Garland 수력 발전소. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 대체 에너지원

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전기가 공급되지 않는 지역의 저전력 농촌 라디오 센터, 조명 학교, 병원, 도서관에 전력을 공급하는 것은 가장 단순한 수력 발전소에서 수행할 수 있으며, 그 건설은 전력 25킬로와트당 기존의 모든 발전소보다 저렴합니다. 기사에 기술된 수력발전소는 댐이 필요 없고 유속 1m/초 이상의 수심 XNUMXcm 이상의 하천에 설치할 수 있다.

수력 발전소는 강을 가로 질러 던져진 케이블에 화환 형태로 연결된 가벼운 터빈 (수력 회전자)으로 구성됩니다. 케이블의 한쪽 끝은 지지 베어링에 고정되고 다른 쪽 끝은 발전기 로터를 회전시킵니다. 이 경우 케이블은 회전 운동이 발전기로 전달되는 일종의 샤프트 역할을 합니다.

이러한 수력 발전소에서 얻을 수 있는 전력 P는 다음 공식으로 계산됩니다.

P=0,15*DLV³K,

여기서 P는 전력(kW), D는 날개 토치의 직경(m), L은 화환의 활성 길이(m), V는 유속(m/s), K는 화환의 수입니다.

윙로터 화환의 회전 수 n은 대략 다음과 같습니다.

n=0,3*V/D

각 유압 모터는 서로에 대해 오프셋 된 두 개의 반 실린더 (11)로 구성됩니다.유압 모터가 수류에 잠길 때 유압의 차이로 인해 표면에 토크가 생성됩니다 (회전축 기준) . 동시에, 수압 토치는 흐름에 상당한 정면 저항을 가하는데, 이로 인해 화환(1)의 케이블이 강 흐름 방향으로 늘어나고 구부러집니다. 유압식 토치는 쌍으로 케이블에 부착되며 각 쌍에는 공통 부착점(13, 14)이 있고 각각의 유압식 회전자는 서로에 대해 90° 회전합니다. 이것은 케이블과 발전기 샤프트의 균일한 회전을 생성하는 데 필요합니다. 케이블의 인장력의 반응은 지지대를 고정하는 쐐기 (6)가지면으로 구동되는 구멍이있는 지지대 (3)와지면에 고정 된 유지 보드 (4,5)로 구성된 해안 지지대에 의해 감지됩니다. 프레임 18에는 플랜트의 기어 및 발전기 부품이 설치되어 있습니다. 반대쪽 뱅크의 자유 지지대에는 후크(7)와 스러스트 베어링 어셈블리(6, 9, 10)가 있어 물의 흐름 방향과 다른 각도에서 케이블을 자유롭게 회전할 수 있습니다. 케이블의 두 번째 끝의 고정도 연결됩니다.

지지대에서 케이블을 제거할 때 처음 20~30초 동안은 케이블이 급격히 풀릴 수 있으므로 손에 들고 있으면 안됩니다. 케이블의 두 번째 끝은 풀리 17 위로 던져지고 타이로 고정됩니다. 풀리는 클립 16과 볼트를 사용하여 기어박스 축(구동 메커니즘)에 고정됩니다. 케이블은 비틀림을 위해 작동하며 이 경우에만 터빈에서 발전기로 전력을 전달합니다.

하나의 터빈 화환은 수십 와트에서 5-15 킬로와트까지의 전력을 제공합니다. 화환을 결합하여 공통 부하로 작동하도록 하여 수력 발전소의 전력을 증가시킬 수 있습니다.

이 경우 자유 지지대 어셈블리(프레임의 그림 1)는 오버레이(14)로 상호 연결되고 말뚝(15)으로 고정된 단단한 프로파일(17)로 구성되며 말뚝은 파인 목재 빔(13)에 놓입니다. 자유 지지대에서 화환 후크(16)와 스러스트 베어링(18)의 클립을 사용하여 부착됩니다. 이 매듭은 화환 하나의 부착 지점과 유사합니다. 발전기는 첫 번째 라인 측면에 위치한 사이트 11에 설치됩니다. 플랫폼은 전송 샤프트 8의 프레임 5 본체에 단단히 연결되고 샤프트 5는 지지대 4를 통해 프레임에 연결됩니다. 화환 로프의 회전은 전송 샤프트를 따라 반으로 전달됩니다. 샤프트 5와 풀리 1을 덮는 교차 벨트. 기어.

발전기(2)는 어댑터를 통해 변속기 샤프트(5)에 직접 부착되거나 감속 단계(3)를 갖는다. 장치의 나머지 부분은 도면에서 명확하다. 수위 상승 시 안전한 높이에 설치할 수 있는 수직 발전기를 사용하려면 기어 3을 45°의 맞물림 각도로 베벨로 만들 수 있습니다. 전체 전송 및 교류 발전기는 방수 공기 벨 유형 하우징에 배치할 수 있습니다.

표는 미소 수력 발전소에 사용할 수 있는 가장 일반적인 발전기의 이름과 기본 데이터를 보여줍니다.

설명된 미세 수력 발전소의 예로 모스크바 강의 Staraya Ruza 마을에서 1,5km 아래에 설치된 스테이션이 제공될 수 있습니다. 이곳에서 평균 유속은 1,5m/s, 수심은 40~50cm, 화환의 활성 길이는 47m, 한 쌍의 윙로터 길이는 간극을 고려하여 1m, 화환의 직경은 0,3m이고 화환은 8,6, 8,8-6kW의 전력을 개발하고 최대 부하 발전기 543kW (MP 1 2/428, n=0,7rpm)로 회전했습니다. 발전기의 효율은 17,3, 화환의 직경은 XNUMXmm,

1-2m sec의 속도로 작동하는 덜 강력한 수력 발전소(1,5-2kW)에서는 직경 10-12mm의 케이블을 사용할 수 있습니다.

우리는 그러한 발전소에 대한 계산 데이터를 제공합니다. GPM-130 발전기(VE-2 풍력 터빈에서)를 회전하려면 260W의 전력이 필요합니다. 회전속도 500rpm, 하천유속 1,5m/s일 때 화환의 길이는 3m, 각 윙로터의 직경은 200mm, 길이는 450mm가 되어야 한다. 필요한 동력을 제공하려면 서로 3mm 거리에 설치된 50쌍의 유압 토치가 필요합니다. 화환의 회전 속도는 135rpm이므로 수를 늘리는 기어박스가 필요합니다. 3.7배 회전합니다.

그림은 화환 수력 발전소의 부품 및 어셈블리 도면을 보여줍니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

개별 구성 요소 및 부품의 디자인은 손상 없이 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 발전기의 프레임(부품 18)은 목재 빔으로 만들 수 있고 부품 17의 구성은 함께 리벳으로 고정된 XNUMX개의 디스크 풀리를 만들어 단순화할 수 있습니다.

그림 1, 2, 3은 다중 화환 수력 발전소와 개별 노드를 보여줍니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

저자: V.Blinov

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