Давным-давно, в незапамятные времена, когда мы только обосновались в тайге, было у нас в доме темно по вечерам. Летом-то ещё ничего, день длинный, ночь короткая, жить можно, а вот зимой... Сумерки начинаются в четыре часа вечера, а в пять – уже ночь на дворе. Мало того, что спать ещё неохота, но даже и по хозяйству управиться не успеть, ужин, там, приготовить, съесть его, в конце концов... темно! Пробовали обходиться разными способами: свечки (сразу выяснилось, что свечки продаются ужасного качества – больше обтекают и коптят, чем светят, а, стало быть, не напасёшься их); керосиновую лампу (стекла легко и быстро трескаются и разбиваются, а ещё быстро покрываются копотью и опять становится темно). Потом взяли с машины аккумулятор и повесили везде малюсенькие лампочки. О, как нам было светло – после свечек и керосинки! Одна беда – аккумулятор быстро разряжался и долго заряжался при помощи бензинового генератора, и очень быстро терял ёмкость от такого режима работы и приходил в негодность. Стало быть, все вышеперечисленные способы освещать нашу жизнь, были в той или иной мере неприемлемы.
И тут, в один прекрасный день, нам на глаза попалась вырезка из старого (за 80-какой-то год) журнала «Наука и жизнь» со статьёй об изобретателях рукавной микроГЭС.
МикроГЭС
Речь шла о разработке Киргизского научно-исследовательского отдела энергетики, запатентовавшим свое изобретение, когда Киргизия была еще одной из советских республик – в 1985 году. Их изобретение просто, как все гениальное, и в настоящий момент широко используется во всем мире – кроме России. То есть, в России тоже, говорят, где-то используется, и даже производится, но приживается как-то туговато. Изобретение это - рукавная ГЭС – заключается в следующем: по брезентовому (у разработчиков; а реально удобней пластиковый) составному рукаву общей длиной до 100м из ближайшего ручья на лопатки турбины направляется поток воды (разумеется, вниз по склону).
На фото виден шкив, соединяющий валы турбины и генератора. Видны и ярко горящие пятнадцать стоваттных лампочек. Оборудование и материалы, идущие на строительство такой ГЭС, суть вещи широко распространенные и недорогие, что позволяет сделать станцию кустарно, т.е., собственноручно. Основные технические параметры агрегата, изображенного на фото и на принципиальной схеме, таковы: мощность – 1,5 кВт, (у разных модификаций, разумеется, может быть и больше, и меньше).
Напряжение – 220, но может быть и 380 В, при частоте 50 Гц; кпд – 0,5; неплохо для такой маленькой ГЭС! Забавно, что до 1985 года ничего подобного создано не было, хотя сам принцип известен еще со времен Бернулли, эффект давления столба воды проходят в пятом классе, если не ошибаемся! Вот, основываясь на этой скромной информации, мы и начали наши эксперименты с добыванием электричества из подручных и подножных средств...
Первая наша ГЭС была создана лет семь назад. Обзаведясь семьюдесятью метрами пожарного шланга, мы начали наш скромный великий эксперимент. Шланг был проложен вдоль горного ручья, прямо в воде. Перепад воды между началом и концом шланга составил шесть метров. Расход воды в рукаве получился около 1,5 л/сек. Мощность, которую выдала наша ГЭС, составила аж 35 Ватт!:-). В конструкции гидроагрегата была использована маленькая турбинка воздухонагнетателя от охлаждения бензинового двигателя, а низкооборотистый генератор – от дизельного трактора (мощностью 700 Вт).
Корпус изготовлен из рабочей ёмкости старой стиральной машинки. Расход воды в этой ГЭС регулировался сменным диффузором на выходе из шланга. Набор сменных диффузоров вы видите на фото в маленькой коробочке.
Эта ГЭС благополучно заряжала автомобильный аккумулятор емкостью 55 ампер-часов в течение трёх месяцев, потом наступили сильные холода и вода в шлангах замёрзла... Пару раз их пытались оттаивать в бане :), что, как вы можете себе представить, было очень непросто (только представьте себе ледяной цилиндр длиной 70м, заключённый в пожарный шланг, который из замерзшего ручья надо транспортировать в баню!). Но в январе мы сдались стихиям и опять завели генератор...
На следующий год мы докупили шлангов до общей протяжённости 400м и закопали их вдоль ручья. Получился перепад между началом и концом шланга 27 метров, при этом расход воды стал около 3-х литров. Эта ГЭС работала дольше, но зимой тоже замёрзла, - оказалось, что закапывать надо ещё более основательно... Эта ГЭС давала 150 Вт. То есть, сравнительно с количеством закопанных шлангов и затраченного труда, её кпд был слишком низким. Мы сделали вывод, что многочисленные соединения в рукаве и сила трения съедают львиную долю преимущества, данного большим перепадом воды...
Ещё через год мы зарыли в землю 200м пластиковой трубы диаметром 120мм!
Перепад воды составил 13м, расход воды – около 7л. ГЭс выдаёт 300Вт. Эта ГЭС благополучно работает и по сей день. Её низкий кпд объясняется не вполне подходящей турбиной, приспособленной всё от такого же воздушного охлаждения бензинового двигателя. Дело в том, что заводская турбина для микроГЭС такого размера стоит около 300 долларов! Но даже и при такой маленькой производительности наша ГЭС обеспечивает нас достаточным количеством энергии летом (когда есть достаточное количество воды в нашем маленьком ручье): работает большой холодильник, компьютер, водопровод, освещение мощными лампами без ограничений, связь, и прочие необходимые нам приборы, включая мелкий ручной инструмент. Энергоснабжение осуществляется через группу аккумуляторов суммарной ёмкостью 215 ампер-часов (36 Вольт) и преобразователь напряжения, который на выходе выдаёт 220 В при максимальной мощности до 1 КВт. Таким образом. Наша ГЭС круглосуточно заряжает аккумуляторы, выдавая мощность 300Вт, а мы, по мере необходимости, можем использовать электроэнергию для приборов до 1КВт при помощи буфера из аккумуляторов и преобразователя напряжения. Вот этот текст, который вы читаете, набран на компьютере, который работает от энергии горного ручья!
Зимой воды в нашем ручье маловато, и электроэнергии становится гораздо меньше.
Так как такое положение вещей не вполне нас устраивает, мы хотим сделать более мощную бесплотинную ГЭС на речке, в которую впадает наш маленький ручей. Расчетная мощность этой ГЭС – около 4,5КВт, длина трубы – 200м, диаметр от 300 до 200мм, расчетный расход воды – 250л/сек. Для этой ГЭС уже всё приготовлено, осталось только смонтировать.
Ветрогенератор
Этот способ добывания электроэнергии находится у нас в процессе разработки. Несколько лет назад был построен пробный образец с диаметром лопастей около трёх метров, но его кпд был слишком низок из-за кустарного изготовления лопастей. Он выдавал мощность только около 100 Вт при значительном ветре. Сейчас у нас есть хорошие лопасти (от хвостового винта вертолёта), так что впереди новые эксперименты...
Бензиновый и дизельный генераторы
Эти типы генераторов мы используем как аварийные ( в случае неполадок на ГЭС, во время паводка или при очень низком уровне воды в ручье), а также для питания электроинструмента мощностью более 1КВт.
У нас есть дизельный генератор YANMAR мощностью 2,2 КВт – для ручного электроинструмента, маленького деревообрабатывающего станка, и т. п. Его же мы используем для зарядки аккумуляторов в случае необходимости, хотя это и случается нечасто. Второй агрегат – на основе китайского бензинового двигателя мощностью 6КВт, и старого советского трехфазного генератора мощностью 4,5 КВт (раритетная вещь, 1977г. выпуска, в нём только железа 130кг!). От него работает сварка, большой деревообрабатывающий станок, и т.п.
Наши прожекты
Хочется попробовать сделать простейшие солнечные нагреватели для снабжения горячей водой.
Ещё есть мысль обеспечить отопление зимой при помощи ветрогенератора.
Хотим также соорудить так называемый тепловой насос (принцип компрессионного холодильника, включенного «наоборот»). С его помощью мы хотим отапливать зимнюю теплицу (как минимум).
MegaAdm
Нет комментариев