Pravidelné zvyšovanie cien elektriny núti mnohých uvažovať o alternatívnych zdrojoch elektriny. Jedným z najlepších riešení je v tomto prípade vodná elektráreň. Hľadanie riešenia tohto problému sa netýka len rozsahu krajiny. Čoraz častejšie môžete vidieť mini-vodné elektrárne pre dom (chatu). Náklady v tomto prípade budú len na výstavbu a údržbu. Nevýhodou takejto konštrukcie je, že jej výstavba je možná len za určitých podmienok. Vyžaduje sa prietok vody. Okrem toho si výstavba tejto stavby vo vašom dvore vyžaduje povolenie od miestnych úradov.
Schéma malej vodnej elektrárne
Princíp fungovania vodnej elektrárne pre dom je pomerne jednoduchý. Schéma štruktúry je nasledovná. Voda padá na turbínu a spôsobuje rotáciu lopatiek. Tie zase v dôsledku krútiaceho momentu alebo poklesu tlaku poháňajú hydraulický pohon. Z nej sa prijatá energia prenáša do elektrického generátora, ktorý generujeelektrina.
V súčasnosti sa hydroelektráreň najčastejšie dopĺňa o riadiaci systém. To umožňuje dizajnu pracovať v automatickom režime. V prípade potreby (napríklad pri nehode) je možné prepnúť na manuálne ovládanie.
Rôzne mini-vodné elektrárne
Treba si uvedomiť, že mini-vodné elektrárne môžu produkovať nie viac ako tri tisícky kilowattov. Toto je maximálny výkon takejto štruktúry. Presná hodnota bude závisieť od typu HPP a konštrukcie použitého zariadenia.
V závislosti od typu prietoku vody sa rozlišujú tieto typy staníc:
- Kanál, charakteristický pre nížiny. Sú inštalované na riekach s nízkym prietokom.
- Stacionárne využitie energie vodných riek s rýchlym tokom vody.
- HPP inštalované v miestach, kde prietok vody klesá. Najčastejšie sa vyskytujú v priemyselných organizáciách.
- Mobilné, ktoré sú vyrobené pomocou vystuženého rukávu.
Na výstavbu vodnej elektrárne stačí aj malý potôčik pretekajúci areálom. Majitelia domov s centrálnou vodou by nemali zúfať.
Jedna z amerických spoločností vyvinula stanicu, ktorú je možné zabudovať do vodovodného systému doma. Vo vodovodnom systéme je zabudovaná malá turbína, ktorá sa uvádza do pohybu prúdom vody pohybujúcim sa gravitáciou. Spomaľuje rýchlosťprietok vody, ale znižuje náklady na elektrickú energiu. Okrem toho je táto inštalácia úplne bezpečná.
V kanalizačnom potrubí sa stavajú dokonca aj mini-vodné elektrárne. Ale ich výstavba si vyžaduje vytvorenie určitých podmienok. Voda cez potrubie by mala prúdiť prirodzene kvôli sklonu. Druhou požiadavkou je, že priemer potrubia musí byť vhodný pre zariadenie. A to sa nedá urobiť v rodinnom dome.
Klasifikácia mini HPP
Mini vodné elektrárne (domy, v ktorých sa využívajú sú väčšinou súkromného sektora) sú najčastejšie jedného z nasledujúcich typov, ktoré sa líšia princípom činnosti:
- Vodné koleso je tradičný typ a najjednoduchšie sa vyrába.
- Vrtuľa. Používa sa v prípadoch, keď má rieka kanál so šírkou viac ako desať metrov.
- Veniec je inštalovaný na riekach s miernym prietokom. Na zvýšenie rýchlosti prúdenia vody sa používajú ďalšie konštrukcie.
- Rotor Darrieus sa zvyčajne inštaluje v priemyselných závodoch.
Tieto možnosti sú bežné, pretože si nevyžadujú výstavbu priehrady.
Vodné koleso
Ide o klasický typ vodnej elektrárne, ktorá je najobľúbenejšia pre súkromný sektor. Mini vodné elektrárne tohto typu sú veľké koleso, ktoré sa môže otáčať. Jeho čepele sú spustené do vody. Zvyšok konštrukcie je nad kanálom, čo núti celý mechanizmus pohybovať sa. Mocsa prenáša cez hydraulický pohon do generátora, ktorý generuje prúd.
Stanica vrtule
Na ráme vo vertikálnej polohe je rotor a podvodný veterný mlyn, spustené pod vodou. Veterný mlyn má lopatky, ktoré sa otáčajú vplyvom prúdu vody. Najlepší odpor poskytujú lopatky široké dva centimetre (s rýchlym tokom, ktorých rýchlosť však nepresahuje dva metre za sekundu).
V tomto prípade sa čepele uvedú do pohybu v dôsledku výslednej zdvíhacej sily, a nie v dôsledku tlaku vody. Okrem toho je smer pohybu lopatiek kolmý na smer prúdenia. Tento proces je podobný ako pri veterných elektrárňach, funguje len pod vodou.
Garland HPP
Tento typ mini-vodnej elektrárne je kábel natiahnutý cez lôžko a upevnený v axiálnom ložisku. Turbíny malej veľkosti a hmotnosti (hydraulické rotory) sú na ňom zavesené a pevne pripevnené vo forme girlandy. Skladajú sa z dvoch polvalcov. V dôsledku zarovnania osí sa pri spúšťaní do vody v nich vytvára krútiaci moment. To vedie k tomu, že sa kábel ohýba, naťahuje a začína sa otáčať. V tejto situácii možno kábel prirovnať k hriadeľu, ktorý slúži na prenos energie. Jeden koniec lana je pripojený k prevodovke. Sila je naň prenášaná rotáciou lana a hydraulických rotorov.
Prítomnosť niekoľkých „girlandov“pomôže zvýšiť výkon stanice. Môžu byť navzájom prepojené. Ani to sa veľmi nezlepšuje.efektívnosti tejto HPP. Toto je jedna z nevýhod takejto štruktúry.
Ďalšou nevýhodou tohto druhu je nebezpečenstvo, ktoré predstavuje pre ostatných. Tento druh stanice je možné použiť iba na opustených miestach. Výstražné značky sú povinné.
Rotor Daria
Mini-vodná elektráreň pre súkromný dom tohto typu je pomenovaná po svojom developerovi - Georgesovi Darierovi. Tento dizajn bol patentovaný v roku 1931. Je to rotor s lopatkami. Pre každú z čepelí sa potrebné parametre vyberajú individuálne. Rotor je spustený pod vodu vo vertikálnej polohe. Lopatky sa otáčajú v dôsledku poklesu tlaku, ku ktorému dochádza pri pôsobení vody tečúcej po ich povrchu. Tento proces je podobný vztlakovej sile, ktorá spôsobuje vzlet lietadiel.
Tento typ HPP má dobrý index účinnosti. Druhou výhodou je, že na smere toku nezáleží.
Z nevýhod tohto typu elektrární možno vyzdvihnúť zložitú konštrukciu a náročnú inštaláciu.
Výhody malých vodných elektrární
Bez ohľadu na typ konštrukcie majú mini vodné elektrárne množstvo výhod:
- Šetrné k životnému prostrediu, neprodukujú škodlivé látky pre ovzdušie.
- Proces výroby elektriny je bezhlučný.
- Voda zostáva čistá.
- Elektrina sa generuje neustále, bez ohľadu na dennú dobu alebo poveternostné podmienky.
- Aj malý prúd stačí na vybavenie stanice.
- Prebytky elektriny možno predať susedom.
- Nepotrebujete veľa dokumentácie o povolení.
Urob si sám mini vodná elektráreň
Vodnú stanicu na výrobu elektriny si môžete postaviť sami. Pre súkromný dom stačí dvadsať kilowattov za deň. Túto hodnotu zvládne aj mini-vodná elektráreň svojpomocne. Malo by sa však pamätať na to, že tento proces sa vyznačuje množstvom funkcií:
- Presné výpočty sa robia ťažko.
- Rozmery, hrúbka prvkov sa vyberá "od oka", len empiricky.
- Improvizovaným štruktúram chýbajú ochranné prvky, čo má za následok časté poruchy a súvisiace náklady.
Preto, ak v tejto oblasti nie sú žiadne skúsenosti a určité znalosti, je lepšie opustiť myšlienku tohto druhu. Môže byť lacnejšie kúpiť hotovú stanicu.
Ak sa stále rozhodnete robiť všetko vlastnými rukami, musíte začať meraním rýchlosti toku vody v rieke. Koniec koncov, záleží na sile, ktorú je možné získať. Ak je rýchlosť nižšia ako jeden meter za sekundu, potom výstavba mini-vodnej elektrárne na tomto mieste nebude opodstatnená.
Ďalším krokom, ktorý by ste nemali vynechať, sú výpočty. Je potrebné starostlivo vypočítať výšku nákladov, ktoré budú vynaložené na výstavbu stanice. V dôsledku toho sa môže ukázať, že vodná energia nie je najlepšou možnosťou. Potom by ste mali venovať pozornosť iným typom alternatívnej elektriny.
Mini vodná elektráreň by mohla byť tým najlepším riešením na úsporu nákladovna elektrinu. Pre jeho výstavbu je potrebné mať v blízkosti domu rieku. V závislosti od požadovaných vlastností si môžete vybrať vhodnú verziu vodnej elektrárne. So správnym prístupom môžete dokonca vytvoriť takúto štruktúru vlastnými rukami.
