Pravidelný růst cen elektřiny nutí mnohé přemýšlet o alternativních zdrojích elektřiny. Jedním z nejlepších řešení je v tomto případě vodní elektrárna. Hledání řešení tohoto problému se netýká pouze velikosti země. Stále častěji můžete vidět mini-vodní elektrárny pro domácnost (chatu). Náklady v tomto případě budou pouze na výstavbu a údržbu. Nevýhodou takové konstrukce je, že její stavba je možná pouze za určitých podmínek. Je vyžadován průtok vody. Kromě toho stavba této stavby na vašem dvoře vyžaduje povolení od místních úřadů.
Schéma malé vodní elektrárny
Princip fungování vodní elektrárny pro domácnost je poměrně jednoduchý. Schéma struktury je následující. Voda padá na turbínu a způsobuje rotaci lopatek. Ty zase v důsledku točivého momentu nebo poklesu tlaku pohánějí hydraulický pohon. Z něj je přijatý výkon přenášen do elektrického generátoru, který generujeelektřina.
V současnosti je hydroelektrárna nejčastěji doplněna o řídicí systém. To umožňuje návrhu pracovat v automatickém režimu. V případě potřeby (například nehody) je možné přepnout na ruční ovládání.
Růdy malých vodních elektráren
Mělo by být jasné, že mini-vodní elektrárny mohou produkovat maximálně tři tisíce kilowattů. To je maximální výkon takové struktury. Přesná hodnota bude záviset na typu HPP a konstrukci použitého zařízení.
V závislosti na typu průtoku vody se rozlišují následující typy stanic:
- Kanál, charakteristický pro roviny. Jsou instalovány na řekách s nízkým průtokem.
- Stacionární využití energie vodních řek s rychlým proudem vody.
- HPP instalované v místech, kde klesá průtok vody. Nejčastěji se vyskytují v průmyslových organizacích.
- Mobilní, které jsou vyrobeny pomocí zesíleného rukávu.
Pro stavbu vodní elektrárny stačí i malý potok protékající areálem. Majitelé domů s centrální vodou by neměli zoufat.
Jedna z amerických společností vyvinula stanici, kterou lze zabudovat do systému zásobování vodou doma. Ve vodovodním systému je zabudována malá turbína, která se uvádí do pohybu prouděním vody pohybujícím se gravitací. Zpomaluje rychlostprůtok vody, ale snižuje náklady na elektřinu. Tato instalace je navíc zcela bezpečná.
Dokonce se v kanalizačním potrubí staví minivodní elektrárny. Ale jejich konstrukce vyžaduje vytvoření určitých podmínek. Voda potrubím by měla proudit přirozeně díky sklonu. Druhým požadavkem je, že průměr potrubí musí být vhodný pro zařízení. A to nelze udělat v rodinném domě.
Klasifikace mini HPP
Mini vodní elektrárny (domy, ve kterých se používají jsou většinou soukromého sektoru) jsou nejčastěji jednoho z následujících typů, které se liší principem činnosti:
- Vodní kolo je tradiční typ a jeho výroba je nejjednodušší.
- Vrtule. Používá se v případech, kdy má řeka kanál o šířce větší než deset metrů.
- Věnec je instalován na řekách s mírným průtokem. Ke zvýšení rychlosti proudění vody se používají další konstrukce.
- Rotor Darrieus se obvykle instaluje v průmyslových závodech.
Tyto možnosti jsou běžné, protože nevyžadují stavbu přehrady.
Vodní kolo
Jedná se o klasický typ vodní elektrárny, která je nejoblíbenější pro soukromý sektor. Mini vodní elektrárny tohoto typu jsou velké kolo, které se může otáčet. Jeho čepele jsou spuštěny do vody. Zbytek konstrukce je nad kanálem, což nutí celý mechanismus k pohybu. Napájeníje přenášen přes hydraulický pohon do generátoru, který generuje proud.
Stanice vrtule
Na rámu ve svislé poloze je rotor a podvodní větrný mlýn spuštěný pod vodou. Větrný mlýn má lopatky, které se otáčejí vlivem proudění vody. Nejlepší odpor kladou lopatky široké dva centimetry (s rychlým tokem, jehož rychlost však nepřesahuje dva metry za vteřinu).
V tomto případě se nože uvádějí do pohybu v důsledku výsledné zvedací síly, nikoli v důsledku tlaku vody. Navíc směr pohybu lopatek je kolmý ke směru proudění. Tento proces je podobný jako u větrných elektráren, funguje pouze pod vodou.
Garland HPP
Tento typ mini-vodní elektrárny je kabel natažený přes postel a upevněný v axiálním ložisku. Turbíny malých rozměrů a hmotnosti (hydraulické rotory) jsou na něm zavěšeny a pevně upevněny ve formě girlandy. Skládají se ze dvou půlválců. Kvůli vyrovnání os, když jsou spuštěny do vody, v nich vzniká točivý moment. To vede k tomu, že se kabel ohne, natáhne a začne se otáčet. V této situaci lze kabel přirovnat k hřídeli, která slouží k přenosu výkonu. Jeden konec lana je připojen k převodovce. Síla je na něj přenášena rotací lanka a hydraulických rotorů.
Přítomnost několika "věnečků" pomůže zvýšit výkon stanice. Mohou být vzájemně propojeny. Ani to se moc nezlepšuje.účinnost této HPP. To je jedna z nevýhod takové struktury.
Další nevýhodou tohoto druhu je nebezpečí, které představuje pro ostatní. Tento druh stanice lze použít pouze na opuštěných místech. Výstražné značky jsou povinné.
Rotor Daria
Minivodní elektrárna pro soukromý dům tohoto typu je pojmenována po svém developerovi - Georgesi Darierovi. Tento design byl patentován v roce 1931. Je to rotor s lopatkami. Pro každou z lopatek jsou potřebné parametry vybrány individuálně. Rotor je spuštěn pod vodu ve svislé poloze. Lopatky se otáčejí v důsledku poklesu tlaku, ke kterému dochází působením vody proudící po jejich povrchu. Tento proces je podobný vztlakové síle, která způsobuje vzlet letadel.
Tento typ HPP má dobrý index účinnosti. Druhou výhodou je, že na směru proudění nezáleží.
Z nevýhod tohoto typu elektráren lze vyzdvihnout složitou konstrukci a obtížnou instalaci.
Výhody malých vodních elektráren
Bez ohledu na typ konstrukce mají minivodní elektrárny řadu výhod:
- Šetrné k životnímu prostředí, neprodukují škodlivé látky pro ovzduší.
- Proces výroby elektřiny je bezhlučný.
- Voda zůstává čistá.
- Elektřina se vyrábí neustále, bez ohledu na denní dobu nebo počasí.
- K vybavení stanice stačí i malý proud.
- Přebytky elektřiny lze prodat sousedům.
- Nepotřebujete mnoho dokumentace o povolení.
Udělej si sám mini vodní elektrárna
Můžete si sami postavit vodárenskou stanici na výrobu elektřiny. Pro soukromý dům stačí dvacet kilowattů za den. Tuto hodnotu zvládne i kutilská mini vodní elektrárna. Je však třeba mít na paměti, že tento proces se vyznačuje řadou funkcí:
- Přesné výpočty je obtížné provést.
- Rozměry, tloušťka prvků se vybírá "od oka", pouze empiricky.
- Improvizované konstrukce postrádají ochranné prvky, což má za následek časté poruchy a související náklady.
Pokud tedy v této oblasti nejsou žádné zkušenosti a určité znalosti, je lepší opustit myšlenku tohoto druhu. Může být levnější koupit hotovou stanici.
Pokud se přesto rozhodnete dělat vše vlastníma rukama, pak musíte začít měřením rychlosti proudění vody v řece. Ostatně záleží na síle, kterou lze získat. Pokud je rychlost menší než jeden metr za sekundu, pak se výstavba mini-vodní elektrárny na tomto místě neospravedlní.
Dalším krokem, který byste neměli vynechat, jsou výpočty. Je nutné pečlivě propočítat výši nákladů, které budou na stavbu stanice vynaloženy. V důsledku toho se může ukázat, že vodní energie není nejlepší variantou. Pak byste měli věnovat pozornost dalším typům alternativní elektřiny.
Mini vodní elektrárna by mohla být tím nejlepším řešením pro úsporu nákladůna elektřinu. Pro jeho stavbu je potřeba mít u domu řeku. V závislosti na požadovaných vlastnostech si můžete vybrat vhodnou verzi vodní elektrárny. Se správným přístupem můžete dokonce takovou strukturu vyrobit vlastníma rukama.
