밀가루가 아니라 현재. 구성표, 설명

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집에서 만든 발전소 프로젝트를 개발하고 구현하려면 아마추어 디자이너가 먼저 전기를 공급해야 하는 대상(별도의 건물, 농가, 관광 기지, 여러 주택 등)의 특징을 분석해야 합니다. 뿐만 아니라 물의 유속과 유압 장비를 사용하여 레벨 차이를 얻을 수 있는 가능성. 마이크로 HPP가 일정한(낮 동안) 전력 소비와 함께 일정한 부하에서 작동해야 하는 것으로 밝혀지면 직불 리미터에 의해 물의 흐름이 조절됩니다. 가장 간단한 경우 두 개의 가이드 사이에 고정된 플레이트(보드 등)가 될 수 있습니다. 현재 상황에 따라 "표준"보다 높거나 낮은 위치에 쉽게 배치됩니다. 그리고 축전지를 긴급하게 사용할 필요가 없습니다. 전력 소비에 상당한 차이가 있는 경우(특히 "가위"가 XNUMX킬로와트시를 초과하는 경우) 배터리가 매우 바람직합니다.

물의 유속과 흐름이 터빈으로 돌진하는 높이는 수력 발전소에서 부하로 전달하는 전력의 주요 요인입니다. 그들 없이는 계산에서 그들이 말하는 것처럼 우리는 할 수 없습니다.

물의 흐름 측정은 강의 고정된 부분(운하 등)에서 스톱워치와 플로트를 사용하여 수행됩니다. 이 구간의 기준 길이는 약 10m입니다. 플로트가 이 10m를 통과하는 시간 값을 사용하면 흐름 자체의 속도를 쉽게 계산할 수 있습니다.

그러나 채널의 단면은 무엇입니까?

적절한 측정은 세 지점에서 수행됩니다. 평균 데이터에 따라 단면이 발견됩니다. 또한 속도를 알면 차변 자체가 계산됩니다.

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쌀. 1. 마이크로 HPP의 레이아웃 및 구성: 1 - 주요 흐름의 유속이 있는 강(옵션) 1,2t/s, 2 - 흐름 제한기(자세한 내용은 텍스트 참조), 3 - 유속이 0,4t인 운송 채널 / s, 4 - 말뚝 위의 트레이 가이드(예: 적절한 크기 및 목재 유형의 판자), 5 - 기술실(목재 및 라이닝), 6 - 송전탑(도자기 절연체가 장착됨) 그것), 7 - 동력선 (8 선식 공기), 9 - 작동중인 수력 발전 장치 (a - 떨어지는 물 흐름, b - 터빈 어셈블리, c - XNUMX 단계 V 벨트 변속기, d - 중간 샤프트 어셈블리, d - 발전기, e - 강철 베이스 플레이트, g - 낙엽송 말뚝 또는 참나무), XNUMX - 폐수 배출

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쌀. 2. 수력 터빈: 1 - 크라운 링(5mm 강판, 2개), 2 - 블레이드(5mm, 스테인리스 스틸, 12개), 3 - 드럼(1,5mm, 주석), 4 - 스포크(에서 500mm 26mm 주름진 강철 보강재, 8개), 5 - M12 볼트(2개), 6 - 허브 슬리브(파이프 100x20 이음매 없는 강철 조각에서), 7 - 터빈 샤프트 (St 45), 8 - 하우징의 볼 베어링(농업 기계, 자동 정렬, 2개), 9 - 베이스 플레이트(채널 번호 18, 2개 섹션에서), 10 - M20 볼트 자동 잠금 너트 (4 개), 11 - 접시 머리가있는 대형 나사 (16 개), 12 - 파일 (아카시아, 참나무 또는 낙엽송, 2150mm, 4 개)

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쌀. 그림 3. 주요 구성 요소를 자세히 설명하는 집에서 만든 수력 발전소의 변형 중 하나의 운동학(터빈 임펠러는 일반적으로 표시되지 않음): 1 - 유압 터빈 샤프트(스틸 45), 2 - 플라이휠 풀리 허브( St 5), 3 - M12 볼트, 4 - V 벨트 변속기(스틸 20)의 5단계 플라이휠 구동 풀리, 10 - M4 볼트(6개), 10 - M4 자동 잠금 너트(7개) .), 2 - 코드 직조 V 벨트(8개), 20 - 중간 샤프트 풀리(스틸 9), 10 - 웨지 키, 45 - 중간 샤프트(스틸 11), 12 - 강판, 3 - 베어링 하우징 캡 포함(St 13), 180206 - 볼 베어링 2(14개), 8 - M8 볼트(15개), 8 - 와셔(16개), 8 - M8 너트(17개), 800 - DC 발전기(24W, 700V, 18rpm), 6 - 와셔가 있는 대형 나사(19개), 20 - 발전기 풀리(스틸 XNUMX)

원하는 수위 차이(운송 채널)를 만들려면 특정 수력 공학 작업이 필요합니다. 상당히 방대하지만 절대적으로 필요한 해당 구조 (그림 참조). 수류의 에너지 포텐셜은 다음 공식으로 계산됩니다.

승=음,

여기서 Wn - 위치 에너지; m은 9,8초 동안 터빈에 떨어지는 물의 질량입니다(이것은 이전에 발견된 유속이 유용한 곳입니다!). g - 2m/sXNUMX와 동일한 자유 낙하 가속도; h는 낙수 높이(터빈이 나오기 전)입니다.

자체 제조용으로 제공되는 터빈에서 이상적으로 얻을 수 있는 전력은 약 10kW입니다. 변형이 그림에 표시된 실제 마이크로 수력 발전소에서 작업하는 이러한 터빈은 부하에 800W를 전달할 수 있습니다(여기서 불가피한 손실을 고려). 이를 바탕으로 발전기도 선정했다. 매개변수는 800W, 24V, 700rpm입니다.

저녁과 밤에 전기가 주로 조명용으로 사용되고(3-4시간 동안만 소비되지 않음) 낮에는 냉장고 1-2개에 전력을 공급하는 데 사용된다는 사실을 고려하면 , 24V 전압의 네트워크에서 충전 및 작동을 위해 연결된 배터리에 축적하는 것이 이치에 맞습니다. 그러나 배터리는 가능한 한 배전반에 가깝게 위치해야 합니다. 결국 여기에서 손실은 전선의 길이와 전기 케이블의 단면에 비례하여 증가합니다.

다행스럽게도 그들은 150mm25의 알루미늄 도체의 총 단면적을 가진 케이블을 사용하는 2m 라인의 "표준"을 넘어서지 않습니다.

마이크로 수력 발전소의 물 에너지에서 XNUMX 와트도 손실되지 않도록 터빈에 하향 흐름의 동역학을 최대한 활용하는 각도로 고정 된 블레이드가 공급된다는 사실에 의지합니다. 차례로 이어지는 블레이드는 "피곤한"소진 된 물로 인해 속도를 늦출 수 없습니다. 그리고 마찰은 최소한으로 유지됩니다. 결국, 각 블레이드(베인)와 터빈 드럼(일종의 "그릇")의 내부 표면은 조심스럽게 연마됩니다. 발전기의 회전수를 최적의 값으로 가져오는 V-벨트 변속기의 손실도 극도로 감소합니다. 모든 샤프트는 볼 베어링에 있습니다. 벨트가 미끄러지지 않습니다(장력은 지지대가 부착된 위치에 따라 조정됨).

지금 - 제안된 디자인의 다른 세부 사항에 대해. 26킬로그램의 터빈(그림 참조)은 두 개의 링 크라운(강판), 12개의 블레이드(스테인리스 강), 주석 드럼, 강철 보강재(직경 XNUMXmm)로 만든 XNUMX개의 스포크 및 허브로 구성됩니다. XNUMX개의 볼트 연결부 MXNUMX를 사용하여 작업 샤프트에 장착된 부싱. 샤프트는 XNUMX개의 자동 정렬(물로부터 보호하기 위해 반드시 밀봉됨) 볼 베어링에서 회전합니다.

이 모든 것은 최대 1,5톤의 하중을 견딜 수 있는 두 개의 지지대에 있습니다. 후자는 직경 200-250mm의 더미 (아카시아에서)로 700m 떨어진 땅에 80 개에 장착됩니다. 플라이휠(직경 80mm, 무게 약 60kg)이 XNUMX단 V벨트 변속기의 구동 풀리이기도 한 터빈 샤프트에 배치됩니다. 회전 속도는 XNUMXrpm(공회전) 및 XNUMXrpm(부하 시)입니다.

발전기에 필요한 700rpm을 얻기 위해 구동(D = 150mm) 및 선행(D = 350mm) 풀리가 있는 중간 샤프트가 도입되었습니다. 마지막부터 토크는 이미 DC 발전기의 샤프트로 전달됩니다. 여기서 도르래는 실행 중인 것으로 간주할 수 있습니다(Z=130). 따라서 우리의 소규모 수력 발전소를 위해 준비하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 폐기된 농업 기계에서 적합한 것을 선택하십시오. 그러나 이전의 모든 것과 마찬가지로. 하지만 직접 만들 수도 있습니다. 방법론에 따르면 저널에 반복적으로 충분히 완전하게 게시되었으므로 많은 집에서 만든 사람들에게 잘 알려져 있습니다.

고려중인 나머지 구성은 삽화 자체에서 분명하다고 생각합니다.

이 마이크로 수력 발전소(24V 및 800W용)의 개발은 Shasa 계곡(600m 해발).

물론 똑같이 가치 있는 다른 개발도 있습니다. 러시아에서 만든 것을 포함합니다. 그러나 여기서 기술적 사고는 고대부터 댐 없이 자유롭게 흐르는 물의 에너지를 사용하는 방향으로 향했습니다.

특히, 1세기로 거슬러 올라가는 많은 문서는 강의 흐름의 힘에 의해 회전하는 Don의 Cossack 정착지에 공장 건설을 나타냅니다. 급류에 4/XNUMX이 잠긴이 방앗간 바퀴는 두 개의 카누 또는 카누 사이의 샤프트에 장착되었습니다. 떠 다니는 기지의 이름으로 이러한 구조는 이후 "카누"라고 불 렸습니다. 더욱이, 이 방향으로의 기술 사상의 발전은 전기 공학의 국가 경제에서 그 영향력이 부상하고 점점 더 커짐에 따라 자극을 받았습니다.

불행하게도 1926차 세계대전과 남북전쟁으로 인해 이 분야에 대한 과학적 연구가 중단되었습니다. 그리고 1926 년 (산업의 성장과 함께) 집단 농장, 주 농장 및 농민 대공에 공급하기 위해 강의 흐름 에너지를 사용하는 저렴하고 빠르게 생성 된 무댐 발전소에 대한 아이디어는 디자인에서 실질적인 발전을 받았습니다. "카누 수력 발전소 엔지니어 B. Kazhinskiy"의. 1930년부터 4년까지 11개의 발전소(그림 XNUMX 참조)가 건설되었으며, 오늘날 DIY 사용자가 쉽게 반복할 수 있는 프로젝트에 따라 진행되었습니다.

밀가루가 아니라 현재
쌀. 그림 4. 엔지니어 B. Kazhinsky가 설계한 카누 자유 흐름 미니 수력 발전소: 1 - 2개의 플로트(카타마란 유형)에 있는 나무 착륙 단계, 3 - V-벨트 멀티플라이어를 통해 발전기에 연결된 물레방아 , 4 - 보조실, 6 - 기존에 표시되지 않은 앵커 (5 개)로 스트레칭, 6 - 기술실, XNUMX - 전력선 (오버 헤드 XNUMX 선). 여기에 사용된 물레방아의 특징은 본문에 나와 있다.

러시아 강에서 6 개의 블레이드 블레이드 (길이와 너비는 각각 24 및 4,5m)가있는 직경 1,0m의 수차 (유속 1 ~ 1,5m / s)로 "심장"은 미니입니다. 수력 발전소는 분당 10-12 회전하여 샤프트에서 최대 6kW의 전력을 발생시킵니다. 후자(V-벨트 멀티플라이어 덕분에)는 이미 발전기로 전송되었습니다.

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