Ветроэлектрическая установка

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

А вот у меня давно уже зреет идея забабахать гидроэлектростанцию, благо неподалеку есть водопад с перепадом около 3-4м и приличным напором.
Вот кто бы еще подсказал как расчитать, какую с него мощность можно вытянуть? Например, какой расход воды и перепад высот должен быть, чтобы выдать мощность 10 кВт?

 

И что - этот водопадик обрушивает с 3метров минимум полкуба в секунду?

 

Да, я думаю как раз пол куба в секунду будет, если не больше.
А что, это минимальное требование к гидрогенератору? Как расчитал, что именно 0,5 куба надо?

 

Думаю что с гидроэл. станцией возникнут проблемы у Вас, на уровне Природоохранных ресурсов. А ветер в поле - ничей
А мощность будет зависеть от конструкции гидролопастного колеса и редуктора.

 

Предлогаю карманный атомный реактор! Только проблема с захоронением отходов! Септик растворяется за неделю...

 

А что, это минимальное требование к гидрогенератору? Как расчитал, что именно 0,5 куба надо?

Ну, во-первых, на ты мы вроде не переходили.
Во-вторых, вспоминаем школьную физику:
Потенциальная энергия: А=m*g*h
Дифференцируем это выражение по времени:
dA/dt=g*h*dm/dt. g=9,80665 кг*м/с2 и h - константы, во времени не меняющиеся.
Что такое dA/dt или работа в единицу времени? Правильно, мощность.
Что такое dm/dt или масса в единицу времени? Правильно, массовый расход. Как перейти к объёму? Элементарно.
m=ro*v
Дифференцируем по времени (ro=const): dm/dt=ro*dV/dt
Подставляем в выражение мощности:
dA/dt=g*h*ro*dV/dt, или:
N=ro*g*h*G - где N - мощность, а G - объёмный расход.
Учитывая, что преобразование энергии потока в электричество мягко скажем не идеально, заложим в формулу ещё и КПД:
N=ro*g*h*G*КПД
Откуда для Ваших значений:
G=N/(ro*g*h*КПД)
подставим цифры:
G=10000Вт/(1000кг/м3*9,80665кг/мс2*3м*0,4...0,6) (КПД больше 0,6 я бы не ожидал получить)
Итак:
G=0,69 куб м / c

Какие вопросы? Это всё ещё в школе проходили.

Насчёт возможных вопросов природопользования согласен - могут возникнуть сложности.

 

И причем здесь природоохрана, я же не дамбу на реке хочу строить, а использовать уже падающую воду? То есть изменений в природе никаких не предполагается.

 

Ну раз вспомнаем школьную физику и геометрию, то посчитаем дальше.
Скорость воды при падении с 3 м V = (2*h*g)^0.5 = 7.4 м/с.
Площадь трубы для расхода 0,69 куб м/с
D = G/V = 0.1 кв м; (диаметр D= 0.12 м или 12 см)
Вроде так.

 

Ваши расчёты верны при условии, что ВСЯ потенциальная энергия воды превращается в кинетическую. Тогда да из условия m*g*h=0,5*m*V2 вытаскиваем скорость. Но в действительности потенциальная энергия воды может тратиться по крупному:
1. изменение кинетической энергии
2. совершение полезной работы
3. преодоление сил вязкого трения.
Эти обстоятельства отражены в уравнении Бернулли.
Я не стал высчитывать в деталях указанные составляющие (трение, кинет. энергия и т.д.). Я просто учёл это при помощи КПД=0,6. Т.е. количество преобразованной в скорость потенциальной энергии будет только 40% от возможной. Т.е. скорость потока в трубе будет 0,4^0,5=0,632=63,2% от Вами посчитанной, т.е. 7,4*0,632=4,68 м/с
Т.е. F=G/V=0,69/4,68=0,1475 м2
Диаметр трубы: 0,433м

 

Имхо, самая реальная мысль во всей ветке. Одна проблема - как там, в вашем Новокузнецке, этот водопад чувствует себя зимой.

Расчет довольно таки сложен (в отличии от ветрогенератора), в первую очередь зависит от применяемого типа гидротурбины. 10 кВт в этих условиях на одной турбине получить сложно, реально 3-5 кВт.
Для примера - табличка с данными промышленных миниГЭС. (взята здесь http://ovis.khv.ru/content/view/23/49/ )

А вообще по запросу "миниГЭС" можно найти много интересного.

 

А если попробовать изготовить ветряки самому из обычных автомобильных б/у генераторов? Лопасти можно и самому сделать из стеклопластика, мачту тоже не проблема. Инвертор помогут радиотехники спаять.
Я посмотрел, 1 генератор выдаёт где то 1,2 кВт энергии при 14000 об/мин или 233 об/сек. Через шкивы можно перейти к более низким оборотам на роторе ветряка.
2-3 таких праллельных ветряка дадут 3-4 кВт.
Почти бесплатный вариант для самодельщиков .
А для отопления небольшого домика вполне помоему пойдёт даже и без инвертора.

 

что то мне подсказывает что бы автогенератор выдал 233 об/сек нужен шквальный ветер

 

Что бы получать в среднем 1 кВт электроэнергии от ветряка в Московской области, диаметр лопастей нужен около 4м, и высота мачты - не менее 15м... И автомобильный генератор здесь - не самое лучшее решение... есть и низкооборотистые - кпд будет выше... и каждый ветряк требует определенной площади, иначе они мешают друг другу.
Реально в Московской области на 6 сотках от ветряка можно получать в среднем 50-70 Вт (до 100). При минимальных первоначальных затратах 50-70 тыс руб. (это если на все руки матер).

 

Точно помню пару лет назад смотрел по ТВЦ репортаж про то, что где-то в горном кавказе в ауле на 5 домов мужик на ручье не хилом горном построил каскад гидроэлектро станций, так там все 5 домов электричесвом и отпливались и освещались и т.д. А горная река она зимой не перемерзала, так что эл-во круглый год. Так вот у него возникли проблемы с документацией, очень уж местные власти не понимали, как это он деревенские не хотели к себе по горам электричесво вести за десяток млн. руб. Но в итоги ситуация закончилась тем что каскад электростанций увеличился ещё и документацию получили на производство эл-ва. Помнится такм какой-то мизирный налог они платили на что-то, типа дождь 10, дожь с грозой 15 и т.д.

А про ветряк хочу сказать что главное - генератор с хорошим КПД явно не отечесвенный. Но и скорее этоим можно заниматься чисто для удовольствия а не получения эл-ва. Кстати тоже видел репортаж на эту тему, мужик на 4 сотка соорудил такое устройство - заставили снесит или уменьшить высоту до 10 м.

 

Подкидываю. Вот описание этой "Ромашки" в приложенном файле: