Альтернативная энергетика , мини ГЭС Опции

[SANCHERRO]

Всем доброго времени суток форумчане
Есть необходимость соорудить мини ГЭС на ручье возле своего пруда.Может кто посоветует какой подобрать низкооборотный генератор,может снять с чего нибуть,или где приобрести?до 1500об мин.Механику сконструирую сам а вот с электрической частью я профан.На выходе мощность нужна небольшая 1-1.5 кватт,220-230вольт

[Dimka1]

Всем доброго времени суток форумчане
Есть необходимость соорудить мини ГЭС на ручье возле своего пруда.Может кто посоветует какой подобрать низкооборотный генератор,может снять с чего нибуть,или где приобрести?до 1500об мин.Механику сконструирую сам а вот с электрической частью я профан.На выходе мощность нужна небольшая 1-1.5 кватт,220-230вольт

Ну и какие параметры у Вашего ручья? Ширина, глубина, скорость течения воды?

[SANCHERRO]

Ну и какие параметры у Вашего ручья? Ширина, глубина, скорость течения воды?

Ручей шириной 2 м,глубина небольшая,ток воды навскидку примерно 15-20м3 в час,но есть водопад с перепадом высоты 3.5 м.Так же есть возможность с высшей точки уровня ручья, протянуть трубу за дамбу-там небольшой каньон и получится серьёзный перепад по высоте 7-10 м.Так что проблем с движущей силой нет.Вопрос возник именно с подбором самого генератора,что лучше применить? И уже исходя из этого конструировать механическую часть.

[Dimka1]

Ручей шириной 2 м,глубина небольшая,ток воды навскидку примерно 15-20м3 в час,но есть водопад с перепадом высоты 3.5 м.Так же есть возможность с высшей точки уровня ручья, протянуть трубу за дамбу-там небольшой каньон и получится серьёзный перепад по высоте 7-10 м.Так что проблем с движущей силой нет.Вопрос возник именно с подбором самого генератора,что лучше применить? И уже исходя из этого конструировать механическую часть.

Вот сам прикинь
Расход 20 м3 за час, следовательно 20м3\3600с=0.0055 м3 за секунду.
Масса падающей воды за секунду m=r*V=1000кг/м3 *0.0055=5.5 кг
Падает она с высоты 10м, тогда её потенциальная энергия E=m*g*h=5.5*10*10=550Дж

Мощность (энергия в единицу времени равную 1 сек) P=E/t=550/1=550Вт

Мало. На 1500Вт не потянет такой ручей. Это еще без учета КПД!

Сообщение отредактировал Dimka1 - 6.10.2019, 13:27

[Ваня Иванов]

Расход 20 м3 за час, следовательно 20м3\3600с=0.0055 м3 за секунду... Мало.

Скорее всего неверно оценён расход воды. Давайте попробуем прикинуть иначе: Ширина ручья по верхнему зеркалу 2 м, максимальная глубина неизвестна, но пусть будет 0,5 м. Поперечное сечение ручья при этом будет приблизительно равно S = 0,5 м².


При средней скорости течения V = 0,5 м/с расход воды составит: Q = V·S = 0,5 x 0,5 = 0,25 м³ в секунду. Дальше считаем по формулам коллеги Dimka1:
Масса падающей воды за секунду m = r*Q = 1000кг/м3 *0,25 = 250 кг
Падает она с высоты 10 м, тогда её потенциальная энергия E = m*g*h = 250*9,8*10 = 24 500 Дж
Мощность (энергия в единицу времени равную 1 сек) P = E/t = 24500 Вт = 24,5 кВт
При кпд системы 25% получим активную мощность порядка: 24,5 х 0,25 = 6 кВт

Сообщение отредактировал Ваня Иванов - 6.10.2019, 18:57

[Сунцов Денис]

Наглядный пример https://www.youtube.com/watch?v=V0tlwl5kPPs

[SANCHERRO]

Вот сам прикинь
Расход 20 м3 за час, следовательно 20м3\3600с=0.0055 м3 за секунду.
Масса падающей воды за секунду m=r*V=1000кг/м3 *0.0055=5.5 кг
Падает она с высоты 10м, тогда её потенциальная энергия E=m*g*h=5.5*10*10=550Дж

Мощность (энергия в единицу времени равную 1 сек) P=E/t=550/1=550Вт

Мало. На 1500Вт не потянет такой ручей. Это еще без учета КПД!

спасибо

[Ваня Иванов]

спасибо

Не бейте моего лучшего друга Dimka1, Вы сами дали ему неверные исходные данные...

[SANCHERRO]

Не бейте моего лучшего друга Dimka1, Вы сами дали ему неверные исходные данные...

пардон не тот счмайл вставил))

Скорее всего неверно оценён расход воды. Давайте попробуем прикинуть иначе: Ширина ручья по верхнему зеркалу 2 м, максимальная глубина неизвестна, но пусть будет 0,5 м. Поперечное сечение ручья при этом будет приблизительно равно S = 0,5 м².


При средней скорости течения V = 0,5 м/с расход воды составит: Q = V·S = 0,5 x 0,5 = 0,25 м³ в секунду. Дальше считаем по формулам коллеги Dimka1:
Масса падающей воды за секунду m = r*Q = 1000кг/м3 *0,25 = 250 кг
Падает она с высоты 10 м, тогда её потенциальная энергия E = m*g*h = 250*9,8*10 = 24 500 Дж
Мощность (энергия в единицу времени равную 1 сек) P = E/t = 24500 Вт = 24,5 кВт
При кпд системы 25% получим активную мощность порядка: 24,5 х 0,25 = 6 кВт

вот это похоже на реальную ситуацию ,тем более что ток воды я брал на примере самых жарких дней лета а это примерно(1 мес),в остальное время приток идёт гораздо интенсивнее.Но вопрос состоит не в том как сделать,а именно какой Генератор применить?

Наглядный пример https://www.youtube.com/watch?v=V0tlwl5kPPs

интересный материал,благодарю.

[gomed12]

Берите синхронный генератор от электростанции. Я бы подумал о накоплении электроэнергии на постоянном токе с низковольтным генератором с последующим инвертированием.

[SANCHERRO]

Берите синхронный генератор от электростанции. Я бы подумал о накоплении электроэнергии на постоянном токе с низковольтным генератором с последующим инвертированием.

Ну в принципе как запасной вариант будет,так как у нас уже есть система с ветряком киловаттным и солнечными батареями.Но всё же хочется попробовать именно без инвертирования и аккумуляторов.

[rosck]

попробовать именно без инвертирования и аккумуляторов.

Тогда вам нужно стабильно держать обороты, а они будут изменятся в широких пределах в зависимости от нагрузки и подачи воды. Следом также будет меняться частота и напряжение.

[с2н5он]

V = 0,5 м/с

откуда данные?

[Ваня Иванов]

откуда данные?

Поскольку ТС не привёл точные параметры своего ручья, пришлось заглянуть в хрустальный шар и вот, что я там увидел. Если верить ТС, что расход воды составляет 20 м³ в час (или 0,0055 м³/сек) при ширине ручья 2 м и глубине около 0,5 м (поперечное сечение S = 0,5 м²), то скорость течения этого ручья должна быть: V = Q/S = 0,0055/0,5 = 0,011 м/с или 39,6 м/час (метров в час) – это практически стоячая вода!
Тщательно протерев хрустальный шар, ещё увидел, что скорость большинства малых рек и ручьёв равнинной части России находится в пределах от 0,2 до 0,8 м/с, что в среднем составляет 0,5 м/с.
Однако основной вопрос ТС заключался в другом:

Вопрос возник именно с подбором самого генератора, что лучше применить?

Рекомендую ТС для начала ознакомиться с этой научной работой (перейти по ссылке).
Затем можно посмотреть, что колхозят мужики (тыц), а также посмотреть здесь (тыц).

[SANCHERRO]

Поскольку ТС не привёл точные параметры своего ручья, пришлось заглянуть в хрустальный шар и вот, что я там увидел. Если верить ТС, что расход воды составляет 20 м³ в час (или 0,0055 м³/сек) при ширине ручья 2 м и глубине около 0,5 м (поперечное сечение S = 0,5 м²), то скорость течения этого ручья должна быть: V = Q/S = 0,0055/0,5 = 0,011 м/с или 39,6 м/час (метров в час) – это практически стоячая вода!
Тщательно протерев хрустальный шар, ещё увидел, что скорость большинства малых рек и ручьёв равнинной части России находится в пределах от 0,2 до 0,8 м/с, что в среднем составляет 0,5 м/с.
Однако основной вопрос ТС заключался в другом:
Рекомендую ТС для начала ознакомиться с этой научной работой (перейти по ссылке).
Затем можно посмотреть, что колхозят мужики (тыц), а также посмотреть здесь (тыц).

ок,спасибо

[с2н5он]

в пределах от 0,2 до 0,8 м/с

источник можно увидеть?

[SANCHERRO]

Тогда вам нужно стабильно держать обороты, а они будут изменятся в широких пределах в зависимости от нагрузки и подачи воды. Следом также будет меняться частота и напряжение.

поток воды будет стабильным,в крайнем случае регулироваться заслонкой,а изменения оборотов от нагрузки думаю компенсировать за счёт маховика,+ думаю можно изобразить стабилизатор электрический.По идее должно всё в комплекте работать,а там видно будет

[rosck]

По идее должно всё в комплекте работать,а там видно будет

По вашей идее должно, но практика показывает, что при прямом подключении нагрузки к генератору нужны стабильные обороты, маховик вам не поможет. Даже при постоянной подачи, изменение нагрузки вызовет изменение скорости. Скорость может изменятся в широких пределах. Следует учесть, что частота генератора переменного тока напрямую связанна с его оборотами, и многие потребители рассчитаны не только на стабильное напряжение но и стабильную частоту. Например тому же недорогому трансформаторному стабилизатору, который вы собрались использовать, очень не понравится если частота на входе будет изменятся от 10 - 100Гц. Как и напряжение. Нужна быстродействующая система регулирования подачи воды с обратной связью по скорости. Даже простейшие бензиновые генераторы имеют центробежный регулятор скорости. Готовую не найдете или за дорого, нужно будет колхозить,
В вашем случаи, я бы установил автомобильный генератор, например от КАМАЗА, на 24 в с штатным регулятором и два аккумулятора на 100 /ч . К ним бы подключил качественный инвертор киловатта на четыре. Так можно решить сразу массу проблем. При этом ничего колхозить не надо можно все найти.
На мини ГЭС желательно применять тихоходный генератор, но под такие задачи трудно будет найти, поэтому придется ставить редуктор.

Сообщение отредактировал rosck - 7.10.2019, 22:17