Мини-гидроэлектростанции (ГЭС) – это небольшие по габаритам и массе устройства, предназначенные для выработки относительно малого количества электроэнергии. Ни по комплектации, ни по принципу работы они практически не отличаются от больших установок. Основное отличие – мощностные показатели. В качестве источника энергии здесь выступает поток воды, который и будет вращать лопасти турбины. Использование мини-ГЭС обеспечит – это возможность обеспечить себе полную автономность от централизованной подачи. Главное – чтобы в непосредственной близости от объекта находился водоем, а необходимую скорость течения можно будет легко организовать перепадом высот.
Познакомимся с особенностями и разновидностями мини-гидростанций более подробно.
Эксплуатационные возможности мини-ГЭС
Мини-гидроэлектростанции – это вариант для энергообеспечения частного дома, небольшого коттеджного городка и даже поселения. В качестве источника энергии может использоваться:
- активные ручьи, небольшие и крупные реки;
- оросительные каналы, озерные водосборы, ирригационные системы с естественными перепадами высот;
- технологические водостоки, в том числе канализационные и промышленные сбросы;
- искусственно созданные перепады высот в система водоснабжения и водоподготовки;
- трубопроводы с перепадами, по которым перекачиваются технологические жидкости и любые другие жидкие продукты.
Если есть достаточное течение, то никаких дополнительных условий для работы мини-ГЭС не требуется. Если же его недостаточно, то формируется искусственный перепад высот. Это создаст необходимых напор для вращения лопастей гидравлической турбины, и, как результат – высокая скорость вращения вала самого генератора. Нередко на практике используются оба вариант создания напора: естественное течение воды и искусственный перепад высот. В таком оборудование водяной напор преобразуется в механическую энергию, которая и будет вращать вал генератора.
Мини-гидроэлектростанции могут выдавать разную мощность в зависимости от конструктивного решения. Так, существует несколько классификаций оборудования:
- По типу водяных потоков.
- По принципу работы.
- По конструктивному решению турбины.
- По особенностям монтажа.
Познакомимся с каждой категорией оборудования более подробно.
Виды мини-ГЭС по типу водяных потоков
В зависимости от того, какие жидкостные потоки используются при создании гидравлического напора на входе в гидроэлектростанцию, выделяют следующие категории оборудования:
- Русловые. Используются в том числе и на равнинах. Преимущественно их устанавливают на реках даже с небольшой скоростью естественного течения. Вырабатываемой ими энергии будет достаточно для обеспечения частного дома.
- Стационарные. Монтируются там, где есть стабильный и хороший поток воды. Обеспечивают достаточно высокую выработку электроэнергии. Позволяют запитывать даже небольшие поселки.
- Точечные. Устанавливаются в местах с перепадом высот. Наиболее часто используются в непосредственной близости от промышленных предприятий, где предусмотрен выброс отработанной технологической воды.
- Мобильные. Их обустройство выполняется с применением дополнительного армированного рукава. Даже небольшой речей создаст достаточный напор для работы.
Виды мини-ГЭС по принципу работы
Принцип работы мини-гидроэлектростанций напрямую зависит от их конструктивного решения. Так, в этой категории предусмотрены следующие решения:
- «Водяное колесо». Конструктивно представляет собой колесо, на котором смонтированы лопасти. Устанавливается оно параллельно направлению течения так, чтобы в воде находилась только часть его. Так, вода будет оказывать усилие только примерно на половину лопастей, что приведет к вращению, которое и будет передаваться на генератор.
- «Гирлянда». Предполагается укладка дополнительной оси или троса между берегами реки ручья. На нем и будут жестко закрепляться роторы. Под действием водяной массы они начтут вращаться. Механическая энергия будет передаваться тросу, а уже с него сниматься генераторной установкой, установленной на берегу.
- С ротором Дарье. Особенность такого механизма – использование разности давлений, которое формируется водяным потоком на лопастях ротора. Сами лопасти имеют сложную пространственную конфигурацию, что повышает эффективность работы ротора.
- С пропеллером. Несколько напоминает классический ветрогенератор с тем отличием, что ротор приводится в действие не воздушными, а водяными массами. Устанавливается перпендикулярно направлению водяного потока.
Виды мини-ГЭС по конструкции турбины
В зависимости от типа турбины существуют следующие разновидности:
- Осевые. Здесь вода идет по оси турбины и передается на лопасти, что и вызывает вращение.
- Радиально-поршневые. Изначально вода подается радиально к оси, а только уже затем по ней передается непосредственно по оси.
- Ковшовые. Здесь вода попадает непосредственно на ковш (лопатки) через специальные сопла, что повышается скорость движения потока.
Виды мини-ГЭС по особенностям монтажа
Монтироваться мини-гидроэлектростанция может на участках с разными перепадами высот. В зависимости от особенностей монтажа выделяют следующие категории:
- низконапорные: перепад высот не превышает 25 метров;
- средненапорные: перепад высот составляет от 25 и до 60 метров;
- высоконапорные: работают на участках с перепадом высот более 60 метров.
Область применения мини-гидроэлектростанций
Современная мини-гидроэлектростанция – это оборудование, полностью готовое к применению. Так, оно уже содержит все те компоненты, которые обеспечивают как ее работу, так и управление. Это газотурбина с лопатками, генератор, блок управления, блок балластной нагрузки, стабилизатор, контроллер заряда, аккумуляторные батареи, инверторы для преобразования напряжения. Осталось только выполнить ее монтаж на месте и подключить к электросети вашего объекта.
Область применения мини-ГЭС достаточно широкая. Ее не получится использовать на объектах, расположенных вдали от рек, водоемов – во всех остальных случаях решение обязательно найдется. Даже если возле вашего дома протекает небольшой ручей, есть перепады на водяных сбросах, можно создать все условия для установки такой гидроэлектростанции. Да, первоначально вам придется потратить определенную сумму денег, как на само оборудование, так и на работы по его подключению. Но дальше вы будете полностью обеспечены стабильным электричеством совершенно бесплатною. Это не генераторы, требующие сжигания бензина, газа, дизельного топлива. Здесь всю работу будет делать вода.
Современные производители мини-гидроэлектростанций оценили перспективность подобного решения. На сегодня в их ассортименте можно легко найти подели под разные эксплуатационные условия:
- Для бытового применения. Такие установки могут генерировать до 20 кВт электроэнергии. Учтите, что среднее потребление энергии одного домохозяйства около 5 кВт.
- Для коммерческого использования. Установки, представленные в этой категории, могут вырабатывать до 200 кВт электрической энергии. Таких объемов генерации будет достаточно для энергообеспечения небольших производственных цехов, коттеджных поселков.
- Для промышленного применения. Мощность выработки здесь – более 200 кВт. Такие мини-гидроэлектростанции могут использоваться для обеспечения энергонезависимости собственных производственных потребностей предприятия, а также для реализации электричества потребителям.
Более подробно с ассортиментом и техническими характеристиками мини-гидроэлектростанций предлагаем познакомиться в каталоге товаров «Hydromarket». Уточнить цены на установки и узнать особенности их эксплуатации можно у менеджеров компании по телефону или через онлайн-сервисы связи.