Loji hidroelektrik kecil - jenis dan projek

Loji hidroelektrik adalah satu set komponen yang saling berkaitan dan berfungsi untuk menukar tenaga (kinetik dan potensi) kepada tenaga elektrik atau sebaliknya.

Mengikut klasifikasi sedia ada, yang kecil adalah loji kuasa hidroelektrik (HPP) kuasa sehingga 10-15 MW, termasuk:

• loji kuasa hidro kecil - dari 1 hingga 10 MW.

• loji hidroelektrik mini — dari 0.1 hingga 1 MW.

• loji hidroelektrik mikro — dengan kapasiti sehingga 0.1 MW.

Aliran dan kepala memainkan peranan penting dalam kapasiti loji hidroelektrik. Aliran dan tekanan dikawal menggunakan bekalan air yang terkumpul di bahagian atas air. Lebih banyak air di dalam tangki, lebih tinggi paras air tekanan dan, dengan itu, kepala.

Sumber potensi kuasa hidro yang digunakan dalam kuasa hidro ialah sungai sederhana besar dan kecil, sistem pengairan dan bekalan air, larian cerun glasier dan salji kekal.HPP terutamanya berbeza antara satu sama lain dalam cara mereka mencipta tekanan, tahap peraturan aliran, jenis peralatan utama yang dipasang, kerumitan penggunaan aliran air (tunggal atau pelbagai fungsi), dsb.

Loji kuasa hidro kecil (loji hidroelektrik kecil) memainkan peranan yang sangat penting dalam membekalkan elektrik kepada pengguna autonomi yang bertaburan jauh dari talian kuasa. Artikel itu membincangkan projek biasa yang menggunakan tenaga aliran kecil.

Persediaan untuk menggunakan persekitaran semasa ditunjukkan dalam Rajah. 1 a. Ia berfungsi seperti berikut. Apabila ram menegak 1 dipengaruhi oleh medium yang mengalir, daya hidrodinamik berlaku yang memacu rim balast. Melalui pautan kinematik 3, sokongan menghantar tork ke aci penjana, manakala penjana itu sendiri kekal pegun. Loji hidroelektrik ini beroperasi di saluran air tanah rendah yang saiz dan tenaganya menentukan kapasitinya.

nasi. 1. Skim operasi loji hidroelektrik rata: a) loji hidroelektrik rata, b) b) loji hidroelektrik.

Loji hidroelektrik (Rajah 1, b), semasa bergerak, menggunakan tenaga cecair melalui pendesak 6. Pendesak 1 mengandungi aci dan ram yang terletak di atasnya. Pemasangan dipasang pada bingkai 7 yang dipasang pada pontun 6. Bilah, condong secara tegak lurus ke arah aliran air, menukar orientasinya kepada aliran dengan bantuan roda 4.

Salah satu bilah diperbuat daripada komposit bahagian dalam dan luar yang saling mengunci, mempunyai penyambung melintang yang terletak pada sudut ke paksi, dan dilemahkan oleh pad elastik yang diletakkan di antara bahagian dan sambungan elastik.Sambungan elastik dibuat dalam bentuk bungkusan plat yang menghadap aliran medium, panjang berubah-ubah, melekat pada bilah dan bersentuhan dengan bahagian luarnya. Peranti ini berorientasikan kepada aliran air yang rata. Mesin penjana kuasa gunaan boleh jenis segerak dan tak segerak.

Dalam yang ditunjukkan dalam rajah. 2, aliran bendalir dari injap kawalan 1 dialihkan secara bergilir-gilir ke dalam ruang 2 dan 3 dan sebaliknya.

nasi. 2. Turbin dalam laluan aliran sifon

Pergerakan putaran cecair di dalam ruang menyebabkan ayunan udara dan limpahannya melalui saluran paip 4 dan 6 dengan pengaktifan turbin 5 dan penjana disambungkan kepadanya. Untuk meningkatkan kecekapan keseluruhan peranti, ia dipasang di laluan aliran siphon. Prasyarat untuk operasi tanpa masalah adalah cecair mengalir, bersih tanpa pecahan besar. Rak sampah diperlukan untuk pemasangan ini.

Turbin air terapung dengan kuasa 16 kW (Rajah 3) direka untuk menukar tenaga kinetik aliran kepada mekanikal dan kemudian kepada tenaga elektrik. Turbin ialah elemen bulat memanjang yang diperbuat daripada bahan ringan (lebih ringan daripada air) dengan sirip heliks di permukaan. Elemen digantung pada kedua-dua belah oleh rod yang menghantar tork ke penjana.

Rajah. 3. Turbin air terapung

Loji kuasa hidraulik (Rajah 4) direka bentuk untuk menjana elektrik melalui penjana mini, yang digerakkan secara putaran oleh tali pinggang pemacu tanpa henti 1 dengan baldi air 2 terletak di atasnya. Tali pinggang 1 dengan baldi 2 dipasang pada bingkai 3 mampu dibawa oleh ombak. Bingkai 3 dipasang pada sokongan 4 di mana penjana 5 terletak.

Baldi terletak di bahagian luar tali pinggang dengan bahagian terbuka menghadap arah mendatar aliran air.Bilangan baldi ditentukan oleh syarat untuk memastikan putaran penjana. Varian menggunakan peranti jenis "tangga" dengan bilah terpasang adalah mungkin.

nasi. 4. Pemasangan tali pinggang dan baldi

Peranti untuk menggunakan tenaga kinetik aliran terdiri daripada silinder menegak yang terletak di dalam air di tebing bertentangan, di mana penggelek diletakkan (Rajah 5).

nasi. 5. Pemasangan empangan mikro

Bilah dipasang di antara paksi atas dan bawah penggelek. Disebabkan oleh sudut serangan antara ram dan vektor halaju, air yang mengalir memacu silinder dalam putaran, dan melalui penggelek, penjana yang menjana elektrik.

Peranti untuk menggunakan tenaga aliran terdiri daripada pendesak 1 yang terletak secara menegak dalam aliran air, dengan ram berengsel 2 pada rim 1 atas dan 3 bawah (Rajah 6). Tepi atas 1 disambungkan kepada penjana 4. Kedudukan ram 2 dikawal oleh aliran itu sendiri: berserenjang dengan aliran hadapan dan selari dengan pergerakan hulu.

nasi. 6. Alat yang menukarkan tenaga aliran air

Loji kuasa mikrohidroelektrik lengan 1 kW (MHES-1) terdiri daripada turbin dalam bentuk roda tupai 1, ram pemandu 2, saluran paip fleksibel 3 dengan diameter 150 mm, alat sedutan air 4 , a penjana 5, unit kawalan 6 dan bingkai 7 (Gamb. 7).

nasi. 7. Sesendal kuasa mikro hidro 1 kW

Operasi MicroHPP ini dijalankan seperti berikut: peranti pengambilan air 4 menumpukan medium hidraulik dan melalui saluran paip 3 memberikan perbezaan ketinggian antara paras air atas dan turbin kerja 1, interaksi tekanan tertentu cecair hidraulik. dengan turbin memacu yang terakhir dalam putaran.Tork turbin 1 dihantar ke penjana elektrik.

Loji hidroelektrik siphon (Rajah 8) digunakan di mana terdapat setitik cecair hidraulik pada ketinggian 1.75 m dari empangan atau akibat keadaan semula jadi.

nasi. 8. Sifon unit hidraulik

Operasi pemasangan ini adalah seperti berikut: laluan cecair hidraulik melalui turbin 1 naik melalui puncak empangan, rajah. 9, tork dihantar melalui aci 2 dan gear tali pinggang 3 ke penjana elektrik 4. Medium cecair yang dibelanjakan memasuki air belakang melalui saluran air yang berkembang.

Pemasangan mikrohidroelektrik tekanan rendah (Rajah 9) beroperasi dengan kepala nominal lajur cecair sekurang-kurangnya H = 1.5 m. Apabila droop berkurangan, kuasa output berkurangan. Ketinggian penurunan yang disyorkan ialah 1.4-1.6 m.

nasi. 9. Loji hidroelektrik tekanan rendah

Prinsip operasi adalah berdasarkan interaksi cecair hidraulik dengan tenaga potensi, ditukar kepada berputar dan kemudian ke dalam bentuk elektrik. Dalam peranti sedutan 1, cecair memasuki turbin 2, cecair pra-vorteks dan, seterusnya menembusi paip cawangan akibat cecair yang jatuh, berinteraksi dengan bilah turbin 2, menukar tenaga kinetik cecair kepada tork pada aci 3, kemudian ke penjana elektrik.

Berat stesen tekanan rendah ialah 16 kg dengan kuasa P = 200 W. Penukar kuasa hidro separa langsung kipas terdiri daripada saluran paip tekanan 1, grid panduan 2, turbin kipas 3, saluran keluar bulat 4, tork aci penghantaran 5 dan penjana elektrik 6 (rajah 10).

nasi. 10. Penukar aliran separa langsung

Kuasa elektrik reka bentuk ini berada dalam julat 1-10 kW dengan perbezaan ketinggian Nm = 2.2-5.7 m Penggunaan air QH = 0.05-0.21 m 3m / s. Perbezaan ketinggian Nm = 2.2-5.7 m Kelajuan putaran turbin ialah wn = 1000 rpm.

Penukar hidraulik kapsul berdasarkan motor elektrik 2PEDV-22-219 (Rajah 11) berfungsi sama seperti loji kuasa hidroelektrik sebelumnya dengan kepala H = 2.5-6.3 m dan kadar aliran air Q = 0.005-0.14 m 3 / s Kuasa elektrik 1-5 kW. Diameter turbin air adalah dari 0.2 hingga 0.254 m Diameter roda hidraulik ialah Dk = 0.35-0.4 m.

nasi. 11. Loji mikro hidroelektrik kapsul

Penukar hidraulik aliran terus (Rajah 12) terdiri daripada turbin kipas 1, grid panduan 2, aci penghantaran tork 3, penjana elektrik 4, saluran paip ekzos 5. Ia berfungsi menggunakan saluran paip tekanan.

nasi. 12. Penukar hidraulik aliran terus

Penukar hidro (Rajah 13) direka bentuk untuk menukar tenaga medium cecair yang bergerak pantas kepada tenaga elektrik.

nasi. 13. Penukar tenaga hidraulik untuk aliran air yang laju

Ia terdiri daripada turbin kipas 1, terletak dalam kapsul 2, dan dipasang pada arus air yang dipanggil «arus cepat». Kapsul terletak di dalam ram pemandu 4, yang dipasang di dalam medium bendalir. Tork dari turbin dihantar ke aci 5, dan kemudian ke penjana elektrik 6.