Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Бесплотинная гидроэлектростанция Белашова.

предназначена для преобразования кинетической энергии малых и средних потоков воды в реках, каналах, городских сточных водах или трубопроводах проводящих жидкости в электрическую энергию.

Бесплотинная гидроэлектростанция малой и средней мощности включает чётное или нечётное количество пороговых, плавающих и погружных модулей, установленных через равномерные или неравномерные промежутки в русле реки и может быть использована для преобразования водного потока в электрическую энергию, в промышленности, сельском хозяйстве или для индивидуального применения в труднодоступных районах.

При проектировании бесплотинных гидроэлектростанций необходимо помнить, что при большой мощности водного потока реки её невозможно использовать в полную силу, так как при увеличении сопротивления или нагрузки на водный поток, (в виде генератора) пропорционально увеличивается объём воды перед бесплотинной гидроэлектростанцией и повышение уровня воды в реке. Например, рассмотрим водный поток, реки который создаёт работу 50 кВт. При создании в русле реки нагрузки на водный поток 8-10% (в виде генератора) мы получим ожидаемую мощность на лопастях водного колеса:

50,0 кВт · 10% = 5,0 кВт

При отборе мощности водного потока из устья реки на 10 %,с учётом потерь на лопастях турбины водного колеса, объём воды перед бесплотинной гидроэлектростанций будет увеличиваться пропорционально, что приведёт к естественному повышению уровня воды в реке.

Например, по руслу реки за 1 секунду протекает 5 м³ воды. Если в русло реки установить сопротивление нагрузки на водный поток, выполненного в качестве лопастей связанных с низкооборотным генератором, которое будет замедлять движение воды в русле реки на 10%, то у нас получится, что такая нагрузка препятствует движению водного потока за каждую секунду на 0,5 м ³,

или 30 м ³ в минуту,

или 1800 м ³ в час,

или 108000 м ³ в сутки,

что несомненно приведёт к увеличению объёма воды перед бесплотинной гидроэлектростанцией, естественному поднятию уровня водного потока реки и по закономерному явлению природы, или согласно третьего закона Ньютона, данный водный поток будет обходить это препятствие, что повлечёт за собой уменьшение ожидаемой мощности ещё на 20-30%. Поэтому, для того чтобы использовать энергию воды водного потока реки в полном объёме необходимо ставить плотины или устанавливать пороговые модули.

Например, при установке пороговых модулей бесплотинной гидроэлектростанции, на малых водных потоках движения реки, выполненная работа, в зависимости от конструкции и потерь на лопастях турбины водного колеса, будет использована на 60-85%. Согласно третьего закона Ньютона: тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой, равными по модулю и противоположными по направлению.

F 1 = - F 2

где:

F 1 - сила действующая на первое тело, Н

F 2 - сила действующая на второе тело, Н.

Уважаемые читатели если вы будете знать не только эти, но и другие тонкости бесплотинных гидроэлектростанций, то вас трудно будет ввести в заблуждение, когда вам будут предлагать установку, которая способна выдавать десятки или даже сотни кВт электрической энергии. Многим трудно воспринять действие силы произведённой или потраченной за 1 секунду, которая называется мощностью, например 1 кВт = 1000 Вт. Для лучшего понимания мощности в 1000 Вт вам необходимо сравнить эту мощность с одной лошадиной силой, где 1 л.с. = 735,49875 Вт.

Необходимо особо подчеркнуть, что при проектировании бесплотинных гидроэлектростанций необходимо учитывать, что водный поток в русле реки будет перемещаться с разным ускорением. Например, верхний слой одного потока будет течь быстрее чем средний слой, а средний слой водного потока будет течь быстрее чем нижний слой водного потока. При изобретении бесплотинной гидроэлектростанции были открыты новые законы гидродинамики.

1. Открыт новый закон определения периода времени необходимого для перемещения одного исследуемого слоя водного потока жидкости.

Например, если по первому закону вычислить скорость перемещения водного потока реки имеющего высоту водного столба 1 м, то:

- верхний слой высотой 0,3333333 м переместится за 0,184365731839 с

- средний слой высотой

0,3333333 м переместится за 0,349810320892 с

- нижний слой высотой 0,3333333 м переместится за 0,514907542151 с

Произведём проверку количества секунд затраченных на перемещение водного потока реки:

0,184365731839 с + 0,349810320892 с + 0,514907542151 с = 1,049083594882 c

Как нам стало известно из нового закона, что даже при ламинарном перемещении жидкости в водном потоке реки каждый слой водного потока испытывает потери в силе, работе и энергии. Если водный поток проходит по переменному сечению горизонтальной трубы или устью реки необходимо учитывать ещё общие потери в переменном сечении устья реки или горизонтальной трубы включающие:

- потери силы водного потока на перемещение каждого слоя,

- потери температурные внутри каждого слоя водного потока,

- потери работы водного потока на перемещение каждого слоя,

- потери энергии водного потока на перемещение каждого слоя,

- потери времени на перемещение каждого слоя водного потока,

- потери на трение водного потока о стенки трубы или устье реки,

- потери от химического состава и механических свойств жидкости,

- потери от физических свойств и кинематической вязкости жидкости,

- потери силы в сужающем устройстве при перемещении водного потока,

- потери работы в сужающем устройстве при перемещении водного потока,

- потери энергии в сужающем устройстве при перемещении водного потока и т д…

Необходимо напомнить, что вода обладает аномальной высокой теплоёмкостью [4,18 Дж/(г·К)], то есть вода медленно нагревается и медленно остывает, является таким образом регулятором температуры на планете Земля.

Для перемещения жидкости по переменному сечению, или по горизонтальной трубе, часто используют закон Бернулли, который является, как бы, следствием закона сохранения энергии. Необходимо отметить, что закон Даниила Бернулли не соответствует размерным единицам физических величин и не учитывает множество потерь при перемещении водного потока или жидкой смеси по переменному сечению трубопровода, и тем более, данный закон не может определить момент силы, работу или энергию водного потока перемещающегося по руслу реки.

где:

p - плотность перемещаемой жидкости, кг/м³

g - ускорение свободного падения тел в пространстве, м/с²

h - уровень жидкости, мм

v - скорость перемещения жидкости, м/с²

P - давление перемещаемой жидкости, Па       где 1 Па = 1 Н/м².

2. Открыт новый закон определения момента силы для перемещения водного потока или жидкой смеси проходящей по переменному сечению русла реки или трубопровода.

3. Открыт новый закон определения работы для перемещения водного потока или жидкой смеси проходящей по переменному сечению русла реки или трубопровода.

4. Открыт новый закон определения энергии для перемещения водного потока или жидкой смеси проходящей по переменному сечению русла реки или трубопровода.

При этом необходимо особо подчеркнуть, что второй, третий и четвёртый закон Белашова очень чувствителен к ускорению свободного падения тел в пространстве, поэтому механизм его возникновения был изложен в описании изобретения.

Данные законы Белашова соответствуют размерным единицам физических величин и по ним можно вычислить не только перемещение водного потока или жидкой смеси, но и перемещение воздушного потока или газовой смеси, где в законах необходимо заменить:

Р в - плотность воды или жидкой смеси   на   Р о - плотность воздушного потока или газовой смеси,

при этом все указанные выше потери водного потока будут выражены в Ньютонах.

После открытия кинематической вязкости воздушного потока за единицу времени, мной были выведены формулы для определения работы по перемещению жидкой или газообразной смеси по переменному сечению трубопровода. Данные формулы имеют правильную размерность физических величин и могут быть применены для жидких или газообразных сред имеющих разную кинематическую вязкость.

Кинематической вязкости воздушного потока за единицу времени:

Б = 7,70212489908158646549242043365948 м²/с.  Cмотрите патент Российской Федерации  № 2247860,

и кинематической вязкости водного потока за единицу времени:

Бв = 462,12749394489518792954522541906 м²/с.  Cмотрите патент Российской Федерации  № 2277678.

Точность определения силы по перемещению водного потока проходящего по переменному сечению трубопровода или водного потока реки, на высоте имеющей ускорение свободного падения тел в пространстве = 9,80665 м²/с и вычисленного по второму закону Белашова составляет 100%. Погрешность определения работы по перемещению водного потока или жидкой смеси проходящей по переменному сечению трубопровода или водного потока реки, вычисленного по второй формуле Белашова, где применена кинематическая вязкость водного потока за единицу времени, составляет - 0,00000000000000000000000032564 Н·м.

Как видно из предоставленных расчётов, сила, работа и энергия перемещения водных потоков по переменному сечению трубопровода или водного потока реки полностью доказана по законам и математическим формулам Белашова, которые соответствуют закону сохранения энергии, что ещё раз доказывает открытие кинематической вязкости водного и воздушного потока за единицу времени.

При работе погружных модулей 3 и плавающих модулей 2 необходимо использовать эффект Магнуса при воздействии на вращающуюся цилиндрическую турбину 37 и вращающуюся цилиндрическую турбину 42, который был впервые описан немецким физиком Генрихом Магнусом в 1853 году. Данный эффект применим для плавающих модулей 2, где лопасти плавающего модуля 12 с одной стороны объекта направление вихря совпадает с направлением обтекающего потока реки 5 и, соответственно, скорость движения среды с этой стороны увеличивается. Эффект Магнуса - физическое явление, возникающее при обтекании вращающегося тела потоком жидкости или газа. Образуется сила, воздействующая на тело и направленная перпендикулярно направлению потока. Это является результатом совместного воздействия различных физических явлений, таких как эффект Бернулли и образование пограничного слоя в среде вокруг обтекаемого объекта. Вращающийся объект создаёт в среде вокруг себя вихревое движение. С одной стороны объекта направление вихря совпадает с направлением обтекающего потока и, соответственно, скорость движения среды с этой стороны увеличивается. С другой стороны объекта направление вихря противоположно направлению движения потока и скорость движения среды уменьшается. Таким образом, возникает разность давлений, порождающая поперечную силу от той стороны вращающегося тела, на которой направление вращения и направление потока противоположны, к той стороне, на которой эти направления совпадают.

В бесплотинных гидроэлектростанциях применён низкооборотный генератор Белашова МЦУЭМБ-01, который изобретён на основании открытия механизма вращения планет Солнечной системы нашей галактики.

В бесплотинных гидроэлектростанциях применён редуктор Белашова, который при вращении рабочей турбины с ковшовыми или лопастными захватывающими устройствами в одном направлении производит вращение низкооборотного генератора Белашова в разных направлениях. Например, вал ротора вращается по часовой стрелке, а корпус низкооборотного генератора будет, вращается против часовой стрелки. Данные типы редукторов были заложены в конструкцию ручных аварийных энергетических установок Белашова.

Смотрите бесплотинную гидроэлектростанцию Белашова.
Патент Российской Федерации  № 2382232.

Смотрите комментарий по роторно-поршневому вакуум-насосу Белашова.

Смотрите комментарий по новым законам и математическим формулам гидродинамики.

Смотрите комментарий по новым законам и математическим формулам гидродинамики.

Смотрите комментарий по законам и механизмам образования планет Солнечной системы и галактик нашей Вселенной.

Смотрите комментарий для производителей и потребителей гидрофизических кавитационных тепловых нагревателей.

Электрические машины Белашова.

Краткое описание электрических машин Белашова.

Область применения электрических машин Белашова.

Патенты электрических машин Белашова.

Смотрите патент Российской Федерации  № 2025871. Смотрите патент Российской Федерации  № 2047259. Смотрите патент Российской Федерации  № 2096898. Смотрите патент Российской Федерации  № 2118036. Смотрите патент Российской Федерации  № 2175807. Смотрите патент Российской Федерации  № 2218651. Смотрите патент Российской Федерации  № 2130682. Смотрите патент Российской Федерации  № 2320065. Смотрите патент Российской Федерации  № 1786599. Смотрите патент Российской Федерации  № 1831751. Смотрите патент Российской Федерации  № 2000641. Смотрите патент Российской Федерации  № 2414041. Смотрите патент Российской Федерации  № 2368994. Смотрите патент Российской Федерации  № 2368996. Смотрите патент Российской Федерации  № 2394339. Смотрите патент Российской Федерации  № 2073296.
Перечень самых актуальных научных открытий.
3. Открыта константа субстанции космического пространства.4. Открыта константа количества электронов находящихся в одном ватте.5. Открыта константа внутренних напряжений субстанции космического пространства.
Перечень новых законов электрических и электротехнических явлений.
1. Новый закон определения мощности электрического источника.2. Новый закон для определения напряжения источника электрического заряда.3. Новый закон для определения максимальной формы сигнала переменного тока.4. Новый закон для определения максимальной формы сигнала постоянного тока.5. Новый закон для определения сопротивления нагрузки электрического источника. 6. Новый закон для определения силы взаимодействия двух точечных зарядов расположенных в вакууме.7. Новый закон для определения скорости движения электрического заряда в данной точке траектории.8. Новый закон для определения эффективных значений разнообразных форм сигнала переменного тока.9. Новый закон для определения эффективных значений разнообразных форм сигналов постоянного тока.10. Новый закон для определения силы электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника.11. Новый закон для определения расстояние перемещения заряженных частиц при разной силе тока и разной нагрузке.12. Первый закон определения силы тока источника электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника.13. Второй закон определения силы тока источника электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника.
Научные публикации новых законов электрических и электротехнических явлений.
Смотрите научную статью о новых законах электрических и электротехнических явлений.Смотрите новые законы электрических явлений в «Международном научно-исследовательском журнале»  № 3-10 2013 года.

Перечень новых законов электрических явлений основанных на константе обратной скорости света.

1. Новый закон определения мощности электрического источника.2. Новый закон определения напряжения источника электрического заряда.3. Новый закон определения сопротивления нагрузки электрического источника.4. Новый закон определения коэффициента диффузии электрического заряда в проводнике.5. Новый закон определения силы тока электрического заряда проходящего через проводник. 6. Новый закон определения скорости перемещения электрически заряженных частиц по проводнику.7. Новый закон определения количества оборотов электронов перемещающихся по окружности проводника.8. Новый закон определения расстояния перемещения заряженных частиц при разной силе тока и разной нагрузке.9. Новый закон определения силы источника электрического заряда проходящего через поперечное сечение проводника.

Научные публикации новых законов электрических явлений основанных на константе обратной скорости света.

Смотрите научную статью о новых законах электрических явлений основанных на константе обратной скорости света.Смотрите новые законы электрических явлений в «Международном научно-исследовательском журнале»  № 11-30 2014 года. Смотрите научную статью объясняющую происхождение эффекта Губера по новым законам электрических явлений основанных на константе обратной скорости света. Научно-практический журнал «Журнал научных и прикладных исследований»  № 4 2015 года страница 78. Свидетельство о государственной регистрации ПИ  № ФС 77-38591 ISSN 2306-9147. Смотрите научную статью объясняющую принцип работы двигателя Косырева-Мильроя по новым законам электрических явлений основанных на константе обратной скорости света. Научно-практический журнал «Журнал научных и прикладных исследований»  № 4 2015 года страница 87. Свидетельство о государственной регистрации ПИ  № ФС 77-38591 ISSN 2306-9147. Смотрите научную статью доказывающую существование планетарной модели строения атома по новым законам образования планет и галактик нашей Вселенной. Научно-практический журнал «Журнал научных и прикладных исследований»  № 11 2015 года страница 117. Свидетельство о государственной регистрации ПИ  № ФС 77-38591 ISSN 2306-9147.

Бесплотинная ГЭС | Малая и микрогидроэнергетика

В некоторых колхозах для получения электроэнергии приходится пользоваться локомобилем, нефтяным или бензиновым двигателем, что требует большой затраты труда и материальных средств на эксплуатацию двигателя и подвоз топлива. При наличии реки с достаточно быстрым течением можно построить дешёвую бесплотинную плавучую гидроэлектростанцию. Плавучая бесплотинная ГЭС обладает основным достоинством: она не требует плотины и водоотводящего устройства. Кроме того, подобную установку легко можно передвигать с одного места на другое.

В настоящее время старые бесплотинные установки не сохранились, новые не изготовляются. Между тем предприятия промкооперации, МТС и МТМ, да и сами колхозы могли бы строить подобные установки.

Рис. 1. Кинематическая схема гидродвигателя бесплотинной ГЭС.

На рисунке. 1 приведена кинематическая схема многолопаточного гидродвигателя бесплотинной ГЭС, разработанного М. И. Логиным. Основой системы являются лопатки 4, на которые действует поток воды. Эти лопатки жёстко крепятся к штангам 2, расположенным горизонтально и шарнирно соединёнными с передним и задним коленчатыми валами 1 через кривошипы 3, расположенные относительно друг друга через 120 градусов. В каждый момент времени только одна группа лопаток полностью погружена в воду, лопатки же на других штангах в это же время находятся вне воды. Если какая-то группа лопаток находится в крайнем верхнем положении, то лопатки остальных групп наполовину находятся в воде.

Рис. 2. Общая кинематическая схема плавучей ГЭС.

На рисунке 2 изображён схематический рисунок бесплотинной ГЭС, вид сбоку. Здесь видно, что те лопатки, которые находятся посередине, скоро погрузятся в воду, а те, что находятся в воде, скоро из неё выйдут и поднимутся наверх. Сдвиг в 120° между кривошипами гарантирует непрерывность работы системы — всегда какая-то группа лопаток будет находиться в воде, и её будет толкать течением вперёд.

Рис. 3. Общий вид гидростанции.

Съём энергии с установки осуществляется следующим образом. На один из коленчатых валов электростанции установлен шкив 5, с которого через ременную передачу вращающий момент передаётся на электрогенератор. Эту бесплотинную ГЭС следует разместить на реке так, что бы горизонтальные штанги 2 были бы параллельны течению. Если изготовить электростанцию с тремя и более коленчатыми валами, то на реках с сильным течением можно будет получить гораздо большую мощность.

Б. Кашинский, М. Логин, 1956 год.

бесплотинная гидроэлектростанция - патент РФ 2376492

Изобретение относится к области использования энергии воды для получения электроэнергии, в частности к созданию бесплотинных гидроэлектростанций на малых и больших реках. Бесплотинная гидроэлектростанция содержит плавучий регулируемый водозаборник, выполненный в виде двух направляющих, связанных между собой распорным устройством, установленных на глубине максимальной скорости потока воды, и гидротурбину, соединенную с глубинным генератором. Направляющие выполнены полуконфузорными и расположены под углом относительно друг друга. Распорное устройство выполнено в виде телескопического регулятора, установленного с возможностью изменения угла раскрытия полуконфузорных направляющих. Изобретение направлено на создание бесплотинной гидроэлектростанции, способной работать на малых мелководных реках и ее разливах, на горных перекатах, использовать гидравлическую энергию текущей воды с учетом разных скоростей по глубине потока как в автономном, так и виде каскада ГЭС для увеличения суммарной установочной мощности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2376492

Изобретение относится к области использования энергии воды для получения электроэнергии, в частности к созданию бесплотинных гидроэлектростанций (ГЭС) на малых и больших реках, имеющих скорость течения от 0,5-1,0 м/с и выше, с возможностью соединения в блоки по течению или размещением в рассредоточенном виде по глубине потока.

Известны бесплотинные гидроэлектростанции (ГЭС), у которых несущей вращающейся частью (валом) является трос, соединенный с турбинками и перекинутый с одного берега на другой (см. заявка на изобретение RU 94024157).

Основным недостатком данных бесплотинных ГЭС является малая надежность и крайне низкая мощность, а также невозможность использования их в зимний период из-за образования ледового покрова.

Кроме того, к недостаткам всех известных бесплотинных ГЭС следует отнести невозможность их эксплуатации на крупных судоходных реках и использования энергии разных глубин (гидравлической энергии текущей воды) с включением их в общую энергетическую систему.

Известна бесплотинная ГЭС (см. а.с. № 1442689, БИ № 45 от 07.12.88), плавучее основание которой выполнено в виде катамарана. Устройство снабжено водозаборником в виде выдвижных щитов, щиты установлены с возможностью изменения угла раскрытия и связаны между собой при помощи телескопического пружинного регулятора, лопастной рабочий орган выполнен в виде транспортера, соединен с генератором.

Недостатком устройства является громоздкость, большое наличие механических связей. ГЭС по прототипу невозможно использовать на малых мелководных реках, на их разливах и на горных перекатах, также устройство не позволяет использовать гидравлическую энергию текущей воды с учетом разных скоростей по глубине потока.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является бесплотинная ГЭС (см. патент WO 81/00595, МПК F03В 13/10, 17/06). Это устройство представляет собой турбинный агрегат, состоящий из одной или нескольких турбин и образующий закрытый элемент, закрепленные в потоке в свободном плавающем состоянии.

Недостатком прототипа является то, что устройство не позволяет использовать гидравлическую энергию текущей воды с учетом разных скоростей по глубине потока, а также водозаборник в виде закрытого элемента быстро выходит из строя.

Изобретение направлено на создание бесплотинной ГЭС, способной работать на малых мелководных реках и ее разливах, на горных перекатах, использовать гидравлическую энергию текущей воды с учетом разных скоростей по глубине потока как в автономном, так и виде каскада ГЭС для увеличения суммарной установочной мощности.

Результат достигается тем, что в бесплотинной гидроэлектростанции, содержащей плавучий регулируемый водозаборник, выполненный в виде двух направляющих, связанных между собой распорным устройством, установленных на глубине максимальной скорости потока воды, и гидротурбину, соединенную с глубинным генератором, согласно изобретения направляющие выполнены полуконфузорными и расположены под углом относительно друг друга, а распорное устройство выполнено в виде телескопического регулятора, установленного с возможностью изменения угла раскрытия полуконфузорных направляющих.

Защита бесплотинной ГЭС от замусоривания и попадания живых организмов достигается тем, что бесплотинная гидроэлектростанция снабжена ограждающим устройством в виде решетки-сетки.

Изобретение поясняется чертежами, на которых показаны виды бесплотинной ГЭС спереди (фиг.1), сбоку (фиг.2), сверху (фиг.3).

Бесплотинная гидроэлектростанция состоит из регулируемого водозаборника, выполненного в виде центральной стойки 1, закрепленных на ней двух полуконфузорных направляющих 2, расположенных под углом относительно друг друга с возможностью изменения угла раскрытия. Полуконфузорные направляющие 2 выполнены в форме половинок конфузора - сходящегося (сужающегося) насадка. Бесплотинная ГЭС имеет рабочий орган в виде гидротурбины 3, соединенной с глубинным генератором 4. Поплавки 5 поддерживают полуконфузорные направляющие 2 водозаборника через трос 6 в плавающем состоянии, якорь 7 фиксирует положение ГЭС. Бесплотинная ГЭС снабжена также ограждающим устройством 8 в виде решетки-сетки от мусора и живых организмов (рыб и т.п.). Полуконфузорные направляющие связаны между собой телескопическим регулятором 9, который выполняет роль распорного устройства двух конфузорных направляющих 2 против течения воды. С помощью телескопического регулятора 9 изменяют угол раскрытия конфузорных направляющих, что обеспечивает концентрирование и аккумулирование потока воды, увеличивая суммарную установочную мощность.

Бесплотинная гидроэлектростанция работает следующим образом. Вода, попадая через сетку 8 на полуконфузорные направляющие устройства 2, отклоняется ими и направляется на гидротурбину 3 и генератор 4. При прохождении в сужающихся полуконфузорных направляющих скорость водяного потока возрастает в 2-3 раза, увеличивая мощность генератора в 5-8 раз по сравнению с классическими ГЭС, что позволяет использовать ГЭС на любых реках с малыми скоростями течения воды.

Для стабилизации оборотов генератора при увеличении скорости воды служит телескопический регулятор 9, изменяющий угол атаки (раскрытия) двух полукофузорных направляющих. Бесплотинную ГЭС устанавливают на глубине максимальной скорости потока. В связи с неодинаковой скоростью течения потока по его глубине можно регулировать уровень установки ГЭС по глубине потока установкой поплавков 5 посредством троса 6 с целью использования максимальной гидравлической энергии потока воды.

Бесплотинная ГЭС может работать на общую энергетическую сеть без строительства дорогих плотин, шлюзов и водохранилищ с сохранением земельных угодий. ГЭС может работать как в автономном режиме, так и в виде каскада ГЭС для увеличения суммарной установочной мощности.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Бесплотинная гидроэлектростанция, содержащая плавучий регулируемый водозаборник, выполненный в виде двух направляющих, связанных между собой распорным устройством, установленных на глубине максимальной скорости потока воды, и гидротурбину, соединенную с глубинным генератором, отличающаяся тем, что направляющие выполнены полуконфузорными и расположены под углом относительно друг друга, а распорное устройство выполнено в виде телескопического регулятора, установленного с возможностью изменения угла раскрытия полуконфузорных направляющих.

2. Бесплотинная гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена ограждающим устройством в виде решетки-сетки.

Бесплотинная всесезонная гидроэлектростанция

Бесплотинная всесезонная гидроэлектростанция


Предлагается бесплотинная всесезонная гидроэлектростанция (БВГЭС), которая предназначена для выработки электроэнергии без сооружения плотины за счет использования энергии самотечного потока.

За счет изготовления различных типоразмеров под разные скорости течения, а также каскадного монтажа установки БВГЭС могут использоваться как в малых хозяйствах так и для промышленного производства электроэнергии, особенно в местах, удаленных от ЛЭП.

Конструктивно ротор ГЭС устанавливается вертикально, высота ротора от 0,25до2,5м...Фиксация конструкции на реках с ледоставом производится на дне русла, а в открытом (незамерзающем русле ) __ на закрепленном катамаране.

Мощность установки пропорциональна площади лопасти и скорости течения в кубе. Зависимость мощности, получаемой на валу БВГЭС от ее размеров и скорости течения, а также оценочная стоимость гидроагрегата представлена в следующей таблице:

Мощность БВГЭС , кВт в зависимости от скорости потока и размеров установки


Размеры БВГЭС

Стоимость БВГЭС
у.е.

Скорость течения , м/с

Высота
ротора

Ширина и длина

1,0 1,5 2,0
0,7 1,5х0,6 от 5000,0 10 - >40,0

Срок окупаемости установки не превышает 1 года . Опытный образец БВГЭС прошел испытания на натурном водном полигоне.

В настоящее время имеется техническая документация для производства промышленных образцов по техническим условиям заказчика.

Напорные микро-и малые ГЭС


Гидроагрегаты для малых ГЭС предназначены для эксплуатации в широком диапазоне напоров и расходов с высокими энергетическими характеристиками.

МикроГЭС - надежные, экологически чистые, компактные, быстроокупаемые источники электроэнергии для деревень, хуторов, дачных поселков, фермерских хозяйств, а также мельниц , хлебопекарен, небольших производств в отдаленных горных и труднодоступных районах, где нет поблизости линий электропередач, а строить такие линии сейчас и дольше и дороже, чем приобрести и установить микроГЭС.

В комплект поставки входят: энергоблок, водозаборное устройство и устройство автоматического регулирования.

Имеется успешный опыт эксплуатации оборудования на перепадах уже существующих плотин, каналов, систем водоснабжения, и водоотведения промышленных предприятий и объектов городского хозяйства, очистных сооружений, оросительных систем и питьевых водоводов. Более 150 комплектов оборудования поставлено заказчикам в различные регионы России, страны СНГ, а также в Японию, Бразилию, Гватемалу, Швецию и Латвию.

Основные технические решения, использованные при создании оборудования , выполнены на уровне изобретений и защищены патентами.

1. МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ


с пропеллерным рабочим колесом
- мощностью до 10 кВт (МГЭС-10ПР) на напор 2,0-4,5 м и расход 0,07 - 0,14 м3/с;
- мощностью до 10 кВт (МГЭС-10ПР) на напор 4,5-8,0 м и расход 0,10 - 0,21 м3/с;
- мощностью до 15 кВт (МГЭС-15ПР) на напор 1,75-3,5 м и расход 0,10 - 0,20 м3/с;
- мощностью до 15 кВт (МГЭС-15ПР) на напор 3,5-7,0 м и расход 0,15 - 0,130м3/с;
- мощностью до 50 кВт (МГЭС-50ПР) на напор 4,0-10,0 м и расход 0,36 - 0,80 м3/с;

с диагональным рабочим колесом
- мощностью10- 50 кВт (МГЭС-50Д) на напор 10,0-25,0 м и расход 0,05 - 0,28 м3/с;
- мощностью до100кВт (МГЭС-100Д) на напор 25,0-55,0 м и расход 0,19 - 0,25 м3/с;

2. ГИДРОАГРЕГАТЫ ДЛЯ МАЛЫХ ГЭС


-гидроагрегаты с осевыми турбинами мощностью до 1000 кВт;
-гидроагрегаты с радиально-осевыми турбинами мощностью до 5000 кВт;
-гидроагрегаты с ковшовыми турбинами мощностью до 5000 кВт;

СРОКИ ПОСТАВКИ


МикроГЭС10кВт; 15кВт поставляется в срок до 3 месяцев после подписания контракта.
МикроГЭС 50кВт; поставляется в срок до 6 месяцев после подписания контракта.
МикроГЭС 100кВт; поставляется в срок до 8 месяцев после подписания контракта.
Гидроагрегаты поставляется в срок от 6 до 12 месяцев после подписания контракта.

Специалисты фирмы готовы помочь Вам определить оптимальный вариант установки микро-и малых ГЭС, выбрать оборудование для них, оказать помощь в монтаже и пуске гидроагрегатов, а также обеспечить сервисное обслуживание оборудования в
процессе его эксплуатации.

СТОИМОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ


Микро-ГЭС-108280 у.е.
Микро-ГЭС-5035880 у.е.
Гидроагрегаты с радиально-осевыми турбинами276-296 у.е. за 1 кВт установленной мощности
Гидроагрегаты с осевыми и ковшовыми турбинами336-296 у.е. за 1 кВт установленной мощности

Микро-ГЭС российского производства

Внешний вид



Микро-ГЭС 10 кВТ

Микро-ГЭС 50 кВт

ИнжИнвестСтрой


Интересно почитать

бесплотинная гидроэлектростанция - патент РФ 2347937

Изобретение относится к области энергетики, а именно к гидроэлектростанциям, и предназначено для преобразования энергии течений рек, приливов и отливов в электрическую энергию постоянного или переменного тока. Бесплотинная гидроэлектростанция содержит водовод. В нем установлены быстродействующий затвор и турбина. Водовод выполнен конфузорно-диффузорным с цилиндрической горловиной. Быстродействующий затвор установлен в последней и выполнен в виде быстродействующего затвора двухстороннего действия. Затвор срабатывает в зависимости от направления потока в водоводе. Цилиндрическая горловина сообщена через перепускные патрубки с установленными в них обратными клапанами с двумя буферными емкостями. Последние сообщены между собой посредством перепускного трубопровода. В трубопроводе установлена соединенная с электрогенератором турбина. Каждая буферная емкость сообщена с цилиндрической горловиной с помощью двух перепускных патрубков. Один патрубок размещен перед быстродействующим затвором, а другой - за быстродействующим затвором по ходу потока в водоводе. Изобретение направлено на повышение экономичности и на возможность круглогодичного использования бесплотинной гидроэлектростанции. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2347937

Изобретение относится к области энергетики, а именно к гидроэлектростанциям, и предназначено для преобразования энергии течений рек, приливов и отливов в электрическую энергию постоянного или переменного тока.

Известна бесплотинная гидроэлектростанция, включающая пластину, заглубленную наклонно навстречу потоку на 1/3 глубины, с возможностью снятия энергии верхнего, самого высокопотенциального слоя водотока, поднятия указанного слоя на некоторую высоту и направления его к воронкообразному устью вертикальной полости, турбину, размещенную в основании вертикальной полости на вертикальной оси (см. статью Ширинский А.Ф. Новые технические средства адаптации энергетических систем к природным условиям, журнал Гидротехническое строительство. НТА "Энергопрогресс" - 1993, №11, с.3).

Недостатком известной бесплотинной гидроэлектростанции является то, что работа турбины зависит от уровня и высоты поднятого слоя водотока с помощью наклонно заглубленной пластины, и потому потенциальная энергия такого блока (водотока) невелика, при этом турбина размещена на вертикальной оси, что приводит к увеличению габаритов гидроэлектростанции.

Известен также свободнопоточный гидроагрегат, устанавливаемый возле плотины и содержащий установленную в корпусе турбину, соединенную с электрическим генератором, (см. патент JP №58183870, Кл. F03В 13/08, 27.10.1983).

Данный свободнопоточный гидроагрегат, установленный на дне реки возле плотины, позволяет вырабатывать электрическую энергию, однако он имеет сравнительно невысокий КПД, что связано с тем, что напор воды практически создается только уклоном речной долины, поэтому мощность таких гидроэлектростанций относительно мала, а медленное вращение рабочего колеса турбины требует применения тяжелых и дорогих мультипликаторов для передачи вращения электрогенератору.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является бесплотинная гидроэлектростанция, содержащая водовод с установленными в нем отсечным клапаном и турбиной (см. патент RU №2241092, кл. Е02В 9/00).

Конструкция данной бесплотинной гидроэлектростанции позволяет использовать энергию гидроудара для повышения эффективности работы электростанции. Однако необходимость поднятия потока воды над уровнем реки для подачи потока воды к отсечному клапану приводит к дополнительным потерям энергии потока воды, что снижает эффективность преобразования энергии потока воды в электрическую энергию. Кроме того, необходимость создания вертикального канала для подачи воды на рабочее колесо турбины приводит к усложнению конструкции бесплотинной гидроэлектростанции и увеличению ее габаритов, при этом гидроэлектростанция работоспособна только при течении воды в одном направлении.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание сравнительно простого свободнопоточного агрегата, который можно установить под уровнем воды в плавучем состоянии или на дне реки, в прибрежной зоне морей, океанов или озер в местах приливов и отливов.

Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является повышение экономичности и КПД путем более полного использования энергии потока воды и возможность круглогодичного использования бесплотинной гидроэлектростанции, особенно на замерзающих реках.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что бесплотинная гидроэлектростанция содержит водовод с установленными в нем быстродействующим затвором, обратными клапанами и турбиной, при этом водовод выполнен конфузорно-диффузорным с цилиндрической горловиной, а обратные клапаны установлены в последней по разные стороны от затвора и выполнены в виде клапанов двухстороннего действия, срабатывающих в зависимости от направления потока в водоводе, цилиндрическая горловина сообщена через перепускные патрубки с установленными в них обратными клапанами с двумя буферными емкостями, накапливающими жидкость с повышенным и пониженным давлением, последние сообщены между собой посредством перепускного трубопровода, в котором установлена соединенная с электрогенератором турбина, причем каждая буферная емкость сообщена с цилиндрической горловиной с помощью двух перепускных патрубков, один из которых размещен перед быстродействующим затвором, а другой - за ним по ходу потока в водоводе.

Анализ известных бесплотинных гидроэлектростанций показал, что представляется возможность повысить эффективность их работы и снизить удельную материалоемкость электростанций за счет более полного использования энергии течения потока воды как в одном, так и в противоположных направления, что имеет место при приливах и отливах в прибрежных зонах морей и океанов. Это достигается за счет того, что бесплотинная гидроэлектростанция содержит водовод с установленными в нем быстродействующим затвором, обратными клапанами и турбиной, при этом водовод выполнен конфузорно-диффузорным с цилиндрической горловиной, а обратные клапаны установлены в последней по разные стороны от затвора и выполнены в виде клапанов двухстороннего действия, срабатывающих в зависимости от направления потока в водоводе, цилиндрическая горловина сообщена через перепускные патрубки с установленными в них обратными клапанами с двумя буферными емкостями, накапливающими жидкость с повышенным и пониженным давлением, последние сообщены между собой посредством перепускного трубопровода, в котором установлена соединенная с электрогенератором турбина, причем каждая буферная емкость сообщена с цилиндрической горловиной с помощью двух перепускных патрубков, один из которых размещен перед быстродействующим затвором, а другой - за ним по ходу потока в водоводе. В результате удается решить сразу две задачи - снизить гидравлическое сопротивление водовода и частично преобразовать потенциальную энергию потока воды в кинетическую энергию потока, который с большей скоростью набегает на быстродействующий затвор, что, в свою очередь, позволяет увеличить энергию искусственно создаваемого гидроудара. Кроме того, выполнение бесплотинной гидроэлектростанции с двумя буферными емкостями позволяет, за счет энергии гидроудара создавать в одной буферной емкости высокое давление жидкости, а в другой, наоборот, снижать давление жидкости, что позволяет увеличить перепад давления в соединяющем буферные емкости перепускном трубопроводе на установленной в нем и соединенной с электрогенератором турбине с соответствующим повышением ее эффективности. Выполнение быстродействующего затвора с возможностью двухстороннего действия и сообщение цилиндрической горловины водовода с каждой из буферных емкостей помощью двух перепускных патрубков, один из которых размещен перед быстродействующим затвором, а другой - за ним по ходу потока в водоводе позволяет бесплотинной гидроэлектростанции работать при изменении направления потока воды на противоположное, что имеет место во время отливов и приливов и, в ряде случаев, в периоды разлива рек с учетом местных особенностей местности. Возможность установки бесплотинной гидроэлектростанции ниже уровня воды, например в реке, позволяет использовать ее в зимний период во время покрытия поверхности воды льдом и избежать сильных волновых воздействий при расположении ее в море или океане.

На чертеже схематически представлена описываемая бесплотинная гидроэлектростанция.

Бесплотинная гидроэлектростанция содержит водовод 1 с установленными в нем быстродействующим затвором 2 и турбиной 3. Водовод 1 выполнен конфузорно-диффузорным с цилиндрической горловиной 4. Быстродействующий затвор 2 установлен в последней и выполнен двухстороннего действия, срабатывающего в зависимости от направления потока воды в водоводе. Цилиндрическая горловина 4 сообщена через перепускные патрубки 5 и 6 с установленными в них обратными клапанами 7 и 8 с двумя буферными емкостями 9 и 10, при этом последние сообщены между собой посредством перепускного трубопровода 11, в котором установлена соединенная с электрогенератором (не показан на чертеже) турбина 3. Каждая буферная емкость 9 и 10 сообщена с цилиндрической горловиной 4 с помощью двух перепускных патрубков (для буферной емкости 9 перепускные патрубки 5 и для буферной емкости 10 перепускные патрубки 6), один из которых размещен перед быстродействующим затвором 2, а другой за ним по ходу потока в водоводе.

Бесплотинную гидроэлектростанцию располагают в потоке воды, например, под повехностью воды в плавучем состоянии или на дне реки, или в прибрежной зоне моря вдоль направления потока воды.

Свободный поток со скоростью U 0 и давлением в центральной струйке р0 на входе в водовод 1 слегка притормаживается до скорости U 1 с небольшим увеличением давления до p 1, а затем увеличивает скорость на конфузорном участке водовода 1 до значения U>U0 с соответствующим понижением давления до величины р<р0 <p1. Это понижение давления сопровождается выделением воздуха (смеси газов), растворенного в воде. Поток воды поступает в цилиндрическую горловину 4 и набегает на быстродействующий затвор 2, обеспечивающий перекрытие проходного сечения цилидрической горловины 4 и, как следствие, гидравлический удар с резким ростом давления. В цилиндрической горловине 4 водовода 1 возникает волна сжатия, распространяющаяся со скоростью с от быстродействующего затвора 2 навстречу потоку с давлением на фронте

.

Одновременно вниз по потоку от быстродействующего затвора 2 распространяется ударная волна с таким же понижением давления

.

Обратный клапан 7 перепускного патрубка 5, расположенного перед отсечным клапаном 2 открывается для пропуска воды с высоким давлением в буферную емкость 9, а обратный клапан 8 перепускного патрубка 6, расположенного за быстродействующим затвором 2, открывается для выпуска воды из буферной емкости 10 в зону пониженного давления в цилиндрической горловине 4 водовода 1. Так происходит до тех пор, пока волны давления не вернуться, отразившись от свободных концов водовода 1. В этот момент обратные клапаны 7 и 8 закрываются, быстродействующий затвор 2 открывается и поток в водоводе 1 разгоняется до первоначального состояния. После чего процесс повторяется. Разница давлений в буферных емкостях 9 и 10 постепенно и непрерывно срабатывается на турбине 3. Если направление потока изменилось (прилив сменился отливом), процесс по существу не меняется - изменяется только перепускные патрубки 5 и 6 (работает вторая пара патрубков). Буферные емкости 9 и 10 сохраняют свои функции, а турбина 3 работает в прежнем направлении.

Следует отметить, что аэрация даже при незначительной концентрации воздуха в воде резко снижает скорость распространения ударных волн в воде, что дает достаточное время для наполнения буферной емкости 9 из зоны избыточного давления и опорожнения другой буферной емкости 10 в зону дефицитного давления и обеспечивает устойчивую работу прямоточной высокооборотной турбины 3.

Преимущества описываемой гидроэлектростанции при малых скоростях потока состоят в том, что перепад давления на турбине 3 может достигать 4 cU0 и более, где - плотность воды, с - скорость распространения упругих волн в водоводе 1, U0 - скорость воды на подходе к водоводу 1.

Скорость распространения волн в воде с пузырьками воздуха, в которых давление равно р, определяется плотностью смеси 0, модулем упругости воды Е, концентрацией воздуха s:

При малой концентрации воздуха и невысокой жесткости стенок водовода 1 в формулу (3) нужно ввести известные поправки из теории гидравлического удара в трубах.

Настоящее изобретение может быть использовано везде, где есть естественные или искусственно созданные потоки воды для выработки электрической энергии, в частности в лесном, сельском и других хозяйствах, а также для индивидуального использования в труднодоступных районах страны.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Бесплотинная гидроэлектростанция, содержащая водовод с установленными в нем быстродействующим затвором и турбиной, отличающаяся тем, что водовод выполнен конфузорно-диффузорным с цилиндрической горловиной, быстродействующий затвор установлен в последней и выполнен в виде быстродействующего затвора двухстороннего действия, срабатывающего в зависимости от направления потока в водоводе, цилиндрическая горловина сообщена через перепускные патрубки с установленными в них обратными клапанами с двумя буферными емкостями, последние сообщены между собой посредством перепускного трубопровода, в котором установлена соединенная с электрогенератором турбина, причем каждая буферная емкость сообщена с цилиндрической горловиной с помощью двух перепускных патрубков, один из которых размещен перед быстродействующим затвором, а другой - за быстродействующим затвором по ходу потока в водоводе.

Свободнопоточные ГЭС - Rushydro rocks — LiveJournal

На днях в Красноярске была запущена в работы экспериментальная свободнопоточная ГЭС, разработанная учеными Сибирского федерального университета. Это событие вызвало всплеск интереса к такого рода установкам, многие комментаторы пророчат этому направлению энергетики самое светлое будущее. Попробуем разобраться, что это за станции, каковы их преимущества, недостатки и перспективы.

Фото отсюда

Принципиальным отличием свободнопоточной ГЭС от классической является использование ими не потенциальной (создаваемой плотиной или деривацией), а кинетической энергии текущего водного потока. Ближайший аналог – ветровая электростанция, которая аналогичным образом использует кинетическую энергию движущегося воздуха. Часто свободнопоточные ГЭС называют бесплотинными, что не вполне верно, поскольку бесплотинными являются и некоторые классические ГЭС, в том числе и весьма крупные – например, расположенные на Ниагарском водопаде.

Бесплотинная ГЭС Robert Moses. Мощность – 2525 МВт. Фото отсюда

Идея использования кинетической энергии речной воды отнюдь не нова, более того, самые первые в истории гидравлические машины – подливные водные колеса (нории), используемые уже несколько тысяч лет, работают именно таким образом. Казалось бы, чего проще – помещаешь рабочее колесо в воду, оно крутит генератор и вырабатывает ток. Не нужны дорогостоящие плотины или деривационные тоннели, земли не затапливаются, рыбе не мешают, поставить такую ГЭС можно вроде бы практически везде – масса преимуществ. За сотни лет (особенно за последние десятилетия) и энтузиастами, и специалистами создано огромное количество конструкций свободнопоточных ГЭС. И все реки мира должны были бы давно заставлены такими сооружениями – но этого не наблюдается, и распространение свободнопоточных ГЭС очень ограничено и представлено главным образом экспериментальными установками. Почему это происходит?

Нория. Фото отсюда

Начнем с физики. Скорость течения равнинной реки (а свободнопоточные ГЭС предлагается размещать преимущественно на таких реках) составляет обычно 2-5 км/ч (в паводки на 1-3 км/ч больше). Знакомый со средней школы расчет показывает, что один кубометр воды, движущейся с такой скоростью, будет иметь энергию 155-965 Дж.
А теперь посмотрим, какую энергию имеет тот же кубометр воды, падающий с высоты всего в 1 метр. Это 9800 Дж, т.е. в 10-60 раз больше. При этом, столь малые напоры в гидроэнергетике считаются малоэффективными и практически не используются. При этом, КПД классической ГЭС заведомо выше (сейчас он составляет более 95%), а КПД свободнопоточной ГЭС даже чисто теоретически составляет менее 60%, ведь невозможно остановить воду – она должна куда-то деваться после выхода из турбины; на практике же КПД оказывается еще ниже.

Вариант конструкции свободнопоточной ГЭС. Диаметр ротора – 6 м. Взято отсюда

Таким образом, свободнопоточная ГЭС вынуждена использовать низкопотенциальную энергию. Это всегда менее эффективно, чем использование высокопотенциальной энергии (существенно растут удельные затраты на единицу мощности и вырабатываемой электроэнергии). На первый взгляд, это не является непреодолимым препятствием – в конце концов, потенциал энергии ветра еще меньше, но ветроэлектростанций масса. Однако, ветроэлектростанции решают эту проблему за счет огромного размаха лопастей рабочего колеса. Для свободнопоточной ГЭС такой путь невозможен – глубина даже крупных рек относительно невелика, да к тому же резко изменяется в зависимости от текущих показателей водности, а также русловых процессов. Но в море, такие станции возможны и существую – они используют энергию приливных течений (хотя тоже являются пока экзотикой).

Приливная свободнопоточная электростанция SeaFlow мощностью 300 кВт, пущенная в 2003 году. Фото отсюда

Исходя из описанного, свободнопоточная ГЭС в принципе не может иметь заметной мощности, ее предел – несколько киловатт (возможно, пара десятков киловатт на больших и глубоких реках). Такая станция должна быть полностью погружена под воду, причем под минимальный меженный уровень и с хорошим запасом на толщину льда – в противном случае, она будет разрушена ледоходом (либо на период ледостава и ледохода ее придется демонтировать, что накладно). Если река судоходна – станция должна быть вне фарватера (где, заметим, самая большая глубина и самое быстрое течение). В то же время, ее нельзя и просто опустить на дно – установка может быть замыта донными отложениями. Но при любом размещении, гарантии от повреждения льдом такой установки на замерзающих реках невозможно дать в принципе – ведь никто не отменял ледяные заторы и зажоры, когда льдом и шугой забивается практически все сечение русла реки.

Еще одна из предложенных конструкций свободнопоточных ГЭС. Зимой в России такая станция по очевидным причинам работать вряд-ли будет. Взято отсюда

Получается, что удобных для установки свободнопоточных ГЭС мест не так много, и эта установка явно потребует сложных водолазных работ. А ведь еще надо как-то выдать электроэнергию с такой станции в сеть – нужна прокладка подводного кабеля, отдельная подстанция на берегу. А как обслуживать и ремонтировать эту установку? Использовать водолазов? Сколько это будет стоить?

Еще одна свободнопоточная ГЭС, разработанная еще в 1945 году. Взято отсюда

Итого на выходе получается такая гидроэлектростанция: совсем маломощная, с низким КПД, очень металлоемкая, очень чувствительная к качеству изготовления (требуется полная герметичность конструкции на протяжении многих лет), сложная в монтаже, ремонте и подключении к сетям, очень требовательная к месту размещения, находящаяся под постоянной угрозой разрушения льдом…
Все это технически решаемо, но неизбежно ведет к увеличению стоимости как самой установки, так и ее монтажа, подключения и эксплуатации – и соответственно, к ее экономической неконкурентоспособности в сравнении с другими видами энергетики (как традиционной, так и возобновляемой). Именно поэтому свободнопоточные ГЭС даже в в тепличных по отношению к возобновляемой энергетике условиях европейских стран не получили заметного развития. Кинетическая энергия рек – перспективный ресурс возобновляемой энергетики, но эффективно взять ее пока что не получается.

Автономная мини-гидроэлектростанция (ГЭС) своими руками

Сила водного потока – это возобновляемый природный ресурс, позволяющий получать практически бесплатное электричество. Подаренная природой энергия предоставит возможность сэкономить на коммунальных услугах и решить проблему с подзарядкой техники.

Если рядом с вашим домом протекает ручей или река, ими стоит воспользоваться. Они смогут обеспечить электроэнергией участок и дом. А уж если построена гидроэлектростанция своими руками, экономический эффект возрастает в разы.

В представленной статье детально описаны технологии изготовления частных гидротехнических сооружений. Мы рассказали о том, что потребуется для устройства системы и подключения ее к потребителям. У нас вы узнаете о всех вариантах миниатюрных поставщиков энергии, собранных из подручных материалов.

Содержание статьи:

Гидроэлектростанции непромышленного назначения

Гидроэлектростанции – это сооружения, способные преобразовать энергию движения воды в электричество. пока активно эксплуатируются только на Западе. На территории нашей страны эта перспективная отрасль лишь делает первые робкие шаги.

Галерея изображений

Фото из

Получение электроэнергии при извлечении потенциала воды - одно из перспективных направлений "зеленой" энергетики. Ее плюсы заключаются в использовании неисчерпаемых бесплатных ресурсов планеты с нанесением наименьшего ущерба природной обстановке

К объектам, задействованным в сфере малой гидроэнергетики, относятся мини гидроэлектростанции, вырабатывающие от 3-100 кВт до 25 МВт

Для получения электричества при использовании энергии воды необязательно наличие бурной горной реки или сооружение большой плотины. Достаточно сузить русло небольшой речки или ручья

Турбину небольшой гидроэлектростанции сможет заставить вращаться даже относительно небольшой по объему канал, в который вода поступает из близлежащего водоема или речки

Небольшие ГЭС, устроенные прямо в потоке воды просты, но не позволяют регулировать силу и объем стока. Возможность регулировки обеспечит миниатюрное водохранилище

Наиболее перспективными для организации мини ГЭС являются горные ручьи с характерной разницей высот в русле. Однако подобные условия можно создать и для речки, текущей по равнинной местности

Повысить производительность миниатюрной ГЭС помогут всевозможные водообороты и завихрения, которые можно соорудить искусственно, путем заливки бетонных конструкций

Для увеличения КПД разработчиками малых гидроэлектростанций усовершенствуются турбины. К примеру, обычное колесо с лопастями заменяется многовитковым шнеком

Использование воды для получения электроэнергии

Один из традиционных вариантов малой гидроэнергетики

Сужение канала для извлечения энергии

Устройство направленного на лопасти канала

Приплотинный вариант с небольшим водохранилищем

Разница высоты в русле ручья или речки

Искусственно сооруженное завихрение

Шнековый тип турбины с повышенным КПД

Небольшими частными гидроэлектростанциями могут быть плотины на больших реках, вырабатывающие от десятка до нескольких сотен мегаватт или мини-ГЭС с максимальной мощностью в 100 кВт, которых вполне достаточно для нужд частного дома. Вот о последних и узнаем подробней.

Гирляндная станция с гидровинтами

Конструкция состоит из цепи роторов, закрепленных на гибком стальном тросе, перетянутом поперек реки. Сам трос исполняет роль вращательного вала, один конец которого фиксируется на опорном подшипнике, а второй – активирует вал генератора.

Каждый гидроротор «гирлянды» способен вырабатывать около 2 кВт энергии, правда, скорость водного потока для этого должна быть не менее 2,5 метров в секунду, а глубина водоема не превышать 1,5 м.

Гирляндная гидростанцияГирляндная гидростанция

Принцип действия гирляндной ГЭС прост: напор воды раскручивает гидровинты, а те вращают трос и заставляют генератор вырабатывать энергию

Гирляндные станции с успехом использовались еще в середине прошлого века, но роль винтов тогда играли самодельные пропеллеры и даже консервные банки. Сегодня же производители предлагают несколько видов роторов для различных условий эксплуатации.

Они комплектуются лопастями разного размера, изготовленными из листового металла, и позволяют получить максимальный КПД от работы станции.

Но хотя в изготовлении этот гидрогенератор достаточно прост, его эксплуатация предполагает ряд специальных условий, не всегда осуществимых в реальной жизни. Такие сооружения перегораживают русло реки, и вряд ли соседи по берегу, не говоря уже о представителях экологических служб, разрешат использовать энергию потока для ваших целей.

Кроме того, в зимний период установку использовать можно только на незамерзающих водоемах, а в условиях сурового климата – консервировать или демонтировать. Поэтому гирляндные станции возводятся временно и преимущественно в безлюдной местности (например, около летних пастбищ).

Погружная роторная ГЭСПогружная роторная ГЭС

Роторные станции мощностью от 1 до 15 кВт/час вырабатывают до 9,3 МВт за месяц и позволяют самостоятельно решить проблему с электрификацией в регионах, отдаленных от централизованных магистралей

Современный аналог гирляндной установки – погружные или наплывные рамные станции с поперечными роторами. В отличие от своей гирляндной предшественницы, эти конструкции не перегораживают всю реку, а задействуют только часть русла, причем установить их можно на понтоне/плоте или вовсе опустить на дно водоема.

Вертикальный ротор Дарье

Ротор Дарье – устройство турбины, которое получило название в честь своего изобретателя в 1931 г. Система состоит из нескольких аэродинамических лопастей, зафиксированных на радиальных балках, и работает за счет перепада давления по принципу «подъемного крыла», который широко задействован в кораблестроительстве и авиации.

Хотя такие установки больше используются для создания ветрогенераторов, они могут работать и с водой. Но в этом случае нужны точные расчеты, чтобы подобрать толщину и ширину лопастей в соответствии с силой водного потока.

Виды роторов ДарьеВиды роторов Дарье

Ротор Дарье напоминает «ветряк», только установленный под водой, причем работать он может вне зависимости от сезонных колебаний скорости потока

Для создания локальных гидростанций вертикальные роторы используется редко. Несмотря на неплохие показатели КПД и кажущуюся простоту конструкции, оборудование достаточно сложное в эксплуатации.

Перед началом работы систему нужно «раскрутить», зато и остановить запущенную станцию сможет только замерзание водоема. Поэтому используется ротор Дарье преимущественно на промышленных предприятиях.

Интересное решение в сфере проектирования малых ГЭС с вертикально работающей турбиной предложил австрийский изобретатель Франц Цотлётерер:

Галерея изображений

Фото из

Мини станция водоворотно-гравитационного действия

Сооружение отдельного канала с водоворотом

Турбина в центре вращения

Устройства для сбора вырабатываемой энергии

Веским плюсом водоворотных станций вполне обоснованно считается сохранение рыбных ресурсов. Работа вертикальной турбины не наносит вреда живым организмам реки. К тому же на стенках сооружений не задерживается тина из-за специфического движения потока воды.

Подводный винтовой пропеллер

По сути, это самый простой воздушный ветряк, только устанавливается он под водой. Размеры лопастей, чтобы обеспечить максимальную скорость вращения и минимум сопротивления, рассчитываются в зависимости от силы движения потока. Например, если скорость течения не превышает 2 м/сек, то ширина лопасти должна быть в пределах 2-3 см.

Подводные ветрякиПодводные ветряки

Подводный пропеллер несложно сделать своими руками, но он подходит только для глубоких и быстрых рек – на мелком водоеме вращающиеся лопасти могут нанести травмы рыбакам, купальщикам, водоплавающим птицам и животным

Такой ветряк устанавливается «навстречу» потоку, но его лопасти работают не за счет давления водного напора, а благодаря возникновению подъемной силы (по принципу самолетного крыла или винта корабля).

Водяное колесо с лопастями

Водяное колесо – один из простейших вариантов гидравлического двигателя, известный еще со времен Римской Империи. Эффективность его работы во многом зависит от типа источника, на котором его установили.

Виды водяных колесВиды водяных колес

Подливное колесо может вращаться только благодаря скорости потока, а наливное – с помощью напора и веса воды, ниспадающей сверху на лопасти

В зависимости от глубины и русла водотока можно установить различные типы колес:

  • Подливные (или нижнебойные) – подойдут для мелководных рек с быстрым течением.
  • Среднебойные – располагаются в руслах с природными каскадами так, чтобы поток попадал приблизительно на середину вращающегося барабана.
  • Наливные (или верхнебойные) – устанавливаются под плотиной, трубой или в нижней части естественного порога, чтобы ниспадающая вода продолжила путь через вершину колеса.

Но принцип работы у всех вариантов один и тот же: вода попадает на лопасти и приводит в действие колесо, которое заставляет вращаться генератор для миниэлектростанции.

Производители гидрооборудования предлагают готовые турбины, лопасти которых специально адаптированы под определенную скорость водного потока. Но домашние умельцы изготавливают барабанные конструкции по старинке – из подручных материалов.

Ознакомиться с шагами сооружения простейшего варианта мини ГЭС поможет следующая фото-подборка:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Сужение русло и формирование перепада

Шаг 2: Раскрой деталей для сборки турбины

Шаг 3: Фиксация лопастей в самодельной турбине

Шаг 5: Установка опоры в русле ручья

Шаг 5: Установка турбины на опорную конструкцию

Шаг 6: Подключение генератора и аккумуляторов

Шаг 7: Устройство ременной передачи

Шаг 8: Тестирование устройства после сборки

Возможно, отсутствие оптимизации отразится на показателях КПД, зато себестоимость самодельного оборудования обойдется в разы дешевле покупного аналога. Поэтому водяное колесо наиболее популярный вариант для организации собственной мини-ГЭС.

Условия для установки гидроэлектростанции

Несмотря на заманчивую дешевизну энергии, вырабатываемую гидрогенератором, важно учесть особенности водного источника, ресурсы которого вы планируете задействовать для собственных нужд.

Ведь далеко не каждый водоток подойдет для эксплуатации мини-ГЭС, тем более круглогодичной, поэтому не помешает иметь в резерве возможность подключения к централизованной магистрали.

Несколько «за» и «против»

Основные плюсы индивидуальной гидроэлектростанции очевидны: недорогое оборудование, которое вырабатывает дешевое электричество, да еще и природе не вредит (в отличие от плотин, перекрывающих ток реки). Хотя абсолютно безопасной систему назвать нельзя – все-таки вращающиеся элементы турбин могут нанести травмы жителям подводного мира и даже людям.

Мини-ГЭС на рекеМини-ГЭС на реке

Чтобы предупредить несчастные случаи, гидростанцию нужно оградить, а если система полностью скрыта водой – установить на берегу предупреждающий знак

Преимущества мини-ГЭС:

  1. В отличие от других «бесплатных» энергоисточников (солнечных батарей, ветрогенераторов), гидросистемы могут работать вне зависимости от времени суток и погоды. Единственное, что может им помешать – замерзание водоема.
  2. Для установки гидрогенератора необязательно наличие большой реки – те же водяные колеса с успехом можно использовать даже в мелких (но быстрых!) ручьях.
  3. Установки не выделяют вредных веществ, не загрязняют воду и работают практически бесшумно.
  4. Для монтажа мини-ГЭС мощностью до 100 кВт не нужно оформлять разрешительную документацию (хотя все зависит от местных властей и типа установки).
  5. Избыток электричества можно продавать в соседние дома.

Что касается недостатков – серьезной помехой для продуктивной эксплуатации оборудования может стать недостаточная сила течения. В этом случае придется возводить вспомогательные сооружения, что сопряжено с дополнительными затратами.

Если потенциальной энергии расположенной рядом реки при приблизительном расчете не хватит на выработку электричества в объеме, достаточном для практического применения, стоит обратить внимание на . Ветряк послужит эффективным дополнением.

Измерение силы водного потока

Первое, что нужно сделать, чтобы задуматься о виде и способе монтажа станции, – измерить скорость водного потока на облюбованном источнике.

Самый простой способ – опустить на стремнину любой легкий предмет (например, теннисный мячик, кусок пенопласта или рыбацкий поплавок) и засечь секундомером время, за которое он проплывет расстояние до какого-нибудь ориентира. Стандартная дистанция для «заплыва» – 10 метров.

Устройство отводного каналаУстройство отводного канала

Если водоем находится далековато от дома, можно построить отводной канал или трубопровод, и заодно и позаботиться о перепадах высоты

Теперь нужно пройденное расстояние в метрах разделить на количество секунд – это и будет скорость течения. Но если полученное значение будет меньше 1 м/сек, потребуется возвести искусственные сооружения, чтобы ускорить поток перепадами высот.

Это реально осуществить с помощью разборной плотины или неширокой сливной трубы. Но без хорошего течения от идеи с гидростанцией придется отказаться.

Изготовление ГЭС на основе водяного колеса

Разумеется, собрать «на коленке» и возвести махину, предназначенную для обслуживания предприятия или населенного пункта даже из десятка домов – идея из области фантастики. Но соорудить своими руками мини-ГЭС для экономии электричества – вполне реально. Причем задействовать можно как готовые комплектующие, так и подручные материалы.

Поэтому рассмотрим пошагово изготовление наиболее простого сооружения – водяного колеса.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы сделать своими руками мини-ГЭС, нужно подготовить сварочный аппарат, болгарку, дрель и набор вспомогательных инструментов – молоток, отвертку, линейку.

Из материалов понадобятся:

  • Уголки и листовой металл толщиной не менее 5 мм.
  • Трубы из ПВХ или оцинкованной стали для изготовления лопастей.
  • Генератор (можно использовать готовый покупной или сделать самому, как в данном примере).
  • Тормозные диски.
  • Вал и подшипники.
  • Фанера.
  • Полистироловая смола для заливки ротора и статора.
  • Медный провод на 15 мм для самодельного генератора.
  • Неодимовые магниты.

Учтите, что конструкция колеса будет постоянно контактировать с водой, поэтому металлические и деревянные элементы необходимо выбирать с защитой от влаги (или позаботится об их пропитке и покраске самостоятельно). В идеале, фанеру можно заменить пластиком, но деревянные детали проще достать и придать им нужную форму.

Сборка колеса и изготовление сопла

Основой для самого колеса могут стать два стальных диска одинакового диаметра (если есть возможность достать стальной барабан от кабеля – отлично, это намного ускорит процесс сборки).

Но если металла в подручных материалах не нашлось, можно вырезать круги и из водостойкой фанеры, хотя прочность и срок службы даже обработанного дерева не сравнится со сталью. Затем на одном из дисков нужно прорезать круглое отверстие под установку генератора.

После этого изготавливаются лопасти, а их понадобится не меньше 16 шт. Для этого оцинкованные трубы разрезаются вдоль на две или четыре части (зависит от диаметра). Затем места резки и саму поверхность лопастей нужно отшлифовать, чтобы уменьшить потери энергии при трении.

Лопасти для водяного колесаЛопасти для водяного колеса

Лопасти устанавливаются под наклоном примерно в 40-45 градусов – это поможет увеличить площадь поверхности, на которую будет воздействовать сила потока

Расстояние между двумя боковыми дисками должно быть максимально приближено к длине лопастей. Чтобы наметить место для расположения будущих ступиц, рекомендуется сделать шаблон из фанеры, на котором будет обозначено место для каждой детали и отверстия для фиксации колеса к генератору. Готовую разметку можно прикрепить на внешней стороне одного из дисков.

Затем круги устанавливаются параллельно друг к другу с помощью стержней со сплошной резьбой, а лопасти привариваются или фиксируются болтами в нужных позициях. Барабан будет вращаться на подшипниках, а в качестве опоры используется рама из уголков или труб небольшого диаметра.

Барабан водяного колесаБарабан водяного колеса

На этом этапе сборку барабана можно считать законченной, осталось оснастить его самодельным генератором и соплом, направляющим поток воды

Сопло предназначено для водных источников каскадного типа – такая установка позволит использовать энергию потока по максимуму. Изготавливается этот вспомогательный элемент путем выгибания листового металла с последующей сваркой швов, а после насаживается на трубу.

Однако если в вашей местности протекает равнинная река без порогов и других высотных препятствий, в этой детали нет необходимости.

Сопло для ускорения потокаСопло для ускорения потока

Важно, чтобы ширина выходного отверстия сопла соответствовала ширине самого колеса, иначе часть потока будет идти «вхолостую», не попадая на лопасти

Теперь колесо нужно насадить на ось и установить на подпорку из сваренных или скрепленных болтами уголков. Осталось сделать генератор (или установить готовый) и можно отправляться к реке.

Генератор своими руками

Для изготовления самодельного генератора нужно сделать обмотку и заливку статора, для чего понадобятся катушки со 125-ю витками медной проволоки на каждой. После их соединения вся конструкция заливается полиэстеровой смолой.

Обмотка статораОбмотка статора

Каждая фаза состоит из трех последовательно прикрепленных мотков, поэтому соединение можно сделать в форме звезды или треугольника с несколькими наружными выводами

Теперь нужно подготовить фанерный шаблон, совпадающий по размерам с тормозным диском.

На деревянном кольце выполняется разметка и делаются прорези для установки магнитов (в данном случае использовались неодимовые магниты толщиной 1,3 см, шириной 2,5 см и длиной 5 см). Затем полученный ротор также заливается смолой, а после просушки – присоединяется к барабану колеса.

Готовая мини-ГЭСГотовая мини-ГЭС

Водяное колесо с ротором из тормозных дисков и генератором из мотков медной проволоки – окрашенное, презентабельное и готовое к эксплуатации

Последним монтируется алюминиевый кожух с амперметром, закрывающий выпрямители. Задача этих элементов – преобразовывать трехфазный ток в постоянный.

Установка станции в потокУстановка станции в поток

После установки колеса в поток небольшой речки с каскадом или отводной трубой, можно рассчитывать на производительность мини-ГЭС в 1,9А * 12В при 110 оборотах за минуту

Чтобы в колесо не попадали листья, песок и другой мусор, принесенный с потоком, желательно поставить перед устройством защитную сетку.

Также можно поэкспериментировать с зазорами между магнитами и катушками с увеличенным количеством витков для увеличения КПД гидростанции.

О всех видах вы узнаете, ознакомившись со статьей, посвященной внедрению в быт “зеленых технологий”.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Пример работающей гидроустановки с самодельным генератором на базе трехфазного двигателя:

Видео #2. Мини-ГЭС, сконструированная по принципу водяного колеса:

Видео #3. Станция на основе велосипедного колеса – интересный вариант решения проблемы с энергообеспечением на отдыхе вдали от цивилизации:

Как видите, построить водяную миниэлектростанцию своими руками не так уж и сложно. Но так как большинство расчетов и параметров для ее комплектующих определяется «на глазок», следует быть готовым к возможным поломкам и сопутствующим затратам.

Если вы чувствуете нехватку знаний и опыта в данной сфере, стоит довериться специалистам, которые выполнят все необходимые расчеты, посоветуют оптимальное для вашего случая оборудование и качественно произведут его установку.

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Делитесь интересными сведениями и полезными рекомендациями, оставляйте тематические фото. Возможно, вы хотите рассказать, как соорудили собственными руками действующую гидроэлектростанцию на загородном участке? Будем рады прочитать ваш рассказ о процессе устройства и эксплуатации.

типов гидроэлектростанций | Министерство энергетики

Вы здесь

Главная »Типы гидроэлектростанций

Существует три типа гидроэнергетических сооружений: отстойник, отвод и откачка.Некоторые гидроэлектростанции используют плотины, а некоторые нет. Изображения ниже показывают оба типа гидроэлектростанций.

Многие плотины были построены для других целей, а гидроэлектростанция была добавлена ​​позже. В Соединенных Штатах насчитывается около 80 000 плотин, из которых только 2400 вырабатывают энергию. Другие плотины предназначены для отдыха, для хранения скота / прудов на фермах, борьбы с наводнениями, водоснабжения и ирригации.

Размеры гидроэлектростанций варьируются от небольших систем для дома или деревни до крупных проектов по производству электроэнергии для коммунальных служб.Размеры гидроэлектростанций описаны ниже.

Водоем

Самым распространенным типом гидроэлектростанции является водохранилище. Заливное сооружение, обычно крупная гидроэнергетическая система, использует плотину для хранения речной воды в водохранилище. Вода, выпущенная из резервуара, течет через турбину, вращая ее, что, в свою очередь, приводит в действие генератор для выработки электроэнергии. Вода может быть выпущена либо для удовлетворения меняющихся потребностей в электроэнергии, либо для поддержания постоянного уровня в резервуаре.

ДИВЕРСИЯ

Диверсия, иногда называемая руслом реки, направляет часть реки через канал или водосток.Это может не потребовать использования плотины.

НАСОСНОЕ ХРАНИЛИЩЕ

Другой тип гидроэлектростанции, называемый насосным хранилищем, работает как батарея, хранящая электроэнергию, вырабатываемую другими источниками энергии, такими как солнечная, ветровая и ядерная энергия, для дальнейшего использования.Он накапливает энергию, перекачивая воду в гору в резервуар на более высоком уровне от второго резервуара на более низком уровне. Когда потребность в электричестве низкая, перекачиваемое хранилище запасает энергию, перекачивая воду из нижнего резервуара в верхний резервуар. В периоды высокой потребности в электроэнергии вода поступает обратно в нижний резервуар и вращает турбину, вырабатывая электроэнергию.

РАЗМЕРЫ ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Размеры установок варьируются от крупных электростанций, которые снабжают многих потребителей электроэнергией, до небольших и микроэлектростанций, которые люди используют для своих собственных потребностей в энергии или для продажи электроэнергии коммунальным предприятиям.

Большая гидроэлектростанция

Хотя определения различаются, Министерство энергетики определяет большую гидроэлектростанцию ​​как объекты, которые имеют мощность более 30 мегаватт (МВт).

Малая гидроэлектростанция

Хотя определения различаются, Министерство энергетики определяет малую гидроэлектростанцию ​​как проекты, которые вырабатывают 10 МВт или меньше энергии.

Микро ГЭС

Микро ГЭС имеет мощность до 100 киловатт. Небольшая или микро-гидроэнергетическая система может производить достаточно электричества для дома, фермы, ранчо или деревни.

УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ О ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Подпишитесь на наши последние новости

Отправьте свой адрес электронной почты, чтобы получать наши новости.

,

ГЭС | Национальное географическое общество

Гидроэлектроэнергия, также называемая гидроэлектростанцией или гидроэлектроэнергией, является формой энергии, которая использует энергию воды в движении, например, воду, протекающую через водопад, для выработки электроэнергии. Люди использовали эту силу на протяжении тысячелетий. Более двух тысяч лет назад люди в Греции использовали проточную воду, чтобы превратить колесо своей мельницы в молотую пшеницу в муку.

Как работает гидроэнергетика?

Большинство гидроэлектростанций имеют резервуар для воды, вентиль или клапан для контроля того, сколько воды вытекает из резервуара, и выход или место, где вода заканчивается после того, как течет вниз.Вода получает потенциальную энергию как раз перед тем, как пролиться через плотину или стечь с холма. Потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию, когда вода течет вниз. Вода может быть использована для вращения лопастей турбины для выработки электроэнергии, которая распределяется среди потребителей электростанции.

Типы гидроэлектростанций

Существует три различных типа гидроэлектростанций, наиболее распространенным из которых является установка для сбора отходов.В сооружении для захоронения плотина используется для контроля потока воды, хранящейся в бассейне или водохранилище. Когда требуется больше энергии, вода выходит из плотины. Как только вода выпущена, сила тяжести вступает во владение, и вода течет вниз через турбину. Поскольку лопасти турбины вращаются, они приводят в действие генератор.

Другой тип гидроэлектростанции - это диверсионный объект. Этот тип растения уникален тем, что не использует плотину. Вместо этого он использует серию каналов для направления проточной речной воды к турбинам, приводящим в действие генератор.

Третий тип установок называется насосно-складским помещением. Этот завод собирает энергию, получаемую от солнечной, ветровой и ядерной энергии, и сохраняет ее для будущего использования. Завод накапливает энергию, перекачивая воду в гору из бассейна на более низком уровне в резервуар, расположенный на более высоком уровне. Когда есть высокая потребность в электричестве, вода, расположенная в верхнем бассейне, выпущена. Когда эта вода стекает обратно в нижний резервуар, она вращает турбину, чтобы вырабатывать больше электричества.

Насколько широко используется гидроэлектроэнергия во всем мире?

Гидроэлектроэнергия является наиболее часто используемым возобновляемым источником электроэнергии. Китай является крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии. Другими ведущими производителями гидроэнергетики во всем мире являются США, Бразилия, Канада, Индия и Россия. Приблизительно 71 процент всей возобновляемой электроэнергии, вырабатываемой на Земле, вырабатывается гидроэлектростанциями.

Какая самая большая гидроэлектростанция в мире?

Плотина Три ущелья в Китае, которая сдерживает реку Янцзы, является самой большой гидроэлектростанцией в мире с точки зрения производства электроэнергии.Дамба имеет длину 2335 метров (7660 футов) и высоту 185 метров (607 футов), и в ней достаточно генераторов для выработки 22 500 мегаватт электроэнергии.

.

ГЭС

ГЭС

Гидроэлектроэнергия, используя потенциальную энергию рек, теперь поставляет 17,5% мировой электроэнергии (99% в Норвегии, 57% в Канаде, 55% в Швейцарии, 40% в Швеции, 7% в США). За исключением нескольких стран с его избытком, гидроэнергетика обычно применяется для пиковой нагрузки, потому что она так легко останавливается и запускается.Это не главный вариант для будущего в развитых странах, потому что большинство крупных площадок в этих странах, которые могут использовать гравитацию таким образом, либо уже эксплуатируются, либо недоступны по другим причинам, таким как экологические соображения. Рост до 2030 года ожидается в основном в Китае и Латинской Америке.

Гидроэнергия доступна во многих формах: потенциальная энергия от высоких напоров воды, удерживаемых в плотинах, кинетическая энергия от текущих потоков в реках и приливных заграждениях, а также кинетическая энергия также от движения волн на относительно статических водных массах.Было разработано много оригинальных способов использования этой энергии, но большинство из них включают направление потока воды через турбину для выработки электроэнергии. Те, которые обычно не связаны с использованием движения воды для управления каким-либо другим видом гидравлического или пневматического механизма для выполнения той же задачи.

Hydro Electric Power Generation System

Водяные турбины

Подобно паровым турбинам, водяные турбины могут зависеть от импульса рабочего тела на лопастях турбины или реакции между рабочим телом и лопастями для вращения вала турбины, который, в свою очередь, приводит в движение генератор.Несколько различных семейств турбин были разработаны для оптимизации производительности для конкретных условий водоснабжения.

Выходная мощность турбины

Обычно турбина преобразует кинетическую энергию рабочего тела, в данном случае воды, во вращательное движение вала турбины.

швейцарский математик Леонард Эйлер в 1754 году показал, что крутящий момент на валу равен изменению момента импульса потока воды, поскольку он отклоняется лопатками турбины, а генерируемая мощность равна крутящему моменту на валу, умноженному на частоту вращения вал.Смотрите следующую диаграмму.

Euler

Обратите внимание, что этот результат не зависит от конфигурации турбины или того, что происходит внутри турбины. Все, что имеет значение, - это изменение углового момента жидкости между входом и выходом турбины.

Гидроэлектростанция Эффективность

Гидроэлектростанция - безусловно, самый эффективный метод крупномасштабного производства электроэнергии.Смотрите сравнительную таблицу. Энергетические потоки сосредоточены и могут контролироваться. Процесс преобразования захватывает кинетическую энергию и преобразует ее непосредственно в электрическую энергию. Не существует неэффективных промежуточных термодинамических или химических процессов и тепловых потерь. Общая эффективность никогда не может быть 100%, однако, поскольку извлечение 100% кинетической энергии проточной воды означает, что поток должен был бы остановиться.

Эффективность преобразования гидроэлектростанции зависит в основном от типа используемой водяной турбины и может достигать 95% для крупных установок.Меньшие электростанции с выходной мощностью менее 5 МВт могут иметь КПД от 80 до 85%.

Однако трудно извлечь энергию из низких скоростей потока.

Примечание: Теоретический предел эффективности преобразования Бетца, равный 59,3%, который представляет собой максимальный КПД, который может быть получен от ветряной турбины, не применяется к гидравлическим турбинам, поскольку существует множество вариаций в конструкции турбины и более возможное регулирование потоков воды. ,Это означает, что существуют потенциальные вариации потенциальной эффективности турбины, многие из которых могут превышать предел Бетца.

Узнайте больше об историческом развитии гидравлической энергетики и больше примеров.

Типы турбин

Наиболее подходящая турбина для использования зависит от скорости потока воды и напора или давления воды.

  • Импульсные турбины
  • Импульсные турбины требуют тангенциального потока воды на одной стороне турбинного ротора (ротора) и, следовательно, должны работать только при частичном погружении. Они лучше всего подходят для применений с высоким напором, но с низким объемным расходом, таких как быстрые мелководья, хотя он используется в широком диапазоне ситуаций с напорами от 15 до почти 2000 метров.

    • Турбина Пелтона
    • Pelton Impulse Turbine

      Турбина Пелтона является примером импульсной турбины. Головки высокого давления вызывают очень быстрые водяные струи, попадающие в лопатки, что приводит к очень высоким скоростям вращения турбины. Разделенные пары ковшей делят поток воды, обеспечивая сбалансированные осевые усилия на направляющей турбины.

      Колеса

      Pelton идеально подходят для маломощных установок с выходной мощностью 10 кВт или менее, но они также используются в установках с выходной мощностью до 200 МВт.

      КПД до 95% возможны.


  • Реактивные турбины
  • Реактивные турбины

    предназначены для работы с полным погружением или закрытием корпуса турбины для поддержания давления воды.Они подходят для нижнего напора воды не более 500 метров и являются наиболее часто используемыми турбинами большой мощности.

    • Турбина Фрэнсиса

      Турбина Фрэнсиса является примером реакционной турбины. Поток воды входит в радиальном направлении к оси и выходит в направлении оси.

      Крупногабаритные турбины, используемые в плотинах, способны вырабатывать более 500 МВт энергии от напора воды около 100 метров с КПД до 95%.

      Francis Turbine
    • Пропеллерные и Капланские турбины
    • Kaplan Variable Pitch Propeller Turbine

      Пропеллер турбины, это еще один пример реактивной турбины.Разработанный для работы полностью погруженным, он похож по форме на гребной винт корабля и является наиболее подходящей конструкцией для источников с низким напором воды с высоким расходом, таких как те, что в медленных реках. Проекты оптимизируются для конкретной скорости потока, и эффективность быстро падает, если скорость потока падает ниже расчетного значения. Версия Kaplan оснащена лопастями с переменным шагом, что позволяет ей эффективно работать в диапазоне скоростей потока.

См. Также паровые турбины

Мощность от плотин (потенциальная энергия)

  • Характеристики поставки

    Гидроэлектростанция использует потенциальную энергию воды, остающейся в плотине, для привода водяной турбины, которая, в свою очередь, приводит в действие электрический генератор.Таким образом, доступная энергия зависит от напора воды над турбиной и объема воды, протекающей через нее. Турбины обычно представляют собой реактивные типы, лопасти которых полностью погружены в поток воды.

    На диаграмме напротив показана типичная конфигурация турбины и генератора, используемая в плотине.

    Electricity Generation with Water Turbine

    Источник У.S. Инженерный корпус армии

    Hydro Electric Power Plant

    Источник: TVA

    Строительные работы, связанные с получением гидроэнергии от плотины, обычно во много раз превышают стоимость турбин и сопутствующего оборудования для производства электроэнергии.Однако плотины обеспечивают большой резервуар для воды, из которого можно контролировать поток воды и, следовательно, выходную мощность генератора. Резервуар также служит запасным буфером, хранящим избыточную воду в дождливые периоды и выпускающим ее во время сухих периодов.

    Накопление ила за плотиной может вызвать проблемы с техническим обслуживанием.


    Доступная мощность

    Потенциальная энергия на единицу объема = ρgh

    , где ρ - плотность воды (10 3 кг / м 3 ), ч - напор воды, г - гравитационная постоянная (10 м / с 2 )

    Мощность P от плотины дает

    P = ηρghQ

    , где Q - объем воды, протекающей в секунду (расход в м 3 / секунду), а η - КПД турбины.

    Для воды, протекающей со скоростью один кубический метр в секунду из напора в один метр, вырабатываемая мощность эквивалентна 10 кВт при условии КПД преобразования энергии 100% или чуть более 9 кВт при КПД турбины от 90% до 95%.

Мощность "Run of River" (кинетическая энергия)

  • Характеристики поставки
  • Установки "русло реки" не зависят от затопления больших участков земли с образованием плотин.Вместо этого необходимая постоянная подача воды может быть получена из естественных верхних озер и водохранилищ. Они обычно используются для небольших схем, генерирующих выходную мощность менее 10 мегаватт.

    Вода из быстро текущей реки или ручья отводится через турбину, часто колесо Пелтона, которое приводит в движение электрический генератор. Локальный напор воды может быть по существу не намного больше нуля, и турбина предназначена для преобразования кинетической энергии проточной воды в энергию вращения турбины и генератора.Таким образом, доступная энергия зависит от количества воды, протекающей через турбину, и квадрата ее скорости.

    Импульсные турбины, которые только частично погружены в воду, чаще используются в установках с быстрым течением реки, в то время как в более глубоких, медленных реках с большим напором воды могут использоваться полностью погруженные реакционные турбины Каплана для извлечения энергии из воды. течь.

    Проекты в русле реки намного дешевле, чем плотины из-за более простых требований строительных работ.Однако они чувствительны к изменениям количества осадков или потока воды, которые уменьшают или даже отключают потенциальную выходную мощность в периоды засухи. Чтобы избежать проблем сезонных речных потоков или даже суточных колебаний, сооружения с речным течением могут включать дополнительное ограниченное количество «искусственных» водохранилищ, называемых «прудом», чтобы поддерживать работу станции в засушливые периоды. ,

    С другой стороны, в условиях паводка установка может не справиться с более высокими расходами, и вода должна отводиться вокруг турбины, теряя потенциальную генерирующую способность увеличенного потока воды.

    Из-за этих ограничений, если строительство плотины невозможно, при эксплуатации речных сооружений может также потребоваться включить некоторую форму резервного питания, такую ​​как аккумулятор, аварийные генераторы или даже подключение к сети. См. Получение возобновляемой энергии для более подробной информации о вариантах резервного копирования.

    Доступная мощность

    Максимальная выходная мощность турбины, используемой в речном режиме, равна кинетической энергии (½mv 2 ) воды, падающей на лопасти.Принимая во внимание КПД η турбины и ее установку, максимальная выходная мощность P max определяется

    P макс. = ½ηρQv 2

    , где v - скорость потока воды, а Q - объем воды, протекающей через турбину в секунду.

    Q дается

    Q = A v

    , где A - площадь развертки лопаток турбины.

    Таким образом,

    P макс. = ½ηρAv 3

    Это соотношение также относится к турбинам с кожухом, используемым для улавливания энергии приливных течений (см. Ниже), и прямо аналогично уравнению для теоретической мощности, генерируемой ветряными турбинами Обратите внимание, что выходная мощность пропорциональна кубу скорости воды.

    Таким образом, мощность, вырабатываемая одним кубическим метром воды, протекающей со скоростью один метр в секунду через турбину со 100% -ной эффективностью, будет равна 0.5 кВт или чуть меньше с учетом неэффективности системы. Это только одна двадцатая от мощности, генерируемой тем же объемным потоком от плотины выше. Чтобы вырабатывать одинаковую мощность при одинаковом объеме воды из речной установки, скорость потока воды должна составлять √20 метров в секунду (4,5 м / с).

Приливная сила

  • Характеристики поставки
  • Использование силы приливов может быть достигнуто путем размещения двунаправленных турбин на пути потока приливной воды в бухтах и ​​устьях рек.Чтобы быть жизнеспособным, ему необходим большой диапазон приливов и включает в себя создание барьера через залив или устье, чтобы направлять воду через турбины, когда прилив входит и уходит. Хотя приливная энергия, улавливаемая в приливных прудах, использовалась с римских времен для питания мельниц, современных установок мало. Первый завод, который в больших масштабах использовал приливную энергию для производства электроэнергии, был построен в Ранс во Франции в 1966 году. Другие последовали в Канаде и России.

    Electric Power from Tidal Flows

    Энергия приливов и отливов наиболее близка из всех возобновляемых источников энергии к способности обеспечивать неограниченную, непрерывную и предсказуемую выходную мощность, но, к сожалению, в мире мало подходящих мест, и экологические ограничения до сих пор препятствовали их общему признанию.

    Турбины с закрытой водой, помещенные в глубоководные приливные течения, показывают больший потенциал для эксплуатации, хотя связанные с ними строительные работы более сложны, и несколько проектов находятся в стадии разработки.

    Мощность доступна только от шести до двенадцати часов в день в зависимости от приливов и отливов.

    Доступная мощность

    Максимальная выходная мощность турбины с водяной турбиной, используемой в приложениях приливной энергии, равна кинетической энергии воды, падающей на лопасти, аналогично приведенному выше расчету "течения реки".Принимая во внимание КПД η турбины и ее установку, максимальная выходная мощность P max определяется

    P макс. = ½ηρAv 3

    , где v - скорость потока воды, а A - площадь подметания лопастей.

    Турбина диаметром один метр с протекающим через нее потоком воды один метр в секунду будет генерировать 0.4 кВт электроэнергии при 100% эффективности. Точно так же турбина диаметром 3 метра с потоком воды 3 метра в секунду будет производить 32 кВт мощности.

Wave Power

  • Характеристики поставки
  • Энергия, доступная от движения поверхностной волны океана, почти ограничена, но ее оказалось крайне сложно уловить.Было предложено много гениальных систем, но, за исключением очень небольших установок, очень немногие производят электроэнергию в коммерческих целях, и большинство из них были сорваны из-за практических проблем.

    Некоторые из этих предложений изложены ниже. Большинство из них все еще находятся на экспериментальной стадии, и многие из них не масштабируются в системы с высокой пропускной способностью.

    • Системы преобразования энергии
      • Осциллирующая поплавковая система
      • Одним из самых простых и распространенных решений является система колеблющегося поплавка, в которой поплавок размещается внутри буя цилиндрической формы, который открыт снизу и пришвартован к морскому дну.Внутри цилиндра поплавок движется вверх и вниз по поверхности волн, проходящих через буй.

        Различные методы были использованы для превращения движения поплавка в электрическую энергию. К ним относятся: -

        • Гидравлические системы, в которых воздух сжимается в пневматическом резервуаре над поплавком во время его движения вверх по гребням волн. После того, как гребни прошли, воздух расширяется и заставляет плавать вниз в следующие впадины волн.Гидравлическая система затем использует возвратно-поступательное движение поплавка для перекачки воды через водяную турбину, которая приводит в действие вращающийся электрический генератор.
        • Пневматические системы, в которых воздух, перемещаемый в цилиндре, используется для питания воздушной турбины, которая приводит в движение генератор.
        • Линейные генераторы для преобразования возвратно-поступательного движения поплавка непосредственно в электрическую энергию.
        • Вместо выработки электроэнергии на борту буя, некоторые системы перекачивают гидравлическую жидкость на берег в генераторы на берегу.
      • Осциллирующая лопастная система
      • В этой системе используются большие весла, пришвартованные к дну океана, чтобы имитировать колебательные движения морских растений в присутствии океанских волн. Лопатки прикреплены к специальным шарнирным соединениям в основании, которые используют колебательное движение лопаток для прокачки воды через турбогенератор.

      • Осциллирующая змеиная система
      • Змеиная система использует ряд плавающих цилиндрических секций, соединенных шарнирными соединениями.Плавающая змея привязана к морскому дну и удерживает положение на волнах. Волновое движение на шарнирах используется для прокачки масла под высоким давлением через гидравлические двигатели через сглаживающие аккумуляторы. гидравлические двигатели в свою очередь приводят в действие электрические генераторы для производства электрическая мощность.

      • Колонка с колеблющейся водой
      • Electricity Generation by Oscillating Water Column

        Водяные колонны образуются в больших бетонных конструкциях, построенных на береговой линии или на плотах.Структура открыта как сверху, так и снизу. Нижний конец погружен в море, и воздушная турбина заполняет отверстие в верхней части. Подъем и опускание водяного столба внутри конструкции перемещает воздушный столб над ним, пропуская воздух через турбогенератор. Турбина имеет подвижные лопатки, которые вращаются, чтобы поддерживать однонаправленное вращение, когда движение воздушного столба изменяется на противоположное.

      • Система датчиков давления
      • В системе гидравлических насосов используется погруженный газонаполненный резервуар с жесткими боковыми сторонами и основанием и гибкой, сильфонной верхней частью.Газ в резервуаре сжимается и расширяется в ответ на изменения давления от волн, проходящих над головой, вызывающих подъем и опускание верхней части. Рычаг прикреплен к центру верхних приводов поршней, которые качают воду под давлением на берегу для привода гидрогенераторов.

      • Системы захвата волн
      • Системы захвата волн используют сужающуюся рампу, чтобы направлять волны в возвышенный резервуар.Волны, попадающие в воронку по широкому фронту, концентрируются в сужающемся канале, что вызывает увеличение амплитуды волны. Увеличенной высоты волны в сочетании с импульсом воды достаточно, чтобы поднять количество воды вверх по скату и в резервуар, расположенный над уровнем моря. Затем вода из резервуара может быть выпущена через гидроэлектрическую турбину, расположенную ниже резервуара, для выработки электроэнергии.

        Electricity Generation from Wave Capture

      • Системы волнового перекрытия
      • Это плавучие системы, аналогичные наземной системе, описанной выше.Они фокусируют волны на конусной рампе, которая вызывает увеличение их амплитуды. Гребни волн пересекают скат и разливаются на низкую плотину. Вода из низкой плотины затем течет через гидроэлектрические турбины обратно в море под плавучей конструкцией.

      • Рычаг Системы
      • Были разработаны различные системы захвата энергии на основе рычага.Длинные рычаги могут быть установлены на стальных сваях или на плавучих платформах. Большие поплавки или буи прикреплены к конечностям рычагов, которые движутся вверх и вниз с волнами.

        Движение рычагов выталкивает жидкость в центральный гидравлический аккумулятор и через турбину генератора. В качестве альтернативы вода под высоким давлением может быть откачана на берег к энергетическим береговым генераторам.

    • Технические проблемы
    • Огромные технические проблемы связаны с разработкой практических систем для сбора энергии волн.

      • Изменчивость морских условий
      • Морские условия общеизвестно изменчивы, и система должна быть в состоянии справиться с широким диапазоном амплитуд и частот волн, а также с изменениями направлений течений.

      • Соответствие генерирующего оборудования волновым характеристикам
      • Механизмы необходимы для преобразования мощности нерегулярных колебательных механических сил, вызванных волнами, в электрическую энергию, синхронизированную с сеткой.Это может быть связано с дорогой силовой электроникой.

        Типичные вращающиеся машины, используемые для выработки электроэнергии, работают с синхронной скоростью 1200 об / мин. (20 оборотов в секунду), тогда как частота волн, движущих генератор, вероятно, будет между 5 и 10 секундами за цикл. Механическая зубчатая передача необходима для соответствия этому соотношению 200: 1 в рабочих скоростях, возможно, в сочетании со специальными генераторами медленной скорости, включающими большое количество пар полюсов.

        Одним из способов решения всех этих проблем является использование гидравлических аккумуляторов либо на месте, либо на берегу, чтобы сгладить подачу энергии в генератор.

      • Оборудование строительное
      • Для систем разумного размера очень высокие механические силы будут связаны с преобразованием энергии волны в механическую энергию для приведения в действие электрического генератора.

      • Жилье и оборудование для швартовки
      • Должны быть предусмотрены надежные корпуса для защиты генерирующего оборудования от агрессивной окружающей среды.

        Держать установку на месте также особенно трудно в глубокой воде.

      • Передача энергии
      • Бронированные и изолированные кабели с низкими потерями или трубы высокого давления должны быть разработаны для доставки электрической или гидравлической энергии обратно на берег.

      • Устойчивость к урону от урагана
      • Урон от шторма является серьезной угрозой.Частота встречаемости волн любой конкретной амплитуды соответствует распределению Рэлея, аналогичному тому, которое применяется к скоростям ветра. Хотя частота серьезных штормов может быть довольно небольшой, раз в 50 лет можно ожидать волну, в десять раз превышающую среднюю амплитуду. Из приведенного ниже расчета мощности мощность волны пропорциональна квадрату амплитуды волны. Это означает, что установка должна быть рассчитана на то, чтобы выдерживать усилия, в сто раз превышающие нормальный рабочий уровень.Это значительно увеличивает расходы.

    Доступная мощность

    Мощность волны на единицу длины волнового фронта P L задается (Twiddel & Weir. Renewable Energy Resources) как

    P L = ρga 2 λ / 4T

    , где ρ - плотность воды (10 3 кг / м 3 ), a - амплитуда волны (половина высоты волны), г - гравитационная постоянная (10 м / г). с (2 ), λ - длина волны колебаний, а T - период волны.

    Таким образом, для волны с амплитудой 1,5 метра, длиной 100 метров и периодом 5 секунд мощность на метр волнового фронта составит 75 кВт.

Тепловая энергия океана

Неограниченная тепловая энергия теплых океанов мира также может быть использована для выработки электроэнергии во многом так же, как геотермальное тепло используется для выработки электроэнергии.К сожалению, эффективность преобразования очень низка, и экономическую жизнеспособность трудно оправдать текущими ценами на энергоносители. Процесс и потенциал более подробно описаны в разделе «Преобразование тепловой энергии океана» (OTEC) на страницах «Геотермальная энергия».

См. Также Генераторы

Возврат к Обзор электроснабжения

,

Электростанции разных типов

Электричество - жизненная основа современного мира. Все, от часов до автомобилей, теперь работает на электричестве.

Чтобы представить нашу зависимость от электричества в цифрах, мы видим, что в 2008 году потребление электроэнергии в США составляло 2989 ТВт-ч (тера-ватт-часов). Перейдя к 2019 году, мы видим, что он увеличился до , 3971 ТВт-ч . TWh, равный 1 000 000 000 кВт-ч.

СВЯЗАННЫЕ: КАК РАБОТАЕТ СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ?

Просто поразительно видеть, насколько мы теперь зависим от электричества в нашей повседневной жизни.Но откуда вся эта сила?

Ответ - электростанции. Они производят электричество для всего мира.

В мире существуют различные типы электростанций, которые работают совместно, чтобы удовлетворить растущую потребность в электроэнергии. Давайте подробно узнаем, как работают эти электростанции.

Гидроэлектростанции являются одними из самых эффективных и экологически чистых электростанций. На гидроэлектростанции электричество вырабатывается водой.

Подробно, потенциальная энергия воды преобразуется в электрическую энергию. Когда вода падает с турбины с высоты, она вращает якорь, соединенный с генератором.

Когда турбина вращается, генератор начинает вырабатывать электричество. Затем это электричество направляется на все подстанции для распределения электроэнергии.

Крупнейшая в мире электростанция - это гидроэлектростанция, называемая плотиной Три ущелья. Плотина создает поразительные 22 500 МВт энергии.

Это достигается благодаря использованию 34 генераторов энергии. Плотина настолько велика, что после ее строительства плотина в одиночку замедлила вращение Земли.

Одним из преимуществ гидроэлектростанции является то, что в процессе производства энергии не образуются отходы.

Атомные электростанции также возглавляют список электростанций, которые могут производить огромное количество энергии. Атомная электростанция работает путем преобразования ядерной энергии в электричество.

Тепло от ядерного реактора используется для превращения воды в пар. Пар под давлением затем используется для вращения турбин, соединенных с генератором.

В отличие от электростанций, работающих на угле или природном газе, атомная электростанция не должна сжигать что-либо для производства тепла. Весь процесс приведен в действие ядерным делением.

Гранулы с низкообогащенным ураном загружены в атомную электростанцию. Затем атом урана расщепляется, создавая ядерное деление. Этот процесс высвобождает огромное количество энергии.

Преимущество атомной электростанции состоит в том, что им не нужно сжигать что-либо для производства энергии. Следовательно, выброс углерода от атомной электростанции очень низок.

Недостатки атомной электростанции - это ядерные отходы, которые она создает, и высокая стоимость ее строительства. Атомная энергия составляет более , или 10%, мировых потребностей в энергии.

Самая большая атомная электростанция в мире - электростанция Касивадзаки-Карива, расположенная в Японии.Он способен вырабатывать 7 965 МВт энергии с использованием семи кипящих реакторов.

Первые две электростанции, которые мы обсуждали, имеют низкий углеродный след. Угольные электростанции - полная противоположность. У них большой углеродный след, но на угольные электростанции приходится почти 40% и мировых потребностей в энергии.

На угольных или электростанциях, работающих на угле, сжигается уголь для превращения воды в пар. Этот пар затем используется для вращения турбин, которые вырабатывают электричество с помощью генератора.

Угольная электростанция мощностью 1000 МВт мощностью сжигает до 9000 тонн угля в день. Этот процесс выделяет очень большое количество загрязняющих веществ в воздух.

Если мы посмотрим на потребление угля для производства электроэнергии, ни одна страна не приблизится к Китаю. Восемь из одиннадцати мощностей (более 5GW и ) находятся в Китае.

Кроме того, Китай является крупнейшим источником выбросов CO2 в мире!

Электростанция DatangTuoketuo - крупнейшая в мире тепловая электростанция с мощностью 6.7GW . Этот угольный завод использует более 21 миллионов тонн угля в год для удовлетворения энергетических потребностей Китая.

Угольные электростанции относятся к категории тепловых электростанций. Дизельные и природные газовые электростанции - это два других типа тепловых электростанций, которые обычно используются для выработки электроэнергии.

Благодаря достижениям в области производства энергии мы теперь имеем больше, чем просто тепловые, атомные и гидроэлектростанции.Их называют нетрадиционными электростанциями.

Эти электростанции способны производить чистую энергию (или зеленую энергию). Давайте узнаем, о чем они все!

Солнечные электростанции: Солнечные электростанции используют энергию солнца для производства электроэнергии. Солнечные панели захватывают солнечный свет с помощью фотоэлектрических элементов и преобразуют его в электричество.

Сегодня все большее число стран обращают внимание на использование солнечной энергии для компенсации своей зависимости от ископаемого топлива.Tengger Desert Solar Park в настоящее время является крупнейшей в мире солнечной электростанцией по мощности. Он способен производить 1547MW энергии.

Ветряные электростанции: Ветряные электростанции преобразуют энергию ветра в электрическую энергию с помощью ветряных турбин. Они также очень эффективны при производстве чистой энергии.

Коллекция ветряных мельниц, расположенных на территории, называется ветровой электростанцией. Ветряная электростанция Ганьсу в Китае, которая завершается в 2020 году, считается самой большой ветряной электростанцией в мире.

Геотермальная электростанция: Геотермальные электростанции похожи на паротурбинные электростанции, которые мы обсуждали ранее. Однако, вместо того, чтобы сжигать ископаемое топливо, геотермальные электростанции используют тепло от ядра земли для создания пара.

Крупнейшая геотермальная электростанция - Комплекс Гейзеров, расположенный в США. Она способна вырабатывать 1520 МВт энергии. Самое большое ограничение геотермальной энергии состоит в том, что есть только несколько мест на земле, где она может быть установлена.Также стоимость бурения и строительства завода может быть довольно дорогой.

Приливная электростанция: Приливные электростанции используют приливные заборы или приливные заграждения, чтобы использовать силу приливов. Коэффициенты принятия для приливных электростанций были низкими, поскольку существуют некоторые критические ограничения для реализации приливных электростанций.

На протяжении многих лет мы наблюдаем постоянный рост спроса на энергию во всем мире.И, двигаясь вперед, нет никаких признаков того, что этот паттерн замедлится в ближайшее время! Ежегодный рост уровня загрязнения является свидетельством нашей тревожной скорости потребления ископаемого топлива.

СВЯЗАННЫЕ: МОЩНОСТЬ ЯДЕРНОГО ФУЗИЯ В XXI ВЕКЕ

Что мы можем сделать, так это отойти от источников энергии с высоким содержанием углерода, таких как ископаемое топливо, и использовать возобновляемые источники энергии. Различные компании и страны приложили огромные усилия для того, чтобы это видение стало реальностью.

В ближайшие годы мы можем надеяться увидеть больше электростанций, работающих на экологически чистой энергии, чем заводов по производству CO2.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о