Maliit na hydroelectric plant - mga uri at proyekto

Ang mga hydroelectric na halaman ay isang hanay ng mga bahagi na magkakaugnay at nagsisilbing convert ng enerhiya (kinetic at potensyal) sa elektrikal na enerhiya o kabaliktaran.

Ayon sa umiiral na pag-uuri, ang mga maliliit ay hydroelectric power plants (HPP) kapangyarihan hanggang 10-15 MW, kabilang ang:

• maliliit na hydropower plant - mula 1 hanggang 10 MW.

• mini-hydroelectric plant - mula 0.1 hanggang 1 MW.

• micro-hydroelectric plant — na may kapasidad na hanggang 0.1 MW.

Ang daloy at ulo ay gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa kapasidad ng isang hydroelectric plant. Ang daloy at presyon ay kinokontrol gamit ang isang supply ng tubig na paunang naipon sa itaas na bahagi ng tubig. Ang mas maraming tubig sa tangke, mas mataas ang antas ng presyon ng tubig at, nang naaayon, ang ulo.

Ang pinagmumulan ng potensyal na hydropower na ginagamit sa hydropower ay malalaking daluyan at maliliit na ilog, mga sistema ng irigasyon at suplay ng tubig, slope runoff ng mga glacier at permanenteng snow.Ang mga HPP ay pangunahing naiiba sa isa't isa sa paraan ng paggawa nila ng presyon, ang antas ng regulasyon ng daloy, ang uri ng naka-install na pangunahing kagamitan, ang pagiging kumplikado ng paggamit ng daloy ng tubig (single o multi-functional), atbp.

Ang maliliit na hydropower plant (maliit na hydroelectric plants) ay gumaganap ng isang partikular na mahalagang papel sa pagbibigay ng kuryente sa mga autonomous na consumer na nakakalat sa malayo sa mga linya ng kuryente. Tinatalakay ng artikulo ang mga karaniwang proyekto na gumagamit ng enerhiya ng maliliit na batis.

Ang setup para sa paggamit ng kasalukuyang kapaligiran ay ipinapakita sa Fig. 1 a. Ito ay gumagana bilang mga sumusunod. Kapag ang mga vertical vane 1 ay naiimpluwensyahan ng dumadaloy na daluyan, isang hydrodynamic na puwersa ang nangyayari na nagtutulak sa mga ballast rim. Sa pamamagitan ng kinematic link 3, ang suporta ay nagpapadala ng metalikang kuwintas sa generator shaft, habang ang generator mismo ay nananatiling nakatigil. Ang hydroelectric plant na ito ay nagpapatakbo sa mga daluyan ng tubig sa mababang lupa na ang laki at enerhiya ay tumutukoy sa kapasidad nito.

kanin. 1. Mga scheme ng pagpapatakbo ng flat hydroelectric plant: a) flat hydroelectric plant, b) b) hydroelectric plant.

Ang hydroelectric plant (Fig. 1, b), habang gumagalaw, ay gumagamit ng enerhiya ng likido sa pamamagitan ng impeller 6. Ang impeller 1 ay naglalaman ng isang baras at mga vanes na matatagpuan dito. Ang pag-install ay naka-mount sa isang frame 7 na naayos sa mga pontoon 6. Ang mga blades, na patayo na nakahilig sa direksyon ng daloy ng tubig, ay nagbabago ng kanilang oryentasyon sa daloy sa tulong ng gulong 4.

Ang isa sa mga blades ay gawa sa isang pinagsama-samang magkakaugnay na panloob at panlabas na mga bahagi, na mayroong isang transverse connector na matatagpuan sa isang anggulo sa axis, at pinahina ng isang nababanat na pad na inilagay sa pagitan ng mga bahagi at isang nababanat na koneksyon.Ang nababanat na koneksyon ay ginawa sa anyo ng isang pakete ng mga plato na nakaharap sa daloy ng daluyan, ng variable na haba, na sumusunod sa talim at nakikipag-ugnay sa panlabas na bahagi nito. Ang aparato ay nakatuon sa isang patag na daloy ng tubig. Ang mga inilapat na power generating machine ay maaaring magkasabay at asynchronous na uri.

Sa ipinapakita sa fig. 2, ang daloy ng likido mula sa control valve 1 ay halili na inililihis sa mga silid 2 at 3 at vice versa.

kanin. 2. Turbine sa daloy ng landas ng siphon

Ang pag-ikot ng paggalaw ng likido sa mga silid ay nagdudulot ng mga oscillations ng hangin at ang kanilang pag-apaw sa mga pipeline 4 at 6 na may pag-activate ng turbine 5 at ang generator na konektado dito. Upang mapabuti ang kahusayan ng buong aparato, ito ay naka-install sa daloy ng landas ng siphon. Ang mga kinakailangan para sa walang problema na operasyon ay dumadaloy na likido, malinis na walang malalaking fraction. Kailangan ng trash rack para sa pag-install na ito.

Ang isang lumulutang na water turbine na may lakas na 16 kW (Fig. 3) ay idinisenyo upang i-convert ang kinetic energy ng daloy sa mekanikal at pagkatapos ay sa elektrikal na enerhiya. Ang turbine ay isang pinahabang pabilog na elemento na gawa sa liwanag (mas magaan kaysa tubig) na materyal na may helical fins sa ibabaw. Ang elemento ay sinuspinde sa magkabilang panig ng mga rod na nagpapadala ng metalikang kuwintas sa generator.

Fig. 3. Lumulutang na turbine ng tubig

Ang hydraulic power plant (Fig. 4) ay idinisenyo upang makabuo ng kuryente sa pamamagitan ng isang mini-generator, na pinaikot sa pamamagitan ng walang katapusang drive belt 1 na may mga water bucket 2 na matatagpuan dito. Ang isang belt 1 na may mga bucket 2 ay naka-mount sa isang frame 3 kayang dalhin sa alon. Ang frame 3 ay nakakabit sa isang suporta 4 kung saan matatagpuan ang generator 5.

Ang mga balde ay matatagpuan sa labas ng sinturon na ang mga bukas na gilid ay nakaharap sa pahalang na direksyon ng daloy ng tubig.Ang bilang ng mga balde ay tinutukoy ng kondisyon para sa pagtiyak ng pag-ikot ng generator. Posible ang isang variant ng paggamit ng isang "hagdan" na uri ng aparato na may mga nakakabit na blades.

kanin. 4. Pagpupulong ng sinturon at balde

Ang aparato para sa paggamit ng kinetic energy ng mga daloy ay binubuo ng mga vertical cylinder na matatagpuan sa tubig sa kabaligtaran ng mga bangko, kung saan inilalagay ang isang roller (Larawan 5).

kanin. 5. Pag-install ng micro dam

Ang mga blades ay naka-mount sa pagitan ng upper at lower axis ng roller. Dahil sa anggulo ng pag-atake sa pagitan ng mga vanes at ng velocity vector, ang umaagos na tubig ay nagtutulak sa mga cylinder sa pag-ikot, at sa pamamagitan ng roller, isang generator na bumubuo ng kuryente.

Ang aparato para sa paggamit ng enerhiya ng mga daloy ay binubuo ng isang impeller 1 na matatagpuan patayo sa daloy ng tubig, na may hinged vanes 2 sa itaas na 1 at mas mababang 3 rims (Fig. 6). Ang itaas na gilid 1 ay konektado sa generator 4. Ang posisyon ng mga vanes 2 ay kinokontrol ng mismong daloy: patayo sa daloy sa harap at kahanay sa paggalaw ng upstream.

kanin. 6. Isang aparato na nagko-convert ng enerhiya ng daloy ng tubig

Ang manggas na micro-hydroelectric power plant 1 kW (MHES-1) ay binubuo ng isang turbine sa anyo ng isang squirrel wheel 1, isang guide vane 2, isang flexible pipeline 3 na may diameter na 150 mm, isang water suction device 4 , isang generator 5, isang control unit 6 at frame 7 (Larawan 7).

kanin. 7. Bushing micro hydropower 1 kW

Ang operasyon ng MicroHPP na ito ay isinasagawa bilang mga sumusunod: ang water intake device 4 ay tumutuon sa hydraulic medium at sa pamamagitan ng pipeline 3 ay nagbibigay ng pagkakaiba sa taas sa pagitan ng itaas na antas ng tubig at ang gumaganang turbine 1, ang pakikipag-ugnayan ng isang tiyak na presyon ng hydraulic fluid sa turbine ay nagtutulak sa huli sa pag-ikot.Ang torque ng turbine 1 ay ipinapadala sa electric generator.

Ang isang siphon hydroelectric plant (Larawan 8) ay ginagamit kung saan mayroong isang patak ng hydraulic fluid sa taas na 1.75 m mula sa dam o bilang resulta ng mga natural na kondisyon.

kanin. 8. Siphon hydraulic unit

Ang pagpapatakbo ng mga pag-install na ito ay ang mga sumusunod: ang pagpasa ng hydraulic fluid sa pamamagitan ng turbine 1 ay tumataas sa tuktok ng dam, fig. 9, ang metalikang kuwintas ay ipinapadala sa pamamagitan ng baras 2 at ang belt gear 3 sa electric generator 4. Ang ginugol na likidong daluyan ay pumapasok sa likod ng tubig sa pamamagitan ng lumalawak na linya ng tubig.

Ang isang mababang presyon ng micro-hydroelectric na pag-install (Larawan 9) ay nagpapatakbo sa isang nominal na ulo ng likidong haligi na hindi bababa sa H = 1.5 m. Habang bumababa ang droop, bumababa ang output power. Ang inirekumendang taas ng drop ay 1.4-1.6 m.

kanin. 9. Low pressure hydroelectric plant

Ang prinsipyo ng operasyon ay batay sa pakikipag-ugnayan ng hydraulic fluid na may potensyal na enerhiya, na-convert sa rotary at pagkatapos ay sa electrical form. Sa suction device 1, ang likido ay pumapasok sa turbine 2, ang likido ay pre-vortexed at, higit na tumagos sa branch pipe dahil sa bumabagsak na likido, nakikipag-ugnayan sa mga blades ng turbine 2, na-convert ang kinetic energy ng likido sa isang metalikang kuwintas sa baras 3, pagkatapos ay sa electric generator.

Ang bigat ng istasyon ng mababang presyon ay 16 kg na may kapangyarihan P = 200 W. Ang propeller semi-direct hydropower converter ay binubuo ng isang pressure pipeline 1, isang guide grid 2, isang propeller turbine 3, isang rounded outlet channel 4, isang metalikang kuwintas transmission shaft 5 at electric generator 6 (fig. 10).

kanin. 10. Semi-direct flow converter

Ang de-koryenteng kapangyarihan ng disenyo na ito ay nasa hanay na 1-10 kW na may pagkakaiba sa taas Nm = 2.2-5.7 m. Pagkonsumo ng tubig QH = 0.05-0.21 m 3m / s. Ang pagkakaiba sa taas Nm = 2.2-5.7 m. Ang bilis ng pag-ikot ng turbine ay wn = 1000 rpm.

Ang capsule hydraulic converter batay sa 2PEDV-22-219 electric motor (Fig. 11) ay gumagana nang katulad sa nakaraang hydroelectric power plant na may head H = 2.5-6.3 m at isang water flow rate Q = 0.005-0.14 m 3 / s Kapangyarihan ng kuryente 1-5 kW. Ang diameter ng mga water turbine ay mula 0.2 hanggang 0.254 m. Ang diameter ng hydraulic wheel ay Dk = 0.35-0.4 m.

kanin. 11. Capsule micro-hydroelectric plant

Ang direktang daloy ng hydraulic converter (Fig. 12) ay binubuo ng isang propeller turbine 1, isang guide grid 2, isang torque transmission shaft 3, isang electric generator 4, isang pipeline ng tambutso 5. Gumagana ito gamit ang isang pipeline ng presyon.

kanin. 12. Direktang daloy ng hydraulic converter

Ang hydroconverter (Larawan 13) ay idinisenyo upang i-convert ang enerhiya ng isang mabilis na gumagalaw na likidong daluyan sa elektrikal na enerhiya.

kanin. 13. Hydraulic energy converter para sa mabilis na daloy ng tubig

Ito ay binubuo ng isang propeller turbine 1, na matatagpuan sa isang kapsula 2, at naka-install sa mga agos ng tubig na tinatawag na «mabilis na alon». Ang kapsula ay matatagpuan sa guide vane 4, na naka-mount sa loob ng fluid medium. Ang metalikang kuwintas mula sa turbine ay ipinadala sa baras 5, at pagkatapos ay sa electric generator 6.