες απόδοσης, αλλά το κόστος του αυτοσχέδιου εξοπλισμού θα είναι πολλαπλάσια χαμηλότερο από αυτό ενός αγορασμένου αντίστοιχου. Ως εκ τούτου, ο υδραυλικός τροχός είναι η πιο δημοφιλής επιλογή για τη δημιουργία του δικού σας μικρού υδροηλεκτρικού σταθμού.

Προϋποθέσεις εγκατάστασης υδροηλεκτρικού σταθμού

Παρά τη δελεαστική φθηνότητα της ενέργειας που παράγεται από την υδρογεννήτρια, είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη τα χαρακτηριστικά της πηγής νερού, τους πόρους της οποίας σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε για τις δικές σας ανάγκες.

Διότι δεν είναι κάθε υδατόρευμα κατάλληλο για τη λειτουργία μικρού υδροηλεκτρικού σταθμού, πόσο μάλλον για όλο το χρόνο, οπότε δεν βλάπτει να υπάρχει εφεδρική δυνατότητα σύνδεσης με το κεντρικό δίκτυο.

Μερικά «υπέρ» και «κατά»

Τα κύρια πλεονεκτήματα ενός ατομικού υδροηλεκτρικού σταθμού είναι προφανή: φθηνός εξοπλισμός που παράγει φθηνό ηλεκτρικό ρεύμα, και εππλέον δεν βλάπτει τη φύση (σε αντίθεση με τα φράγματα που διακόπτουν τη ροή του ποταμού). Ωστόσος, το σύστημα δεν μπορεί να χαρακτηριστεί απολύτως ασφαλές – τελικά τα περιστρεφόμενα μέρη των στροβίλων μπορεί να τραυματίσουν τους κατοίκους του υποβρύχιου κόσμου, ακόμη και ανθρώπος.

Για την πρόληψη ατυχημάτων, ο υδροηλεκτρικός σταθμός πρέπει να περιφραχθεί, και αν το σύστημα είναι εντελώς κρυμμένο κάτω από το νερό, να τοποθετηθεί μια προειδοποιητική πινακίδα στην όχθη.

Πλεονεκτήματα του μικρού υδροηλεκτρικού σταθμού:

1. Σε αντίθεση με άλλες «δωρεάν» πηγές ενέργειας (ηλιακά πάνελ, ανεμογεννήτριες), τα υδροηλεκτρικά συστήματα μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα από την ώρα της ημέρας και τον καιρό. Το μόνο που μπορεί να τα εμποδίσει είναι η κατάψυξη του υδάτινου σώματος.
2. Για την εγκατάσταση υδρογεννήτριας δεν είναι απαραίτητη η ύπαρξη μεγάλου ποταμού – οι ίδιοι υδροτροχοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν με επιτυχία ακόμη και σε μικρά (αλλά γρήγορα!) ρυάκια.
3. Οι εγκαταστάσεις δεν εκπέμπουν επιβλαβείς ουσίες, δεν μολύνουν το νερό και λειτουργούν σχεδόν αθόρυβα.
4. Για την εγκατάσταση μικρού υδροηλεκτρικού σταθμού ισχύος έως 100 kW δεν απαιτείται η έκδοση αδειών (αν και αυτό εξαρτάται από τις τοπικές αρχές και τον τύπο της εγκατάστασης).
5. Η περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να πωληθεί σε γειτονικά σπίτια.

Όσον αφορά τα μειονεκτήματα – σοβαρό εμπόδιο για την αποδοτική λειτουργία του εξοπλισμού μπορεί να αποτελέσει η ανεπαρκής ταχύτητα ροής. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να κατασκευαστούν βοηθητικές εγκαταστάσεις, που συνεπάγονται πρόσθετο κόστος.

Εάν η δυνητική ενέργεια του κοντινού ποταμού, με έναν κατά προσέγγιση υπολογισμό, δεν επαρκεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε ποσότητα επαρκή για πρακτική χρήση, θα πρέπει να εξεταστούν τρόποι κατασκευής ανεμογεννητριών. Μια ανεμογεννήτρια θα αποτελέσει μια αποτελεσματική προσθήκη.

Μέτρηση της ισχύος του υδάτινου ρεύματος

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να γίνει για να σκεφτούμε τον τύπο και τον τρόπο εγκατάστασης του σταθμού είναι να μετρήσουμε την ταχύτητα ροής του νερού στην επιλεγμένη πηγή.

Ο απλούστερος τρόπος είναι να ρίξετε ένα ελαφρύ αντικείμενο (π.χ. μια μπάλα του τένις, ένα κομμάτι φελιζόλ ή ένα ψαράδικο φλοτέρ) στο ρεύμα και να χρονομετρήσετε με ένα χρονόμετρο το χρόνο που χρειάζεται για να διανύσει μια απόσταση μέχρι κάποιο σημείο αναφοράς. Η τυπική απόσταση για την «κολύμβηση» είναι 10 μέτρα.

Εάν το υδάτινο σώμα βρίσκεται λίγο μακριά από το σπίτι, μπορείτε να κατασκευάσετε ένα κανάλι εκτροπής ή έναν αγωγό, και ταυτόχρονα να φροντίσετε για τις υψομετρικές διαφορές.

Τώρα διαιρέστε την απόσταση που διανύθηκε σε μέτρα με τον αριθμό των δευτερολέπτων – αυτή θα είναι η ταχύτητα ροής. Αλλά αν η λαμβανόμενη τιμή είναι μικρότερη από 1 m/sec, θα χρειαστεί να κατασκευαστούν τεχνητές κατασκευές για να επιταχυνθεί η ροή με υψομετρικές διαφορές.

Αυτό είναι εφικτό με τη χρήση αποσπώμενου φράγματος ή στενού σωλήνα αποστράγγισης. Αλλά χωρίς καλό ρεύμα, η ιδέα του υδροηλεκτρικού σταθμού θα πρέπει να εγκαταλειφθεί.

Κατασκευή ΥΗΣ με βάση τον υδροτροχό

Φυσικά, η συναρμολόγηση «στο πόδι» και η ανέγρση μιας τεράστιας κατασκευής που προορίζεται γιά την εξυπηρέτηση μιας επηχείρησης ή ενός οικισμού ακόμα και με δέκα σπίτια είναι μια ιδέα φανταστική. Αλλά η κατασκευή ενός μίνι υδροηλεκτρικού σταθμού με τα χέρια σας γιά εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας είναι απολύτως εφικτή. Μάλιστα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τόσο έτοιμα εξαρτήματα όσο και αυτοσχέδια υλικά.

Επομένως, ας εξετάσουμε βήμα προς βήμα την κατασκευή της απλούστερης κατασκευής – του υδροτροχού.

Απαραίτητα υλικά και εργαλεία

Για να φτιάξετε με τα χέρια σας ένα μίνι υδροηλεκτρικό σταθμό, πρέπει να προετοιμάσετε μια μηχανή συγκόλλησης, έναν γωνιακό λεαντήρα, ένα τρυπάνι και ένα σετ βοηθτικών εργαλείων – σφυρί, κατσαβίδι, χάρακα.

Από τα υλικά θα χρειαστούν:

• Γωνίες και λαμαρίνα πάχους τουλάχιστον 5 mm.
• Σωλήνες από PVC ή γαλβανισμένο χάλυβα γιά την κατασκευή των πτερυγίων.
• Γεννήτρια (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έτοιμη αγορασμένη ή να την φτιάξετε μόνοι σας, όπως σε αυτό το παράδειγμα).
• Δίσκοι φρένων.
• Άξονς και ρουλεμάν.
• Κόντρα πλακέ.
• Πολυστυρενική ρητίνη γιά την πλήρωση του ρότορα και του στάτορα.
• Χάλκινο σύρμα 15 mm γιά την αυτοσχέδια γεννήτρια.
• Μαγνήτες νεοδυμίου.

Λάβετς υπόψη ότι η κατασκευή του τρξού θα έρχεται συνεχώς σε επαφή με το νερό, επομένως τα μεταλλικά και ξύλινα στοιχεία πρέπει να επιλέγονται με προστασία από την υγρασία (ή να φροντίσετε μόνοι σας γιά τον εμποτισμό και το βάψιμό τους). Ιδανικά, το κόντρα πλακέ μπορεί να αντικατασταθεί με πλαστικό, αλλά τα ξύλινα μέρη είναι πιο εύκολο να βρεθούν και να διαμορφωθούν.

Συναρμολόγηση του τροχού και κατασκευή του ακροφυσίου

Βάση γιά τον ίδιο τον τροχό μπορούν να απστελέσουν δύο χάλυβδινοι δίσκοι ίδιας διαμέτρου (αν είναι δυνατόν να βρεθεί ένα χάλυβδινο τύμπανο από καλώδιο – εξαιρετικό, αυτό θα επιταχύνει πολύ τη διαδικασία συναρμολόγησης).

Αλλά αν δεν υπάρχει μέταλλό στα αυτοσχέδια υλικά, μπορείτε να κόψετε κύκλους και από αδιάβροχο κόντρα πλακέ, αν και η αντοχή και η διάρκεια ζωής ακόμη και του επεξεργασμένου ξύλου δεν συγκρίνονται με τον χάλυβα. Στη συνέχεια, σε έναν από τους δίσκους πρέπει να κόψετε μια στρογγυλή οπή γιά την εγκατάσταση της γεννήτριας.

Στη συνέχεια κατασκευάζονται τα πτερύγια, και χρειάζονται τουλάχιστον 16 τεμάχια. Για αυτό, οι γαλβανισμένοι σωλήνες κόβονται κατά μήκος σε δύο ή τέσσερς μέρη (ανάλγα με τη διάμετρο). Στη συνέχεια, τα σημεία κοπής και η ίδια η επιάφανια των πτερυγίων πρέπει να τρυφθούν γιά να μειωθούν οι απώλεις ενέργειας από την τριβή.

Τα πτερύγια τοποθετούνται υπό γωνία περίπου 40-45 μοιρών – αυτό θα βοηθήσει στην αύξηση της επιάφανειας στην οποία θα ασκηθεί η δύναμη της ροής.

Η απόσταση μεταξύ των δύο πλευρικών δίσκων πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πλησιέστερη στο μήκος των πτερυγίων. Για να σημειώσετε τη θέση γιά τη μελλοντική τοποθέτηση των πλήμνων, συνιστάται να φτιάξετε ένα πρότπο από κόντρα πλακέ, στο οποίο θα σημειώνονται η θέση γιά κάθε μέρος και οι οπές γιά τη στερέωση του τροχού στη γεννήτρια. Η έτοιμη σήμανση μπορεί να στερεωθεί στην εξωτερική πλευρά ενός από τους δίσκους.

Στη συνέχεια, οι δακτύλιοι τοποθετούνται παράλληλα μεταξύ τους με ράβδους πλήρους σπειρώματος, και τα πτερύγια συγκολλούνται ή στερεώνονται με μπουλόνια στις επιθυμητές θέσεις. Το τύμπανο θα περιστρέφεται σε ρουλεμάν, και ως στήριγμα χρησιμοποιείται ένα πλαίσιο από γωνίες ή σωλήνες μικρής διαμέτρου.

Σε αυτό το στάδιο, η συναρμολόγηση του τυμπάνου μπορεί να θεωρηθεί ολοκληρωμένη. Απομένει να το εξοπλίσετε με μια αυτοσχέδια γεννήτρια και ένα ακροφύσιο που κατευθύνει τη ροή του νερού.

Το ακροφύσιο προορίζεται για υδάτινες πηγές τύπου καταρράκτη – μια τέτοια διάταξη επιτρέπει τη μέγιστη αξιοποίηση της ενέργειας της ροής. Αυτό το βοηθητικό στοιχείο κατασκευάζεται κάμπτοντας λαμαρίνα και στη συνέχεια συγκολλώντας τις ραφές, και έπειτα τοποθετείται σε σωλήνα.

Ωστόσο, εάν στην περιοχή σας ρέει ένας ποταμός πεδιάδας χωρίς ορμητικά σημεία και άλλα υψομετρικά εμπόδια, αυτό το εξάρτημα δεν είναι απαραίτητο.

Είναι σημαντικό το πλάτος του ανοίγματος εξόδου του ακροφυσίου να αντιστοιχεί στο πλάτοσ του ίδίου του τροχού, διαφορετικά μέρος της ροής θα πηγαίνει «στο κενό», χωρίς να χτυπά τα πτερύγια.

Τώρα, ο τροχός πρέπει να τοποθετηθεί στον άξονα και να εγκατασταθεί σε ένα στήριγμα από συγκολλημένες ή βιδωμένες γωνίες. Απομένει να κατασκευαστεί η γεννήτρια (ή να εγκατασταθεί μια έτοιμη) και μπορείτε να πάτε στο ποτάμι.

Αυτοσχέδια γεννήτρια

Για την κατασκευή της αυτοσχέδιας γεννήτριας, πρέπει να γίνει η περίλιξη και η χύση του στάτορα, για το οποίο χρειάζονται πηγία με 125 σπείρες χάλκινου σύρματος έκαστο στο πηγίο. Μετά τη σύνδεσή τους, όλη η κατασκευή χύνεται με πολυεστερική ρητίνη.

Κάθε φάση αποτελείται από τρία διαδοχικά συνδεδεμένα πηνία, επομένως η σύνδεση μπορεί να γίνει σε σχήμα αστέρα ή τριγώνου με μερικές εξωτερικές εξόδου

Τώρα πρέπει να προετοιμάσετε ένα πρότυπο από κόντρα πλακέ του ίδιου μεγέθους με το δίσκο φρένου.

Σε ένα ξύλινο δακτύλιο γίνεται σήμανση και δημιουργούνται εγκοπές για την τοποθέτηση μαγνητών (σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιήθηκαν μαγνήτες νεοδυμίου με πάχος 1,3 εκ., πλάτος 2,5 εκ. και μήκος 5 εκ.). Στη συνέχεια, ο ρότορας που προκύπτει χύνεται επίσης με ρητίνη και μετά το στέγνωμα συνδέεται με το τύμπανο του τροχού.

Ο υδροτροχός με ρότορα από δίσκους φρένου και γεννήτρια από πηνία χάλκινου σύρματος – βαμμένος, ευπαρουσίαστος και έτοιμος για λειτουργία.

Τέλος, τοποθετείται ένα αλουμινένιο περίβλημα με αμπερόμετρο, που καλύπτει τους ανορθωτές. Η λειτουργία αυτών των στοιχείων είναι η μετατροπή του τριφασικού ρεύματος σε συνεχές.

Μετά την τοποθέτηση του τροχού στο ρέμα ενός μικρού ποταμού με καταρράκτη ή απαγωγό σωλήνα, μπορείτε να αναμένετε μια απόδοση του μικρού υδροηλεκτρικού σταθμού 1,9Α * 12V σε 110 στροφές ανά λεπτό.

Για να μην εισέρχονται φύλλα, άμμος και άλλα σκουπίδια που μεταφέρονται με τη ροή στον τροχό, καλό είναι να τοποθετήσετε ένα προστατευτικό δίχτυ μπροστά από τη διάταξη.

Μπορείτε επίσης να πειραματιστείτε με τα διάκενα μεταξύ των μαγνητών και των πηνίων με αυξημένο αριθμό στροφών για να αυξήσετε την απόδοση του υδροηλεκτρικού σταθμού.

Για όλους τους τύπους εναλλακτικών πηγών ενέργειας θα μάθετε, διαβάζοντας το άρθρο που είναι αφιερωμένο στην ενσωμάτωση των “πράσινων τεχνολογιών” στην καθημερινή ζωή.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Βίντεο #1. Παράδειγμα λειτουργούσας υδροηλεκτρικής εγκατάστασης με αυτοσχέδια γεννήτρια βασισμένη σε τριφασικό κινητήρα:

Βίντεο #2. Μικρο-Υδροηλεκτρικός Σταθμός, κατασκευασμένος με βάση την αρχή του υδάτινου τροχού:

Βίντεο #3. Σταθμός βασισμένος σε ποδηλατική ρόδα – μια ενδιαφέρουσα λύση για το πρόβλημα της ενεργειακής τροφοδοσίας σε διακοπές μακριά από τον πολιτισμό:

Όπως βλέπετε, η κατασκευή ενός μικρού υδροηλεκτρικού σταθμού με τα χέρια σας δεν είναι τόσο δύσκολη. Αλλά επειδή οι περισσότεροι υπολογισμοί και παράμετροι για τα εξαρτήματά του καθορίζονται «με το μάτι», θα πρέπει να είστε προετοιμασμένοι για πιθανές βλάβες και σχετικά έξοδα.

Αν αισθάνεστε έλλειψη γνώσης και εμπειρίας σε αυτόν τον τομέα, αξίζει να εμπιστευτείτε ειδικούς που θα πραγματοποιήσουν όλους τους απαραίτητους υπολογισμούς, θα προτείνουν τον βέλτιστο εξοπλισμό για την περίπτωσή σας και θα τον εγκαταστήσουν ποιοτικά.

Παρακαλούμε γράψτε σχόλια στο παρακάτω πλαίσιο. Μοιραστείτε ενδιαφέρουσες πληροφορίες και χρήσιμες συστάσεις, αφήστε θεματικές φωτογραφίες. Ίσως θέλετε να μας πείτε πώς κατασκευάσατε με τα χέρια σας έναν λειτουργικό υδροηλεκτρικό σταθμό σε εξοχικό οικόπεδο; Θα χαρούμε να διαβάσουμε την ιστορία σας για τη διαδικασία κατασκευής και λειτουργίας.