Giá điện tăng thường xuyên khiến nhiều người phải suy nghĩ về vấn đề nguồn điện thay thế. Một trong những giải pháp tốt nhất trong trường hợp này là nhà máy thủy điện. Việc tìm kiếm một giải pháp cho vấn đề này không chỉ liên quan đến quy mô của đất nước. Càng ngày, bạn càng có thể thấy các nhà máy thủy điện mini cho gia đình (nhà tranh). Chi phí trong trường hợp này sẽ chỉ dành cho xây dựng và bảo trì. Nhược điểm của cấu trúc như vậy là việc xây dựng nó chỉ có thể thực hiện được trong một số điều kiện nhất định. Lưu lượng nước là bắt buộc. Ngoài ra, việc xây dựng cấu trúc này trong sân của bạn cần phải có sự cho phép của chính quyền địa phương.
Đề án nhà máy thủy điện mini
Nguyên lý hoạt động của thủy điện cho gia đình khá đơn giản. Sơ đồ cấu trúc như sau. Nước rơi vào tuabin làm cho các cánh quay. Đến lượt chúng, do mô-men xoắn hoặc sự giảm áp suất, sẽ dẫn động cơ cấu truyền động thủy lực. Từ nó, điện năng nhận được được truyền đến máy phát điện, tạo rađiện.
Hiện nay, công trình thủy điện thường được hoàn thiện với hệ thống điều khiển. Điều này cho phép thiết kế hoạt động ở chế độ tự động. Trong trường hợp cần thiết (ví dụ: tai nạn), có thể chuyển sang điều khiển bằng tay.
Các loại nhà máy thủy điện mini
Cần hiểu rằng các nhà máy thủy điện mini có thể sản xuất không quá 3.000 kilowatt. Đây là sức mạnh tối đa của một cấu trúc như vậy. Giá trị chính xác sẽ phụ thuộc vào loại HPP và thiết kế của thiết bị được sử dụng.
Tùy thuộc vào loại lưu lượng nước, các loại trạm sau được phân biệt:
- Kênh, đặc trưng của vùng đồng bằng. Chúng được lắp đặt trên những con sông có lưu lượng thấp.
- Văn phòng phẩm sử dụng năng lượng của sông nước với dòng nước chảy xiết.
- HPPs được lắp đặt ở những nơi có dòng nước chảy xuống. Chúng thường được tìm thấy nhiều nhất trong các tổ chức công nghiệp.
- Di động, được chế tạo bằng ống bọc gia cố.
Đối với việc xây dựng một nhà máy thủy điện, chỉ cần một con suối nhỏ chảy qua khu vực này là đủ. Chủ sở hữu của những ngôi nhà có nước trung tâm không nên tuyệt vọng.
Một trong những công ty Mỹ đã phát triển một trạm có thể được xây dựng trong hệ thống cấp nước tại nhà. Một tuabin nhỏ được lắp vào hệ thống cấp nước, được thiết lập để chuyển động nhờ dòng nước di chuyển theo trọng lực. Nó làm chậm tốc độlưu lượng nước, nhưng giảm chi phí điện năng. Ngoài ra, cài đặt này hoàn toàn an toàn.
Ngay cả thủy điện mini cũng đang được xây dựng trong ống cống. Nhưng việc xây dựng chúng đòi hỏi phải tạo ra những điều kiện nhất định. Nước qua đường ống nên chảy tự nhiên do có độ dốc. Yêu cầu thứ hai là đường kính ống phải phù hợp với thiết bị. Và điều này không thể được thực hiện trong một ngôi nhà riêng biệt.
Phân loại HPP nhỏ
Nhà máy thủy điện mini (những ngôi nhà mà chúng được sử dụng chủ yếu là của tư nhân) thường là một trong những loại sau, khác nhau về nguyên lý hoạt động:
- Bánh trôi nước là kiểu truyền thống và dễ làm nhất.
- Cánh quạt. Được sử dụng trong trường hợp sông có kênh rộng hơn mười mét.
- Vòng hoa được cài trên những con sông có dòng chảy nhẹ. Các cấu trúc bổ sung được sử dụng để tăng tốc độ dòng nước.
- Cánh quạt Darrieus thường được lắp đặt trong các nhà máy công nghiệp.
Những lựa chọn này là phổ biến vì chúng không yêu cầu xây đập.
Waterwheel
Đây là kiểu nhà máy thủy điện cổ điển, phổ biến nhất cho khu vực tư nhân. Thủy điện mini loại này là một bánh xe lớn có thể quay. Các lưỡi của nó được hạ xuống nước. Phần còn lại của cấu trúc nằm trên kênh, buộc toàn bộ cơ cấu phải di chuyển. Quyền lựcđược truyền qua bộ truyền động thủy lực đến máy phát điện để tạo ra dòng điện.
Trạm chân vịt
Trên khung ở vị trí thẳng đứng là một cánh quạt và một cối xay gió dưới nước, hạ xuống dưới nước. Cối xay gió có các cánh quay dưới tác động của dòng nước. Khả năng chống chịu tốt nhất được cung cấp bởi các lưỡi dao rộng hai cm (với dòng chảy nhanh, tuy nhiên, tốc độ của nó không vượt quá hai mét mỗi giây).
Trong trường hợp này, các cánh được đặt chuyển động do kết quả của lực nâng chứ không phải do áp lực nước. Hơn nữa, hướng chuyển động của các cánh là vuông góc với hướng của dòng chảy. Quá trình này tương tự như các trang trại gió, chỉ khác là nó hoạt động dưới nước.
Vòng hoa HPP
Loại trạm thủy điện mini này là một sợi dây cáp căng trên giường và cố định trong ổ đỡ lực đẩy. Các tuabin có kích thước và trọng lượng nhỏ (rô to thủy lực) được treo và cố định cứng trên đó dưới dạng một vòng hoa. Chúng bao gồm hai bán xi lanh. Do sự thẳng hàng của các trục nên khi hạ xuống nước, trong chúng sẽ tạo ra một mômen xoắn. Điều này dẫn đến thực tế là cáp bị uốn cong, kéo căng và bắt đầu quay. Trong tình huống này, cáp có thể được so sánh với một trục dùng để truyền tải điện năng. Một đầu của sợi dây được nối với hộp số. Năng lượng được truyền cho nó từ chuyển động quay của cáp và rôto thủy lực.
Sự hiện diện của một số "vòng hoa" sẽ giúp tăng sức mạnh của trạm. Chúng có thể được kết nối với nhau. Ngay cả điều đó cũng không cải thiện nhiều.hiệu quả của HPP này. Đây là một trong những nhược điểm của cấu trúc như vậy.
Một nhược điểm khác của loài này là sự nguy hiểm mà nó tạo ra cho những người khác. Loại ga này chỉ sử dụng được ở những nơi vắng vẻ. Dấu hiệu cảnh báo là bắt buộc.
Rotor Daria
Một nhà máy thủy điện mini cho nhà riêng kiểu này được đặt theo tên người phát triển nó - Georges Darier. Thiết kế này đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1931. Nó là một cánh quạt với các cánh trên đó. Đối với mỗi lưỡi dao, các thông số cần thiết được chọn riêng. Cánh quạt được hạ xuống dưới nước theo phương thẳng đứng. Các cánh quay do sự giảm áp suất xảy ra dưới tác dụng của nước chảy trên bề mặt của chúng. Quá trình này tương tự như lực nâng khiến máy bay cất cánh.
Loại HPP này có chỉ số hiệu quả tốt. Ưu điểm thứ hai là hướng của dòng chảy không quan trọng.
Từ những nhược điểm của loại nhà máy điện này, người ta có thể chỉ ra một thiết kế phức tạp và lắp đặt khó khăn.
Ưu điểm của nhà máy thuỷ điện mini
Bất kể kiểu thiết kế nào, nhà máy thủy điện mini đều có một số ưu điểm:
- Thân thiện với môi trường, không sinh ra chất độc hại cho bầu không khí.
- Quá trình tạo ra điện không ồn ào.
- Nước vẫn sạch.
- Điện được tạo ra liên tục, bất kể thời gian trong ngày hay điều kiện thời tiết.
- Ngay cả một con suối nhỏ cũng đủ để trang bị cho trạm.
- Điện dư có thể bán cho hàng xóm.
- Không cần nhiều giấy phép.
DIY Nhà máy thủy điện mini
Bạn có thể tự xây một trạm nước để tạo ra điện. Đối với một ngôi nhà riêng, 20 kilowatt mỗi ngày là đủ. Ngay cả một nhà máy thủy điện mini tự làm cũng có thể xử lý được giá trị này. Nhưng cần nhớ rằng quá trình này được đặc trưng bởi một số tính năng:
- Tính toán chính xác rất khó thực hiện.
- Kích thước, độ dày của các phần tử được chọn "bằng mắt", chỉ theo kinh nghiệm.
- Cấu trúc cải tiến thiếu tính năng bảo vệ, dẫn đến sự cố thường xuyên và các chi phí liên quan.
Vì vậy, nếu không có kinh nghiệm và kiến thức nhất định trong lĩnh vực này thì tốt hơn hết bạn nên bỏ ý định kinh doanh kiểu này. Mua ga làm sẵn có thể rẻ hơn.
Nếu bạn vẫn quyết định làm mọi thứ bằng chính đôi tay của mình, thì bạn cần bắt đầu bằng cách đo tốc độ của dòng nước trên sông. Rốt cuộc, nó phụ thuộc vào sức mạnh có thể có được. Nếu tốc độ nhỏ hơn một mét một giây, thì việc xây dựng một nhà máy thủy điện mini ở nơi này sẽ không thể biện minh cho chính nó.
Một bước khác không thể bỏ qua là tính toán. Cần phải tính toán kỹ lưỡng các khoản chi phí sẽ bỏ ra để xây dựng nhà ga. Do đó, có thể thấy rằng thủy điện không phải là lựa chọn tốt nhất. Sau đó, bạn nên chú ý đến các loại điện thay thế khác.
Nhà máy thủy điện mini có thể là giải pháp tiết kiệm chi phí tốt nhấtcho điện. Để xây dựng nó, nó là cần thiết để có một con sông gần nhà. Tùy theo đặc điểm mong muốn mà bạn có thể lựa chọn phiên bản bình thủy điện phù hợp. Với cách tiếp cận phù hợp, bạn thậm chí có thể tạo ra một cấu trúc như vậy bằng chính tay của mình.
