Міні-гідроелектростанції (ГЕС) – це
невеликі за габаритами та масою пристрої, призначені для вироблення
відносно малої кількості електроенергії. Ані за комплектацією, ані
за принципом роботи вони практично не відрізняються від великих
установок. Основна відмінність – потужнісні показники. Як джерело
енергії тут виступає потік води, який і обертатиме лопаті турбіни.
Використання міні-ГЕС забезпечить – це можливість забезпечити повну
автономність від централізованої подачі. Головне – щоб у
безпосередній близькості від об'єкта знаходилося водоймище, а
необхідну швидкість течії можна буде легко організувати перепадом
висот.
Познайомимося з особливостями та
різновидами міні-гідростанцій докладніше.
Експлуатаційні можливості міні-ГЕС
Міні-гідроелектростанції – це варіант для енергозабезпечення приватного будинку, невеликого котеджного містечка та навіть поселення. Як джерело енергії може використовуватися:
- активні струмки, невеликі та великі річки;
- зрошувальні канали, озерні водозбори, іригаційні системи з природними перепадами висот;
- технологічні водостоки, у тому числі каналізаційні та промислові скидання;
- штучно створені перепади висот у систему водопостачання та водопідготовки;
- трубопроводи з перепадами, якими перекачуються технологічні рідини та будь-які інші рідкі продукти.
Якщо є достатня течія, то жодних додаткових умов для роботи
міні-ГЕС не потрібно. Якщо його недостатньо, то формується штучний
перепад висот. Це створить необхідний напір для обертання лопат
гідравлічної турбіни, і, як результат – висока швидкість обертання
валу самого генератора. Нерідко на практиці використовуються обидва
варіанти створення напору: природний перебіг
води й штучний перепад висот. У такому обладнанні водяний
напір перетворюється на механічну енергію,
яка й обертатиме вал генератора.
Міні-гідроелектростанції можуть видавати різну потужність
залежно від конструктивного рішення. Так, існує кілька класифікацій
обладнання:
- На кшталт водяних потоків.
- За принципом роботи.
- За конструктивним рішенням турбіни.
- Особливості монтажу.
Познайомимося з кожною категорією обладнання докладніше.
Види міні-ГЕС на кшталт водяних потоків
Залежно від того, які рідинні потоки використовуються при створенні гідравлічного напору на вході в гідроелектростанцію, виділяють такі категорії обладнання:
- Руслові. Використовуються навіть на рівнинах. Переважно їх встановлюють на річках навіть із невеликою швидкістю природної течії. Вироблюваної ними енергії буде достатньо забезпечення приватного будинку.
- Стаціонарні. Монтуються там, де є стабільний та добрий потік води. Забезпечують досить високе вироблення електроенергії. Дозволяють запитувати навіть невеликі селища.
- Крапкові. Встановлюються у місцях із перепадом висот. Найчастіше використовуються у безпосередній близькості від промислових підприємств, де передбачено викид відпрацьованої технологічної води.
- Мобільні. Їхнє облаштування виконується із застосуванням додаткового армованого рукава. Навіть невеликий промов створить достатній натиск для роботи.
Види міні-ГЕС за принципом роботи
Принцип роботи міні-гідроелектростанцій безпосередньо залежить від їхнього конструктивного рішення. Так, у цій категорії передбачені такі рішення:
- "Водяне колесо". Конструктивно є колесо, на якому змонтовані лопаті. Встановлюється воно паралельно напрямку течії так, щоб у воді знаходилася лише частина його. Так, вода надаватиме зусилля лише приблизно на половину лопатей, що призведе до обертання, яке і передаватиметься на генератор.
- "Гірлянда". Передбачається укладання додаткової осі або троса між берегами річки струмка. На ньому і жорстко закріплюватимуться ротори. Під впливом водяної маси вони почнуть обертатися. Механічна енергія передаватиметься тросу, а вже з нього зніматиметься генераторною установкою, встановленою на березі.
- З ротором Дар'ї. Особливість такого механізму – використання різниці тисків, що формується водяним потоком на лопатях ротора. Самі лопаті мають складну просторову конфігурацію, що підвищує ефективність роботи ротора.
- З пропелером. Дещо нагадує класичний вітрогенератор з тією відмінністю, що ротор приводиться в дію не повітряними, а водяними масами. Встановлюється перпендикулярно до напрямку водяного потоку.
Види міні-ГЕС по конструкції турбіни
Залежно від типу турбіни існують такі різновиди:
- Осьові. Тут вода йде по осі турбіни й передається на лопаті, що викликає обертання.
- Радіально-поршневі. Спочатку вода подається радіально до осі, а тільки потім по ній передається безпосередньо по осі.
- Ковшові. Тут вода потрапляє безпосередньо на ківш (лопатки) через спеціальні сопла, що підвищується швидкість руху потоку.
Види міні-ГЕС за особливостями монтажу
Монтуватись міні-гідроелектростанція може на ділянках з різними перепадами висот. Залежно від особливостей монтажу виділяють такі категорії:
- низьконапірні: перепад висот не перевищує 25 метрів;
- середньонапірні: перепад висот становить від 25 до 60 метрів;
- високонапірні: працюють на ділянках із перепадом висот понад 60 метрів.
Область застосування міні-гідроелектростанцій
Сучасна міні-гідроелектростанція – це обладнання
повністю готове до застосування. Так, воно вже містить всі ті
компоненти, які забезпечують її роботу, так і управління. Це
газотурбіна з лопатками, генератор, блок керування, блок баластного
навантаження, стабілізатор, контролер заряду, акумуляторні батареї,
інвертори для перетворення напруги. Залишилося лише виконати її
монтаж на місці та під'єднати до електромережі вашого
об'єкта.
Область застосування міні-ГЕС є досить широкою. Її не вийде
використовувати на об'єктах, розташованих далеко від річок, водойм
– у всіх інших випадках рішення обов'язково знайдеться. Навіть якщо
біля вашої оселі протікає невеликий струмок, є перепади на водяних
скиданнях, можна створити всі умови для встановлення такої
гідроелектростанції. Так, спочатку вам доведеться витратити певну
суму грошей, як на обладнання, так і на роботи з його підключення.
Але далі ви будете повністю забезпечені стабільною електрикою
абсолютно безкоштовно. Це не генератори, які вимагають
спалювання бензину, газу, дизельного пального. Тут усю роботу
робитиме вода.
Сучасні виробники міні-гідроелектростанцій оцінили
перспективність такого рішення. На сьогодні в їх асортименті можна
легко знайти поділи під різні експлуатаційні умови:
- Для побутового використання. Такі установки можуть генерувати до 20 кВт електроенергії. Зверніть увагу, що середнє споживання енергії одного домогосподарства близько 5 кВт.
- Для комерційного використання. Установки, представлені у цій категорії, можуть виробляти до 200 кВт електричної енергії. Таких обсягів генерації достатньо для енергозабезпечення невеликих виробничих цехів, котеджних селищ.
- Для промислового застосування. Потужність виробітку тут – понад 200 кВт. Такі міні-гідроелектростанції можуть використовуватись для забезпечення енергонезалежності власних виробничих потреб підприємства, а також для реалізації електрики споживачам.
Більш детально з асортиментом та технічними характеристиками міні-гідроелектростанцій пропонуємо познайомитись у каталозі товарів «Hydromarket». Уточнити ціни на установки та дізнатися про особливості їх експлуатації можна у менеджерів компанії телефоном або через онлайн-сервіси зв'язку.