Содержание

Инженеры предложили уникальную технологию выработки энергии из капель воды

Команда ученых, возглавляемая учеными из Городского университета Гонконга, разработала генератор, который производит электричество от падающих капель воды. Достаточно всего одной капли, чтобы заставить генератор произвести энергию, с помощью которой можно зажечь 100 маленьких светодиодных ламп. Устройство открывает совершенно новые способы выработки электроэнергии, сообщают исследователи в журнале Nature.

Устройство состоит из слоя оксида индия и олова (ITO), который покрыт полимерным политетрафторэтиленом (PTFE), более известным как тефлон. Этот электроизоляционный материал представляет собой так называемый электрет, который может накапливать электрические заряды, например, в результате трения. Небольшой кусочек алюминия соединяет оба слоя и служит электродом.

Когда капля воды падает на водоотталкивающую поверхность PTFE/ITO и распространяется по ней, она создает электрический заряд в результате электрохимических взаимодействий.

Причем электроэнергия не теряется после каждой капли, а накапливается. "С увеличением количества капель воды, ударяющихся о поверхность, накапливаются поверхностные заряды с высокой плотностью", - сообщают Цуанкай Ванг, руководитель проекта. - После примерно 16 000 падений поверхностный заряд достигает стабильного значения около 50 нанокулон".

Теперь вступает в игру второй процесс: вода, растекающаяся по поверхности, образует "мостик" между алюминиевым электродом и слоем PTFE/ITO. Это создает замкнутую электрическую цепь, через которую может течь заряд. По своей структуре, объясняют исследователи, система похожа на полевой транзистор, полупроводниковый прибор.

Опыты показали, что одна 100-микролитровая капля водопроводной воды, падающая с высоты 15 см, может генерировать напряжение 140 Вольт и ток 270 микроампер. "Этой электроэнергии достаточно, чтобы засветилась сотня маленьких светодиодов", - говорит Цуанкай Ванг. Генератор на капельной основе, утверждают ученые, в тысячу раз эффективнее, чем предыдущие аналоги.

По словам исследователей, их генератор может использовать не только водопроводную воду, но и морскую, и даже капли дождя. Ученые адаптировали конструкцию для дождевой воды: вода сначала собиралась, а затем распределялась по капиллярам, через которые мерно падали капли. Морскую воду можно дозировать аналогичным образом.

"Регулируя диаметр капилляра и высоту падения капли, мы можем контролировать размер и скорость капель и, следовательно, количество вырабатываемой энергии", - говорят коллеги Ванга.

По словам ученых, эта технология открывает новые возможности для использования энергии воды. "Кинетическая энергия падающей воды обусловлена гравитацией и поэтому может рассматриваться как свободно доступная и возобновляемая. Но ее следует использовать лучше, - говорит Ванг. - Электричество из капель воды вместо нефти или ядерной энергии может способствовать устойчивому развитию мира".

Капельный генератор особенно подходит для децентрализованного производства электроэнергии. И он может быть установлен везде, где идет дождь или есть вода. Например, на корпусе корабля или на поверхности зонта.

Как выбрать электрогенератор - Электроэнергетика и тепло

Чтобы электричество всегда было под рукой, необходим портативный источник электроэнергии - генератор. Какой выбрать из множества вариантов?


Тип


Для выработки электроэнергии генераторы могут использовать разные виды топлива: бензин, дизельное топливо или газ. Бензиновый генератор - отличный запасной вариант при временном отключении электричества. Так же они не заменимы в лесу или на даче, где нет централизованного электроснабжения.


Бензиновые генераторы доступны по цене, но их эксплуатация не из дешевых, особенно с постепенным ростом цен на бензин. Поэтому такое устройство лучше всего использоваться в качестве резервного, а не постоянного источника электроэнергии. Если Вам нужно ненадолго снабдить электричеством загородным домик, или у Вас в планах использовать его на природе, генератор на бензиновом топливе - то, что Вам нужно.


Дизельный генератор


А вот дизельный генератор - более выгодное решение в качестве постоянного источника питания: при чем, как для бытовых, так и для промышленных нужд. Стоимость дизельных электростанций выше бензинового генератора, но ее эксплуатация значительно дешевле и она за короткий срок компенсирует разницу в цене. Производственный ресурс и диапазон мощности дизельных генераторов выше бензиновых. С помощью них можно постоянно обеспечивать электроэнергией загородный дом или небольшое производство. Поэтому дизельный электрогенератор хорош как в качестве и основного источника питания, и в качестве аварийного.
Газовая электростанция


Газовая электростанция - более универсальное устройство. Генераторы на газу не только вырабатывают электроэнергию, но так же могут обеспечивать помещение горячей водой или паром, а так же дает холод для систем кондиционирования. Современные газовые электростанции работают почти бесшумно и соответствуют мировым экологическим стандартам, поэтому их можно устанавливать в непосредственной близости от объекта.

Такие генераторы могут служить основным и резервным источником электроэнергии.


Мощность электрогенератора


Максимальная мощность - ключевой момент при выборе генератора. Этот показатель должен превышать сумму мощностей всех одновременно электроприборов на 20-30 %.
К примеру, для дачного домика в качестве резервного подойдет генератор мощностью до 2 киловатт. А в качестве основного источника питания в загородном доме может служить генератор мощностью в 4-5 кВт.
Такой мощности хватит на одновременное использование всех необходимых в быту электроприборов. Чтобы точно рассчитать максимально нужную мощность электрогенератора, определите список приборов, которые будете подключать и сумму их мощностей.


Кроме того, обратите внимание на коэффициент пускового тока. Это тот, который возникает на короткое время после запуска прибора. Умножаем мощность на коэффициент пускового тока. Складываем сумму мощностей всех приборов, добавляем 20-30%, и получаем нужную мощность силового генератора.


Варианты запуска генератора


Существует 3 варианта запуска генератора - ручной, электрический и автоматический. При ручном запуске генератор заводится одним движением руки - нужно лишь дернуть за шнур. Чем Выше мощность - тем больше усилия придется приложить. Если есть возможность электрического пуска, значит, в приборе установлен стартер и генератор запускается при помощи поворота ключа.
Лучший вариант - это наличие и ручного, и электронного запуска. Если стартер вдруг выйдет из строя, Вы всегда сможете запустить генератор вручную.
Существует так же и автоматический запуск, который самостоятельно включает генератор при попадании напряжения в основной сети. Этот вариант необходим, если в случае обесточивания важно моментально восстановить питание. Но генераторы с автоматическим запуском стоят значительно дороже.
Число фаз


Все генераторы делятся на однофазные и трехфазные. Однофазные генераторы работают с однофазной сетью напряжением 220 вольт.

Такие подойдут для питания бытовой техники и для подключения электросети закрытых домов, квартир и офисов.


Трехфазные генераторы работают с напряжением 380 вольт, обладают более высокой мощностью и рассчитаны на большую нагрузку. Такие генераторы спокойно могут снабдить электроэнергией серьезное промышленное здание и целый загородный дом или офис.


Уровень шума


При выборе генератора обратите внимание на заявленные характеристики уровня шума.


Маломощные модели бензиновых и газовых генераторов до 5 кВт при работе издают шум в диапазоне от 50 до 70 децибел. Что по громкости сопоставимо с шумом города или спокойным разговором. Более мощные модели или газовые электростанции работают в диапазоне от 70 до 100 децибел, что по громкости сравнимо с метро или заведенным двигателем мотоцикла.


Этот параметр особенно стоит учитывать при выборе генератора в качестве основного стационарного источника питания. А чтобы жить и работать вблизи такого агрегата было комфортнее, специалисты предлагают множество вариантов изоляции прибора: системы вибро и шумоизоляции, специальные кожухи, глушители и так далее.


Количество выходов в генераторе может варьироваться от1 до 7. Но у большинства моделей предусмотрено 2-3 выхода. Вес генератора может составлять 20-40 кг и более. Поэтому часто производители оснащают прибор колесиками, чтобы его было легче перемещать с места на место.


Если Вам нужен генератор, лучшим вариантом будет однофазный бензиновый генератор мощностью около 2 кВт и ручным запуском. Если к Вашему частному дому еще не подвели электросеть - то выбирайте дизельный или газовый генератор, работающий в 2 фазах и электрическим запуском и тремя выходами.


Чтобы внезапное отключение электроэнергии не привело к остановке производства, подключите к сети питания дизельный генератор с автоматическим запуском.
Часто едите отдыхать на природу - на всякий случай берите с собой бензиновый генератор с мощностью до полутора киловатт ручным и электрическим запуском с одним или двумя выходами.
А если нужно снабдить дом не только электроэнергией, но еще и горячей водой или холодом для системы кондиционирования, то выбирайте газовый генератор.

Выработка электроэнергии при помощи линейных генераторов - Энергетика и промышленность России - № 23-24 (235-236) декабрь 2013 года - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 23-24 (235-236) декабрь 2013 года

Для некоторых ситуаций предлагается использовать эффективные, с точки зрения автора, способы преобразования поступательных движений во вращательные – с целью применения вместе с обычными динамо-машинами.

Соленоид с магнитом

Первые линейные преобразователи энергии были созданы еще в начале девятнадцатого века (в работах Фарадея и Ленца) и представляли собой соленоиды с движущимися внутри них постоянными магнитами. Но использовались эти устройства только в физических лабораториях для формулирования законов электромагнетизма.

Впоследствии серьезное применение получили лишь генераторы, работающие от вращательных движений. Но теперь человечество «вспоминает давно забытое старое». Так, недавно были созданы «вечные» или «индукционные фонарики Фарадея», работающие от встряски и имеющие в своей основе «поступательный генератор» – это тот же соленоид, с колеблющимся внутри него постоянным магнитом, плюс – выпрямительная система, сглаживающий элемент и накопитель.

(Необходимо отметить, что для появления тока в соленоиде необязательно вдвигать и выдвигать внутрь него магнит – достаточно, и не менее эффективно, приближать и удалять магнит от электрической катушки, если в нее вставить сердечник, лучше ферритовый).

В интернете можно найти описание того, как сделать генератор, питающий велосипедные фары, работающий на том же принципе – от движения магнита внутри соленоида (встряску здесь уже обеспечивает не человеческая рука, а само транспортное средство – велосипед).

Появились и проектируются поступательные генераторы, использующие «пьезоэлектрический эффект» – способность некоторых кристаллов при деформации продуцировать электрические заряды.

Это, например, всем известные пьезоэлектрические зажигалки. Французские ученые (в частности этим занимается Жан Жак Шелло в Гренобле) решили подставить пьезокристаллические модули под дождевые капли и таким образом получать электроэнергию. В Израиле фирмой «Innowatech» разрабатывается способ получения электроэнергии от давления машин на дорожное полотно – пьезокристаллы будут подложены под шоссе. А в Голландии подобным же образом планируют «собирать» электроэнергию из-под пола танцевального зала.

Все вышеперечисленные примеры, кроме использования энергии дождя, касаются «снятия» энергии с результатов деятельности человека. Здесь можно предложить еще размещение поступательных генераторов в амортизаторах автомобилей и поездов, а также снабжение этих транспортных средств увеличенными копиями вышеописанных генераторов велосипедов, работающих от встряски, и, кроме того, расположение поступательных генераторов под рельсами железных дорог.

Новый способ использования ветра

Рассмотрим теперь, как полнее использовать энергию ветра. Известны ветроэлектрогенераторы, в которых ветер вращает воздушные винты, а они, в свою очередь, – валы динамо-машин. Но не всегда воздушные винты удобны в использовании. Если они применяются в жилых районах, то требуют дополнительного места, и их, для безопасности, надо заключать в сетки. Они могут портить внешний вид, заслонять солнце и ухудшать обзор. Вращающиеся генераторы сложны в изготовлении: требуются хорошие подшипники и балансировка вращающихся частей. А размещенные на припаркованных электромобилях ветроэлектрогенераторы могут быть похищены или повреждены.

Автор предлагает использовать более удобные рабочие тела, на которые будет воздействовать ветер: щиты, пластины, паруса, надувные формы. А вместо привычных динамо-машин – специальные крепления в виде поступательных генераторов, в которых от механических перемещений и давлений, производимых рабочими телами, будет вырабатываться электроэнергия. В таких креплениях могут быть использованы как пьезокристаллы, так и соленоиды с подвижными магнитными сердечниками. Токи, созданные этими креплениями, будут проходить через выпрямители, сглаживающие элементы и заряжать аккумуляторы для дальнейшего использования выработанной электроэнергии. Все части таких поступательных генераторов просты в изготовлении.

Щиты с подобными креплениями, размещенные на стенах зданий, балконов и т.  п., будут приносить вместо неудобств только выгоду: звуко- и теплоизоляцию, тень. Они практически не требуют дополнительного пространства. Рекламные щиты, навесы от солнца или дождя, снабженные такими креплениями и «дождевыми» пьезокристаллическими модулями, будут кроме своей основной функции еще и вырабатывать электроэнергию. По такому же принципу можно заставить работать и любой забор.

Энергопроизводящие окна и столбы

Есть возможность использовать прочные стекла в окнах в качестве «ветрозаборников», а электровырабатывающие крепления расположить в раме.

Если взять случай с электромобилями, то крепления можно переключать: на стоянке, где позволительна вибрация стекол от ветра, будут использоваться электрогенерирующие крепления, а при движении, чтобы не нарушать аэродинамические свойства электромобиля – обычные. Хотя при использовании пьезокристаллов можно добиться совсем небольшого люфта и переключения не потребуются.

В более простом (непрозрачном варианте выполнения щитов) на стоянке обычные стекла опускаются и вместо них вставляются щитовые ветроэлектрогенераторы, креплениями опирающиеся на рамы окон. То же можно сделать и в доме ночью, когда окна не должны пропускать свет: вместо стекол или внешних ставень устанавливать подобные ветроэлектрогенераторы.

Опора в виде треноги для фонарного столба или сотовой антенны будет вырабатывать электроэнергию, если мы в каждой «ноге», разделив их поперек на две части, в стыке разместим вышеописанное электрогенерирующее крепление. Столб фонаря или антенны можно поместить в зарытый в землю и укрепленный полый цилиндр с подобными электрогенераторами, размещенными по внешнему ободу, – это еще один вариант.

Фонари на столбах, оснащенных такой «поддержкой», могут работать самостоятельно, без подвода к ним кабелей электропитания – ведь их раскачивание от ветра или от колебаний дорожного полотна всегда имеет место. Такие фонари должны быть очень востребованы там, где либо нет электростанций, либо местность еще не «охвачена» проводкой.

Кроме того, поступательные генераторы позволяют нам задействовать еще и такие «природные ветрозаборники», как деревья: ведь их ветви раскачиваются от ветра. С деревьями лучше использовать генераторы соленоидного типа, а не на пьезокристаллах. Соленоиды с магнитами и пружинами будут обеспечивать мягкую «упряжку».

Вот один из возможных вариантов использования качания ветки. Одну веревку, идущую от бобины электрической катушки, закрепляем на стволе или прикрепляем к «якорю» (типа морского), зарытому в землю, а вторую, соединенную с магнитом, закрепляем за качающуюся ветвь. Закрепление бобины можно и не производить – оставить только связь с веткой. Тогда генератор будет работать от встряски, которую ему обеспечит раскачивание ветки от ветра (катушке не даст упасть пружина).

«Летящее» электричество

Что же касается надувных «рабочих тел» для поступательных ветроэлектрогенераторов, то многие видели рекламные надувные фигуры на бензоколонках, которые качаются от ветра.

Такие надувные формы (их можно выполнять в виде шаров, эллипсоидов, надувных матрацев и т.д.) также могут поработать на экологически чистую электроэнергию. Их преимущество в том, что они, «отвязавшись» и движимые ветром, никого из людей серьезно не травмируют.

Так, например, можно использовать воздушный шар как рабочее тело для поступательного ветроэлектрогенератора соленоидного типа. Магнит привязывается к шару, а катушка «якорится», причем лучше использовать упругие соединения, чтобы не порвать шар и не повредить катушку и электронику (упомянутые выше выпрямительную, сглаживающую и накопительную системы).

Энергию ветра можно задействовать для выработки электричества еще и на парусных судах в местах крепления парусов (тут больше подойдут электрогенерирующие крепления на пьезокристаллах, чтобы не создавать больших перемещений). Выработанное электричество пойдет на зарядку аккумулятора как дополнительной энергетической возможности в случае штиля, для движения на электромоторе и для внутренних нужд судна, скажем, для освещения и холодильных агрегатов.

Энергия волн

Теперь посмотрим, как использовать энергию морских и речных волн. Можно сделать такие генераторы поступательного действия, где рабочими телами будут служить не большие щиты или другие крупные геометрические формы, а небольшие пластины.

Электрогенерирующие крепления останутся такими же (на соленоидах или же на пьезокристаллах), но только меньших размеров. Наборы из таких пластинчатых электрогенераторов установим на плавучих средствах на уровне их ватерлиний. Они (генераторы), в силу их небольших размеров, не будут слишком сильно портить обвод судна. Следует позаботиться и о гидроизоляции генераторов, поместив их под водонепроницаемую эластичную оболочку. Волны, бьющие по судну (по пластинам), будут вырабатывать электроэнергию для двигателя (ходовая часть) и для внутренних нужд судна, что позволит избавиться от громоздкого и опасного (переворачивающего плавучее средство) паруса, с которым, кроме того, сложно идти против ветра, и загрязняющих окружающую среду моторов и генераторов внутреннего сгорания.

Использовать энергию волн у берега – еще проще, закрепив соленоиды к пирсу, дебаркадеру или другому сооружению. Здесь возьмем щиты и крепления побольше: в этом случае обтекаемость только повредит.

Генератор в виде плота

Для этой же цели (использования энергии волн) предназначен «плот-электрогенератор». Здесь волны будут обеспечивать движение поплавков друг относительно друга, что при помощи стоек на шарнирах вызовет движение магнитов относительно соленоидов.

Напомним, что магниты, соленоиды и пружины составляют поступательные генераторы, прикрепленные к стойкам на шарнирах. Аккумулятор и электронный блок заключены в общий жесткий кожух, подвешенный на канатах к стойкам.

Система стоек, шарниров и пружин, не ограничивая полностью взаимные перемещения поплавков, в то же время не даст плоту распасться. А относительное движение магнитов и соленоидов обеспечит выработку тока в соленоидных обмотках, который будет передаваться по проводам в электронный блок. Там он пройдет выпрямитель и сглаживающий элемент, после чего поступит в аккумулятор плота или по кабелям будет передаваться на берег или на судно, буксирующее плот для своих энергетических нужд.

Для более полного использования всех направлений воздействия волн можно из таких плотов составить конгломерат, разместив их под оптимальным углом друг относительно друга, или же на одном плоту сделать комплексную (учитывающую все возможные относительные перемещения поплавков), более сложную систему стоек шарниров и пружин.

Использование перепадов уровней воды

Поступательные генераторы подходят также и для использования энергии перепадов уровней воды у рек, водопадов, приливов и отливов. Они будут работать вместо гидротурбин. Эффективность их, по предварительным оценкам, меньше, но зато поступательные генераторы вместе с сопутствующими устройствами здесь проще построить: ведь гидротурбинные генераторы, в силу их принадлежности к вращающимся, нуждаются в точности изготовления, балансировке и хороших подшипниках.

Самой простой для выполнения является следующая схема. Соленоид закрепляется на берегу (очень хорошо к мосту) речки или водопада, а к магниту привязывается поплавок, опущенный в воду. Если течение турбулентное, а это мы наблюдаем в быстрых речках и водопадах, то поплавок будет колебаться и передаст колебания магниту, что и требуется для выработки электроэнергии. Магнит вместе с поплавком не уплывет из‑за того, что магнит закреплен к днищу бобины соленоида пружиной. Эта схема очень напоминает вышеприведенную поплавковую схему для использования энергии волн.

Есть еще одна достаточно хорошо известная система. Сверху в накопительную чашу идет непрерывный поток воды, например из отводного канала от речки. Чаша заполняется. Когда гидростатическое давление на конец трубки, находящейся в этой емкости, превысит определенный «порог запирания» (ведь в трубке пока воздух), вода начнет через нее проходить и выльется на поступательный генератор, находящийся внизу. Уровень воды в чаше спустится ниже изогнутого конца трубки, и воздух опять «запрет» ее.

За счет поступления воды сверху снова произойдет заполнение емкости до максимального уровня. А при нем гидростатическое давление способно «отпереть» трубку (и т.  д.). Тем самым обеспечивается прерывистое падение воды на поступательный генератор, что и требуется для выработки электроэнергии. После совершения «работы» вода стечет вниз на водосборник, откуда по соответствующему каналу поступит опять в речку, но уже на более низком уровне.

Поступательные генераторы, предназначенные для использования прерывистых падений на них жидкости, выглядят так. Соленоидного типа – здесь наклонная кювета для сбора и слива воды жестко крепится к магниту, находящемуся внутри закрепленного соленоида. А сам магнит снизу подпирает пружина, закрепленная к днищу бобины соленоида. Пьезоэлектрического типа – здесь такая же кювета опирается на пьезокристалл.

Есть устройство такого же предназначения, но другого типа – это поворачивающаяся (в вертикальной плоскости) на шарнире чаша. Она имеет разные центры тяжести в ненаполненном и наполненном состояниях. В ненаполненном состоянии чаша находится в устойчивом равновесии: она опирается на шарнир и подставку. Вертикаль, опущенная из ее центра тяжести, проходит через площадь опоры. Но по мере заполнения чаши водой, например из отводного канала от речки, ее центр тяжести смещается. И когда вертикаль, опущенная из нового центра тяжести выйдет за площадь опоры, чаша начнет переворачиваться.

По мере переворачивания вертикаль из центра тяжести все больше и больше будет выходить за площадь опоры. В конце концов жидкость из чаши выльется на поступательный генератор, а затем в водосборник и в возвращающий к речке канал. Пустая же чаша возвратится в свое исходное положение устойчивого равновесия, снова начнет заполняться водой, и цикл повторится.

Совершенствование конструкций

Можно придумать еще много возможностей для использования электрогенераторов поступательного действия, вариантов их конструктивного выполнения и сопутствующих им устройств. Автор надеется, что эти генераторы займут свою «нишу» в области выработки экологически чистой электроэнергии.

Если по каким‑то причинам электрогенераторы поступательного действия не могут быть построены и применены или уже имеются обычные генераторы, действующие от вращательных движений, то некоторые поступательные движения, имеющие достаточную амплитуду (например, качания веток деревьев от ветра, движения поплавка или воздушного шара), все равно могут быть использованы, так как существуют механические передачи, преобразующие поступательные движения во вращательные.

Можно назвать, например, реечную передачу, винтовую (как у детской игрушки – юлы) и ременную с катушкой: на катушку наматываем ремешок, леску или кабель и присоединяем к ней возвратную пружину, например спиральную. А для еще большей эффективности выработки электроэнергии таким способом надо в качестве мультипликатора поставить коробку передач, как в автомобиле или велосипеде, и переключать скорости (передаточное число) в зависимости от силы ветра или волн на текущий день или час.

Если мы оценим, какая часть «приземной» воздушной поверхности, подверженной воздействию ветров, еще не «задействована» для выработки электричества, какая водная поверхность с волнами и сколько рек и водопадов пока не «работают» (это еще не говоря о солнечных лучах и геотермальных источниках), то мы увидим, что у экологически чистой энергетики есть большое будущее.

Генератор, работающий на воде

В старом светодиодном фонарике сдох аккумулятор и Игорь Белецкий решил обратиться к одной из древнейших технологий получения электричества, которой сотни, если не тысячи лет. Решил сделать простейший генератор, способный работать на воде, который может послужить моделью более мощного устройства, если увеличить его габариты.

Все знают, что если взять два электрода из разных металлов, например медь и цинк и погрузить их в самую обычную питьевую воду, замкнуть цепь, то вы получите эту самую простую примитивную батарейку, и по ней уже пойдет ток. При этом напряжение холостого хода одной такой пары составит порядка 0,8 вольта, причем это напряжение не зависит от размера электродов. От площади электрода будет зависеть только сила тока.

Чтобы повысить напряжение генератора для вашего потребителя, просто нужно сделать несколько таких пар электродов и соединить их последовательно.

Генератор на воде

Например пять пар о таких электродов соединим последовательно, поместив в 5 стаканчиков с обычной водой. Соединим все последовательно и получим одну батарейку с напряжением 4,26 вольта. То есть это напряжение, светодиоды будут светить.

Но, как вы заметили, напряжение начинает падать, то есть эта батарея начинает просаживаться. Это говорит о том, что на обычной воде даже такая мизерная нагрузка, как светодиоды – это много для такой батарейки. Поэтому, так как ее очень легко делать, лучше все-таки таких модулей батарей сделать побольше и тогда вы гарантированно получите свечение ваших светодиодов на длительное время.

Вариант генератора со стаканчиками конечно же чисто демонстрационный для понимания конструкции и принципа работы, сам по себе он не практичен, потому что не габаритен.

Для своего же светодиодного фонарика автор ролика сделал несколько другую конструкцию генератора. Батарейка состоит из шестнадцати плоских элементов, они между собой соединены последовательно. Каждая из них представляет из себя полиэтиленовый пакетик размером десять на десять сантиметров. Под этот размер нарезал цинк и медь. Цинк пришлось купить, это единственное, чего под рукой не было. Это тонкий лист толщиной 0,3 миллиметра. Стоит он не дорого. Медная фольга была в мастерской.

Режем по размеру, между ними кладем прокладочку из тряпки для мытья посуды. Потом все это заливаем водой. В каждой пакетик по 5-10 миллилитров воды.

Все. Генератор в походном варианте готов. Не совсем практичная модель, так как мало воды и не полностью вся площадь электродов погружена в воду. Хорошо было бы для каждый такой батареи сделать отдельный отсек из пластика. Жесткий, чтобы можно было туда электроды вставить с прокладкой, сверху залить водой и они полностью были бы в воде.

Допустим, сутки проработал у вас этот фонарь, вы просто потом взяли воду слили, а новую налили. Это как бы быстрая перезарядка этого элемента, потому что все равно воду придется менять. Но на скорую руку созданный вариант тоже в принципе сгодится, чтобы не заморачиваться с пластиком.

Генератор на воде оказался вполне работоспособным. Такой батарейкой можно запитать, например, приемник.

Изначально идея была проверить эту схему для более практичного применения, например, зарядить мобильный телефон. Там ток нужен то порядка 0,5 ампера. Но, собранная схема не позволяет получить больше 20-30 миллиампер на воде. Получить нужный ток на таких габаритах электродов нереально. Для светодиодов этого достаточно, это нормально, но для получения тока в пол ампера нужен химический электролит.

Сделанный генератор, работающий на воде, только в ознакомительных целях, чтобы вы знали, что такой метод простой и элементарной есть и его можно легко реализовать. Если вы пользуетесь фонариком светодиодным каждый день, таскаете с собой, то альтернативы аккумулятору нет.

Электричество из дождя, плазма против вируса и шахматы по-скандинавски

  • Леонид Лунеев
  • Би-би-си

В очередной подборке интересных научных новостей недели:

Автор фото, HK Uni

Одна дождинка - это уже свет

Принцип использования воды для выработки электроэнергии не нов. Во всем мире действуют сотни приливных и гидроэлектростанций, однако эффективно утилизировать низкочастотную кинетическую энергию дождевых капель до сих пор не удавалось.

А теперь представьте себе одну-единственную каплю воды, которая вырабатывает достаточно энергии, чтобы зажечь 100 светодиодных лампочек.

"Как показывают наши эксперименты, капля объемом в 100 микролитров, упавшая с высоты в 15 сантиметров, способна выработать ток напряжением в 140 вольт", - утверждает автор проекта, профессор Гонконгского университета Цзуанькай Вон.

Капельные генераторы электричества известны давно, их работа основана на принципе, когда электроэнергия вырабатывается за счет контакта двух материалов, которые при трении обмениваются электронами (вспоминаем эбонитовую палочку).

К сожалению, КПД таких генераторов крайне низок, однако ученым из Гонконга удалось преодолеть этот недостаток.

Изобретатели применили политетрафторэтилен (ПТФЭ), который при ударе по нему капель воды способен постепенно накапливать заряд, совместив его с полевым транзистором из тех, что применяются в современной электронике.

Генератор состоит из двух электродов: один из них сделан из алюминия, другой - из оксида индия и олова и покрыт этим самым ПТФЭ. На нем, собственно, и генерируется заряд.

Падающие капли воды соединяют два электрода и превращают конструкцию в замкнутую электрическую цепь, высвобождая накопленный заряд и вырабатывая электрический ток.

По словам авторов изобретения, их миниэлектростанцию можно строить везде, где жидкость соприкасается с твердой поверхностью, а вода может быть как дождевой, так и морской.

Профессор Вон надеется, что новая технология утилизации водяных капель поможет в решении глобальной проблемы поиска возобновляемых источников энергии.

"Вырабатывая электричество из дождевых капель, мы могли бы поспособствовать гармоничному развитию мира на основе восполнения энергетических ресурсов", - считает он.

Плазмой по вирусу: новый способ борьбы с инфекциями

Автор фото, robertcoeliusmichiganengineeringcommunications-mar

На фоне вспышки китайского коронавируса перед учеными в очередной раз встала задача: как обезопасить людей от заражения в общественных местах.

Маски и фильтры способны решить эту проблему лишь отчасти, поскольку не в состоянии задерживать крошечные вирусы.

В качестве альтернативы ученые из Мичиганского университета предлагают бороться с заразой с помощью низкотемпературного плазменного реактора.

Плазма, или ионизированный газ, - это одно из четырех агрегатных состояний вещества, состоящего не из нейтральных атомов и молекул, а из электронов и заряженных ионов.

Существует сразу несколько теорий относительно того, как плазма низких температур убивает бактерии, однако убить вирус не так просто - хотя бы потому, что он изначально является лишь условно живым.

В ходе экспериментов выяснилось, что удар плазмы обеззараживает воздух на 99%: ДНК вирусов при этом не страдает, но у них пропадает способность к заражению. Ученые объясняют это тем, что плазма окисляет вирусы, отключая у них механизмы, с помощью которых они проникают в клетки.

Врачи пока не знают, почему некоторые вирусы и бактерии, находясь в воздухе, дольше сохраняют способность к заражению, но именно эта способность делает их более опасными. Ведь в замкнутых многолюдных пространствах - к примеру, в салоне самолета, - когда естественная концентрация патогенных частиц долгое время не спадает, опасность распространения инфекции особенно высока.

Поэтому применение плазменного реактора, а по сути - большого вентилятора с плазменной установкой, который способен за доли секунды убить бактерии и нейтрализовать вирусы, могло бы стать эффективным средством борьбы с инфекциями, которые распространяются воздушно-капельным путем.

Смерть на кончике хвоста

Автор фото, Getty Images

Никто уже не сможет с точностью сказать, отчего скончался этот динозавр, живший на территории современного канадского штата Альберта, но 66 миллионов лет назад он в последний раз взмахнул своим могучим хвостом.

Собственно, все, что осталось от этого гадрозавра - гигантского утконосого травоядного ящера, - это 11 хвостовых позвонков. И 8 из них явили ученым признаки болезни, ранее не наблюдавшейся у динозавров, зато встречающейся у современного человека.

"В двух позвонках мы обнаружили большие каверны, - объясняет специалист по эволюционной биологии Тель-Авивского университета Хила Мэй. - И они были очень похожи на каверны, возникающие при клеточном гистиоцитозе Лангерганса (КГЛ) - редком онкологическом заболевании, которое в наши дни встречается у людей".

Автор фото, Assaf Ehrenreich/Tel Aviv University

Результаты микротомографии подтвердили первоначальный диагноз ученых, доказав, что эта редкая форма рака существовала уже в конце позднего мелового периода.

По словам ученых, КГЛ и раньше находили у животных, в частности, у древесных землероек и тигров, но у динозавра признаки этого редкого заболевания выявлены впервые.

В наше время от КГЛ, который сопровождается сильными болями и опухолями, как правило, страдают дети. И хотя в большинстве случаев болезнь удается вылечить, врачи пока что мало знают о том, что именно ее вызывает.

Поэтому специалисты полагают, что открытие КГЛ у динозавров поможет понять эволюционные процессы этого заболевания и то, как динозавры научились с ним справляться и выживать. А это, в свою очередь, может привести к созданию эффективных методов лечения КГЛ.

Шахматы для викингов: партия, которая не закончится добром

Автор фото, Durham University

В промежутках между грабежами и насилием викинги, совершавшие первые набеги на Англию, любили посидеть за настольной игрой.

Об этом ученым из Даремского университета поведала очень редкая археологическая находка, сделанная на острове Линдисфарн у северо-восточного побережья Англии.

Судя по всему, эта фишка из белого и синего стекла размером с небольшую конфету была королем из древней скандинавской игры hnefatafl ("Королевский стол"), которая чем-то напоминала шахматы.

Ценность находки заключается в том, что ей около 1200 лет, и это лишь вторая подобная фишка, обнаруженная в Британии.

Впрочем, не все историки убеждены в том, что викинги шли в бой с настольной игрой и фишка выпала из кармана захватчика во время рейда.

"Не исключено, что это была фигура из похожей игры, в которую играли представители элиты в северной Англии еще до того, как там появились викинги", - считает археолог Лиса Уэсткотт Уилкинз.

Если это в самом деле фигура из местной версии игры, то это еще более важно и интересно, поскольку свидетельствует о растущем влиянии скандинавской культуры на монахов Линдисфарна и на всю средневековую Нортумбрию.

Кстати, в этой игре короля тоже нужно защищать от других фигур. Что же касается настоящих шахмат, то первые резные фигурки появились в Европе чуть позже.

И еще это говорит о том, что средневековый Линдисфарн был оживленным местом, а вовсе не скучной и аскетичной обителью монахов, как мы часто представляем времена раннего христианства.

"Только вообразите: викинги, высадившиеся на Линдисфарне, могли, хотя бы теоретически, сыграть с местными монахами партию в игру, которая была известна обеим сторонами, хотя они почти наверняка заспорили бы о том, по чьим правилам играть", - говорит Уэсткотт Уилкинз.

Что такое Генератор и как он устроен

Как генератор создает электроэнергию?

Генераторы являются полезными устройствами, которые снабжают электрической энергией во время прекращения подачи электроэнергии и предотвращают нарушение обычной деятельности человека, которая случается из-за отсутствия электроэнергии. Генераторы имеют различные электрические и физические конфигурации для использования, которое вам необходимо. Дальше мы рассмотрим, как именно функционирует генератор, его основные компоненты, и как электрогенератор действует в роли вторичного источника электричества, в случае его использование в жилых домах или на промышленных предприятиях.

Как работает генератор?

Электрический генератор – это устройство, которое конвертирует механическую энергию, полученную из внешнего источника, в электрическую энергию. Важно понимать, что в целом генератор не «создает» электрическую энергию. Вместо этого, он использует механическую энергию, которая снабжается им, для усиления движения электрических зарядов, находящихся в проводе его обмотки через внешнюю электрическую цепь (кольцо циркуляции). Этот поток электрических зарядов составляет электрический выходной ток, поступающий от генератора. Этот механизм можно понять, проведя аналогию электростанции с водяной помпой, которая вызывает своими действиями поток воды, но в действительности не «создает» его.
Современный электрогенератор работает по принципу электромагнитной индукции, обнаруженной Майклом Фарадеем в 1831-1832 годах. Фарадей открыл, что поток электрических зарядов может быть вызван перемещением электрического проводника, таким как например провод, который содержит электрические заряды, в магнитном поле. Такое передвижение создает разность напряжений между двумя концами провода или электрического проводника, который в свою очередь вызывает электрические заряды в поток, таким образом генерируя электрический ток.

Основные компоненты электростанции

Можно провести такую классификацию основных компонентов электрогенератора:
(1) Двигатель 
(2) Синхронный генератор (или генератор переменного тока)
(3) Система подачи топлива
(4) Регулятор напряжения
(5) Система выпуска и охлаждения двигателя
(6) Система смазки
(7) Зарядное устройство
(8) Панель управления
(9) Основная сборка / Конструкция

(1) Двигатель электростанции

Двигатель является источником подачи механической энергии миниэлектростанции. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной мощности, которую генератор может производить. Есть несколько факторов, которые нужно обязательно знать при оценке двигателя вашего генератора.

(а) вид используемого топлива – двигатели электростанции работают на различном топливе, таких как дизельное топливо, бензин, пропан или природный газ. Чаще всего маленькие генераторы для дома работают на бензине, тогда как большие промышленные Электростанции на дизельном топливе, жидком пропане, природном газе или пропановом газе. Определенные двигатели также могут работать на двух видах топлива таких как дизельное топливо и газ.

(b) двигатели с верхним расположением клапанов OHV – такие двигатели отличаются от других тем что, впускные и выпускные клапаны у них расположены в верхушке (головке) цилиндра двигателя, а не на блоке цилиндров. Двигатели с верхним расположением клапанов более дорогие, но имеют некоторые преимущества перед другими двигателями:

- компактный дизайн 
- более простой механизм работы 
- долговечность
- удобный для пользования в работе 
- низкий уровень шума во время работы 
- низкий уровень выбросов 

(с) чугунная гильза в цилиндре двигателя – это своего рода подкладка в цилиндре двигателя. Она сокращает изнашивание и обеспечивает долговечность двигателя. Большинство двигателей с верхним расположением клапанов оснащены такой гильзой в цилиндре, но все равно необходимо проверять это в двигателе. Чугунная гильза не дорога, но играет очень важную роль в долговечности двигателя, особенно если вам необходимо часто использовать генератор.

(2) Синхронный генератор 

Синхронный генератор (или генератор переменного тока) является частью электростанции, который вырабатывает электрическую мощность от механической, подаваемой двигателем. Он содержит в себе неподвижные и подвижные детали, монтированные в корпус. Компоненты работают вместе, вызывая тем самым относительное движение между магнитными и электрическими полями, что в свою очередь вырабатывает электроэнергию.

(а) Ротор – это подвижная деталь, которая создает вращающееся магнитное поле одним из таких трех способов: 

(i) индукцией – известен как синхронный бесщеточный генератор и обычно используется в больших генераторах.
(ii) Постоянными магнитами – зачастую используется в маленьких генераторах 
(iii) С помощью задающего генератора (возбудителя) – задающий генератор является маленьким источником постоянного тока, который активизирует ротор через сборку токопроводящих контактных колец и щеток.

Ротор вырабатывает движущееся магнитное поле вокруг статора, которое вызывает разность напряжений между обмоткой статора. Это создает переменный ток на выходе генератора. 

Вот следующие факторы, которые нужно знать при оценке синхронного генератора

(а) металлический или пластиковый корпус – металлический дизайн обеспечит долговечность генератора. Пластиковый корпус деформируется со временем из-за чего его движущиеся части могут подпадать под негативное воздействие внешних факторов. Это может вызвать изнашивание и что еще важно опасность для пользователя. 
(b) шариковый или игольчатый подшипник – предпочтение отдается шариковым подшипникам, тем более что они будут дольше вам служить. 
(c) бесщеточный генератор – синхронный генератор, который не использует щетки, требует меньшего технического обслуживания и также производит более чистую энергию. 

(3) Система подачи топлива 

Топливный бак обычно имеет достаточную способность поддерживать электрогенератор в рабочем состоянии от 6 до 8 часов в среднем. В случае если минигенератор, топливный бак крепится на верхней части корпуса электростанции. Для промышленного применения необходимо устанавливать наружный топливный бак. 

Представляем вам следующие характеристики системы подачи топлива:

(а) соединение трубопроводов от топливного бака к двигателю – линия питания направляет топливо от бака к двигателю и обратный провод направляет топливо от двигателя к баку.
(b) вентиляционная труба для топливного бака – топливный бак имеет вентиляционную трубу для предотвращения повышения давления во время повторного заполнения или слива топливного бака. Когда вы заполняете бак, обеспечьте контакт металлических поверхностей между соплом наполнителя и топливным баком для избежания искр. 
(с) сливное соединение от топливного бака к дренажной трубе – это необходимо для того, чтобы при любом сливе во время повторного заполнения бака не случилась утечка жидкости на генераторной установке. 
(d) топливный насос – он перемещает топливо от основного бака-хранилища до бака периодического действия (временного бака). Топливный насос как правило имеет электропривод.
(е) топливный водный разделитель / топливный фильтр – он отделяет воду и неизвестные вещества с топливной жидкости для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения. 
(f) топливный инжектор – он автоматизирует топливную жидкость и распыляет необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя. 

(4) Регулятор напряжения AVR

Эта составляющая регулирует выходное напряжение генератора. Далее будет описаны компоненты регулятора напряжения, которые занимают неотъемлемую часть в его работе.

(1) Регулятор напряжения: изменение переменного напряжения в постоянный ток – регулятор напряжения берет на себя малую часть выходного переменного напряжения и конвертирует его в постоянный ток. Регулятор напряжения затем подает постоянный ток на вторичную обмотку в статоре, известному как возбудитель обмотки (или обмотка задающего генератора).
(2) Возбудитель обмотки: изменение постоянного тока в переменный – возбудитель обмотки функционирует так же, как и основная обмотка статора и генерирует небольшое количество переменного тока. Возбудитель обмотки связан с таким понятием как вращающийся выпрямитель тока.
(3) Вращающийся выпрямитель тока: изменение переменного тока в постоянный – он выпрямляет переменный ток, который генерируется возбудителем обмотки, и конвертирует его в постоянный ток. Этот постоянный ток в свою очередь подается на ротор для создания электромагнитного поля в дополнение к вращающемуся магнитному полю ротора.
(4) Ротор: изменение постоянного тока в переменное напряжение – ротор индуцирует большое количество переменного напряжения через обмотку статора, которую генератор производит как большое количество выходного переменного напряжения.

Этот цикл происходит до тех пор, пока генератор начинает вырабатывать выходное напряжение, соответствующее его полной работоспособности. Когда производительность (или выходная мощность) генератора увеличивается, регулятор напряжения вырабатывает меньше постоянного тока. Если генератор достигает полной рабочей мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и вырабатывает достаточно постоянного тока для поддержания выходной мощности генератора на полном рабочем уровне.

При добавлении нагрузки на электростанцию, его выходное напряжение немного уменьшается. Это побуждает регулятор напряжения начать действовать. Цикл продолжается до тех пор, пока выходная мощность генератора не увеличиться до ее первоначальной работоспособности.

(5) Система выхлопа и охлаждения двигателя электростанции

(а) Система охлаждения электрогенератора
Продолжительное использование миниэлектростанции приводит к тому, что различные его компоненты нагреваются. Поэтому в таком случае необходимо иметь охлаждающую и вентиляционную систему для прекращения нагрева. Вода иногда используется как охлаждающая жидкость для генераторов, но это ограничивается определенными ситуациями, например, когда у вас маленький генератор для дачи или городских условий или очень большой генератор около 2250 кВт и т.д.
Водород иногда может использоваться как охладитель для обмотки статора в больших электростанциях, так как он более эффективно поглощает тепло. Водород убирает тепло от генератора и переносит его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, который имеет деминирализованную воду как охлаждающая жидкость. Вот почему рядом с большими генераторами и маленькими электростанциями всегда находится большая охлаждающая башня (или стояк). Для всех других использований, как на предприятии, так и в жилых условиях, стандартный радиатор и вентилятор устанавливаются на генератор и работают в основном как охлаждающая система. Очень важно проверять уровень охлаждения генератора каждый день. Охлаждающая система и помпа с неочищенной водой должны промываться каждые 600 часов и теплообменник также должен очищаться каждые 2400 часов работы мини генератора. Генератор должен быть помещен в открытую и проветриваемую область. По национальным правилам установки оборудования устанавливается, что минимальное расстояние по сторонам генератора должно быть равно 3 футам для обеспечения свободного потока свежего воздуха.

(b) Система выхлопа
 Отработаный газ, выпущенный генератором, содержит в себе высокотоксичные химикаты, с которые нужно надлежащим образом отвести. Поэтому необходимо установить соответствующую вытяжную систему для ликвидации отработаных газов. Иногда люди даже и не думают об этом, хотя отравление угарным газом остается одним из самых распространенных случаев смертей. Вытяжные трубы чаще всего изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть автономными и не должны поддерживаться двигателем генератора. Чаще всего выхлопные трубы прикрепляются к двигателю с использованием гибких соединителей для минимизации вибраций и предотвращения разрушения вытяжной системы генератора. Вытяжные трубы заканчиваются на открытом воздухе и ведут от дверей, окон и других открывающихся приспособлений, к дому или другому строению. Вы должны быть уверены, что вытяжная система вашего генератора не соединена с другим оборудованием.

(6) Система смазки

Так как генератор состоит из движущихся частей в его двигателе, необходимо смазывание для обеспечения длительности срока службы и плавной обработки на долгое время. Двигатель мини-электростанции смазывается маслом, которое находится в помпе. Необходимо проверять уровень смазывающего масла каждые 8 часов работы генератора. Кроме этого в проверке нуждается любая утечка масла и его изменения каждые 500 часов работы бензогенератора.

(7) Зарядное устройство

Запуск генератора изначально производится от аккумулятора. Зарядное устройство сохраняет батарею генератора заряженной, снабжая ее точным «плавающим» напряжением. Если такое напряжение очень низкое, батарея останется незаряженной. Если напряжение очень высокое, оно сократит срок работы батареи. Зарядные устройства обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Также такие устройства полностью автоматизированы и не требуют каких-либо корректировок или изменений в параметрах. Постоянное выходное напряжение зарядного устройства устанавливается на 2.33 Вольт на ячейку, что является точным напряжением для свинцово-кислотной батареи. Зарядное устройство имеет отдельное постоянное напряжение, что препятствует нормальному функционированию электрогенератора.

(8) Панель управления электростанцией

Это пользовательский интерфейс портативной электростанции и он содержит положения об элементах управления. Разные производители предлагают разные панели управления для генераторов. Описание некоторых из них рассмотрим подробней.
(а) электрическое включение и выключение – такие панели управления автоматически включают ваш генератор во время прекращения подачи электроэнергии, следят за электростанцией во время ее работы и автоматически выключают ее, когда она больше не нужена.
(b) механическое устройство прибора (датчик) – различные приборы указывают на важные параметры, таки как давление масла, температура охлаждения, напряжение батареи, скорость вращения двигателя и длительность работы. Непрерывный контроль таких параметров позволяет автоматически выключить генератор, если один из них превысит свои показатели.
(с) датчики мини генератора – панель управления также имеет датчики для измерения выходного тока и напряжения и рабочей частоты.
(d) другие виды контроля – фазовый селекторный переключатель, переключатель частоты, и переключатель управления двигателем (ручной режим или авто режим) и др.

(9) Рама / Корпус

Все генераторы, переносные или стационарные, имеют установленную под заказ раму или корпус, который обеспечивает основную поддержку.

Использование генераторов для промышленного и бытового применения

Хотя основной принцип работы генерирования электроэнергии остается практически одинаковым для всех генераторов, механизм включения питания устройства при использовании электрической мощности, отличается в разных системах.

Переносной генератор

Такие генераторы обычно используются для бытовых целей, когда нужно подключить несколько домашних приборов во время отключения подачи электроэнергии или на строительных площадках, где отсутствует источник электрической энергии и необходимо подключить различные строительные приборы. В таких случаях обычно необходима мощность электрогенератор по крайней мере 4 кВт.

Использование удлинителя:
Одним из наиболее экономичных путей является обеспечение электроснабжения во время отсутствия подачи электроэнергии через использование удлинителя для прямого соединения переносного генератора с теми устройствами, которые вы хотите подключить.
Использование сетевого переключателя:
Безопасным путем при использовании переносного генератора для дома является использование сетевого переключателя мощности, который установлен и соединен с основной электрической сетью вашего дома. Такой выключатель способен переключаться от основного источника питания, зачастую это городская электросеть, к вторичному или даже третичному источнику питания, такому как генератор, когда питание от основного источника прерывается. Ручные переключатели работают через непосредственное управление или через использование удаленного пульта управления. Во время отсутствия электроэнергии переключатель перекидывает питание от второстепенных источников питания и подключает ее к генератору.
В таких случаях мини-генератор может быть присоединен к панели через удлинитель. Электрическая мощность от генератора может подаваться через основной автоматический выключатель и использоваться для необходимых областей. Критические и некритические электроприборы могут быть сгруппированы индивидуально таким образом, что переносный минигенератор будет обслуживать только необходимые приборы. Изолируя линию питания от питания генератора, вы также устраняете риск «обратной связи». Такой является поток электрической мощности от миниэлектростанции в линию питания, что может быть фатальным для электриков, работающих над линией питания во время отсутствия электроэнергии.

Резервный генератор

Переносные генераторы не практичны, так как они могут обслуживать только несколько приборов. Аварийная резервная система может использоваться для поставки мощности на весь дом, а не только на отдельные приборы, и может даже сохранять рабочими кондиционеры во время отсутствия электроэнергии. Также вы можете выбрать меньшие резервные блоки для обеспечения работы только некоторых приборов, таких как холодильник, свет и вентиляторы. Обычно такие устройства колеблются в потреблении от 6 кВт до 40 кВт.

Использование автоматического ввода резерва:
Резервные генераторы обычно устанавливаются вне дома и подсоединяются к основной электрической сети через автоматический переключатель. Система автоматически возобновляет питание в доме в пределах 20 секунд после отключения такого питания без какого-либо ручного вмешательства.

Коммерческий резервный генератор / Промышленные электростанции

Промышленные генераторы используются на коммерческих предприятиях, таких как офисы, производственные фабрики, добыча полезных ископаемых, больницы и др., которые просто не могут позволить себе риск нарушения непрерывности работы во время отсутствия электроэнергии. Зачастую промышленные электростанции – это стационарная установка, которая производит от 50 до 200 кВт мощности. Большинство маленьких и бытовых генераторов являются однофазными (120 Вольт), но коммерческие генераторы практически всегда трехфазные (120, 240 или 480 Вольт).

Использование автоматического ввода резерва:
Также как и бытовые резервные мини генераторы, коммерческие резервные электростанции подключены к электрической сети здания через автоматический переключатель и активизируются автоматически во время отсутствия электроэнергии. Они специально сконструированы так, что переключение между первичным и вторичным источником питания занимает долю секунды и позволяет без замедлений обеспечивать необходимые устройства электроэнергией.

Google

Найден способ получения электроэнергии из дождевой воды

https://ria.ru/20200217/1564877667.html

Найден способ получения электроэнергии из дождевой воды

Найден способ получения электроэнергии из дождевой воды - РИА Новости, 17.02.2020

Найден способ получения электроэнергии из дождевой воды

Ученые разработали новый метод получения электроэнергии из капель дождя. Благодаря предложенным усовершенствованиям им удалось добиться невероятной... РИА Новости, 17.02.2020

2020-02-17T15:43

2020-02-17T15:43

2020-02-17T15:43

наука

физика

химия

открытия - риа наука

гонконг

китай

сша

энергетика

экология

/html/head/meta[@name='og:title']/@content

/html/head/meta[@name='og:description']/@content

https://cdn22.img.ria.ru/images/149540/62/1495406286_0:138:2000:1263_1920x0_80_0_0_3f6e96c4f9e0cee44265e6375c49888c.jpg

МОСКВА, 17 фев — РИА Новости. Ученые разработали новый метод получения электроэнергии из капель дождя. Благодаря предложенным усовершенствованиям им удалось добиться невероятной эффективности: энергии одной дождевой капли хватает, что бы зажечь 100 светодиодных ламп. Описание приведено в журнале Nature.Попытки получать энергию из падающих с неба дождевых капель делались давно, но все они упирались в мощность генератора, которая оказывалась слишком малой. В новом исследовании китайские инженеры в сотрудничестве с американскими коллегами предлагают новый интерфейс энергогенерирующей установки, при котором мощность генератора существенно увеличивается.Капли дождя, падая на поверхность пластин генератора, создают водяной мост между алюминиевым электродом и электродом из оксида индия и олова. Образуется замкнутый контур, в котором может высвобождаться энергия. Идея разработчиков заключалась в том, чтобы накрыть поверхность генератора пленкой из политетрафторэтилена (ПТФЭ), которая способна накапливать поверхностный заряд при непрерывном попадании капель воды, пока он не достигнет насыщения. В подобном устройстве капли действуют как резисторы, а поверхностное покрытие — как конденсатор.Хотя проводимые ранее эксперименты с каплями воды также демонстрировали возможность преобразовывать их энергию в электричество, авторы пишут, что мгновенная мощность, создаваемая их генератором с покрытием, оказалась в тысячи раз выше, чем в предыдущих подходах, в которых отсутствовало покрытие.Прототип для практического применения будет готов в ближайшие пять лет, обещают ученые. В перспективе можно будет получать энергию от капель дождя, попадающих на любую поверхность — крышу дома, корпус лодки или купол зонта, от которого можно будет заряжать телефон. А для регионов, где в определенное время года идут сильные дожди, такой способ получения энергии из природного возобновляемого источника может быть весьма перспективным."Наше исследование показывает, что капля объемом 100 микролитров воды, падающая с высоты 15 сантиметров, может генерировать напряжение свыше 140 вольт, а за счет ее мощности могут питаться 100 небольших светодиодных ламп", — приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования Ван Цуанкая (Zuankai Wang), инженера из Городского университета Гонконга."Значимость этой технологии заключается в существенно увеличенной электрической мощности на каждую каплю дождя, которая делает устройство намного более эффективным для преобразования энергии из падающей капли в электричество", — говорит еще один участник исследования, химик Сяо Чен Цзэн (Xiao Cheng Zeng) из Университета Небраски-Линкольна (США).Технология, предложенная авторами, является универсальной для получения энергии из любой воды, не обязательно дождевой. Ее можно использовать и в замкнутых резервуарах или трубах."Наш дизайн является общим, что означает, что его можно усовершенствовать, чтобы собирать энергию водяных волн и даже замкнутой воды внутри трубы. Для этого не нужно использовать падающую каплю", — говорит Ван.Авторы отмечают, что у их технологии есть еще нерешенные вопросы, один из них — коррозия электродов. Но за пять лет, которые отведены проектом на разработку промышленного образца, ученые планируют устранить эти препятствия.Исследователи надеются, что предложенный ими метод использования дождевой воды для выработки электроэнергии станет важным шагом в направлении энергоэффективности и экологически чистой энергетики.

https://ria.ru/20190326/1552093195.html

https://ria.ru/20190912/1558378000.html

гонконг

китай

сша

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/149540/62/1495406286_67:0:1934:1400_1920x0_80_0_0_52a22dfd5618ae364e5facb9669438e1.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

физика, химия, открытия - риа наука, гонконг, китай, сша, энергетика, экология

МОСКВА, 17 фев — РИА Новости. Ученые разработали новый метод получения электроэнергии из капель дождя. Благодаря предложенным усовершенствованиям им удалось добиться невероятной эффективности: энергии одной дождевой капли хватает, что бы зажечь 100 светодиодных ламп. Описание приведено в журнале Nature.

Попытки получать энергию из падающих с неба дождевых капель делались давно, но все они упирались в мощность генератора, которая оказывалась слишком малой. В новом исследовании китайские инженеры в сотрудничестве с американскими коллегами предлагают новый интерфейс энергогенерирующей установки, при котором мощность генератора существенно увеличивается.

Капли дождя, падая на поверхность пластин генератора, создают водяной мост между алюминиевым электродом и электродом из оксида индия и олова. Образуется замкнутый контур, в котором может высвобождаться энергия. Идея разработчиков заключалась в том, чтобы накрыть поверхность генератора пленкой из политетрафторэтилена (ПТФЭ), которая способна накапливать поверхностный заряд при непрерывном попадании капель воды, пока он не достигнет насыщения. В подобном устройстве капли действуют как резисторы, а поверхностное покрытие — как конденсатор.

Хотя проводимые ранее эксперименты с каплями воды также демонстрировали возможность преобразовывать их энергию в электричество, авторы пишут, что мгновенная мощность, создаваемая их генератором с покрытием, оказалась в тысячи раз выше, чем в предыдущих подходах, в которых отсутствовало покрытие.

Прототип для практического применения будет готов в ближайшие пять лет, обещают ученые. В перспективе можно будет получать энергию от капель дождя, попадающих на любую поверхность — крышу дома, корпус лодки или купол зонта, от которого можно будет заряжать телефон. А для регионов, где в определенное время года идут сильные дожди, такой способ получения энергии из природного возобновляемого источника может быть весьма перспективным.

26 марта 2019, 09:03НаукаУченые нашли быстрый способ получать материалы "новой энергетики"

"Наше исследование показывает, что капля объемом 100 микролитров воды, падающая с высоты 15 сантиметров, может генерировать напряжение свыше 140 вольт, а за счет ее мощности могут питаться 100 небольших светодиодных ламп", — приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования Ван Цуанкая (Zuankai Wang), инженера из Городского университета Гонконга.

"Значимость этой технологии заключается в существенно увеличенной электрической мощности на каждую каплю дождя, которая делает устройство намного более эффективным для преобразования энергии из падающей капли в электричество", — говорит еще один участник исследования, химик Сяо Чен Цзэн (Xiao Cheng Zeng) из Университета Небраски-Линкольна (США).

Технология, предложенная авторами, является универсальной для получения энергии из любой воды, не обязательно дождевой. Ее можно использовать и в замкнутых резервуарах или трубах.

"Наш дизайн является общим, что означает, что его можно усовершенствовать, чтобы собирать энергию водяных волн и даже замкнутой воды внутри трубы. Для этого не нужно использовать падающую каплю", — говорит Ван.

Авторы отмечают, что у их технологии есть еще нерешенные вопросы, один из них — коррозия электродов. Но за пять лет, которые отведены проектом на разработку промышленного образца, ученые планируют устранить эти препятствия.

Исследователи надеются, что предложенный ими метод использования дождевой воды для выработки электроэнергии станет важным шагом в направлении энергоэффективности и экологически чистой энергетики.

12 сентября 2019, 09:00НаукаУченые подошли к пониманию природы космических лучей сверхвысоких энергий

Гидроэлектроэнергия: как это работает

• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы водопользования •

Падающая вода производит гидроэлектроэнергию.

Кредит: Управление долины Теннесси

Так как же нам получить электричество из воды? Фактически, гидроэлектростанции и угольные электростанции производят электроэнергию одинаковым образом. В обоих случаях источник энергии используется для вращения пропеллероподобной детали, называемой турбиной, которая затем вращает металлический вал в электрическом генераторе, который является двигателем, вырабатывающим электричество.На угольной электростанции пар вращает лопасти турбины; тогда как гидроэлектростанция использует падающую воду для вращения турбины. Результаты такие же.

Взгляните на эту диаграмму (любезно предоставленную Управлением долины Теннесси) гидроэлектростанции, чтобы увидеть подробности:

Теория состоит в том, чтобы построить плотину на большой реке , которая имеет большой перепад высот (в Канзасе или Флориде не так много гидроэлектростанций). Плотина хранит много воды за собой в резервуаре .У подножия стены дамбы находится водозабор. Гравитация заставляет его проваливаться через напорный водовод внутри дамбы. В конце напорного водовода находится пропеллер турбины, который вращается движущейся водой. Вал турбины идет вверх в генератор, который производит мощность. К генератору подключены линии электропередач, по которым электричество доставляется в ваш дом и в мой. Вода проходит мимо гребного винта через отводной канал в реку мимо плотины. Кстати, играть в воде прямо под плотиной, когда выходит вода, - не лучшая идея!

Турбина и генератор вырабатывают электроэнергию

Схема гидроэлектрической турбины и генератора.

Источник: Инженерный корпус армии США

Что касается того, как работает этот генератор, Инженерный корпус объясняет это следующим образом:
«Гидравлическая турбина преобразует энергию проточной воды в механическую энергию. Гидроэлектрический генератор преобразует эту механическую энергию в электричество. Принцип работы генератора основан на На принципах, открытых Фарадеем, он обнаружил, что когда магнит проходит мимо проводника, он заставляет течь электричество.В большом генераторе электромагниты создаются за счет циркуляции постоянного тока через петли из проволоки, намотанные на стопки пластин из магнитной стали. Они называются полевыми полюсами и устанавливаются по периметру ротора. Ротор прикреплен к валу турбины и вращается с фиксированной скоростью. Когда ротор вращается, он заставляет полюса поля (электромагниты) проходить мимо проводников, установленных в статоре. Это, в свою очередь, вызывает прохождение электричества и повышение напряжения на выходных клеммах генератора."

Гидроаккумулятор: повторное использование воды для пиковой потребности в электроэнергии

Спрос на электроэнергию не «плоский», а постоянный. Спрос повышается и понижается в течение дня, и в ночное время потребность в электричестве в домах, на предприятиях и других объектах снижается. Например, здесь, в Атланте, штат Джорджия, в 17:00 в жаркий августовский выходной день можно поспорить, что существует огромный спрос на электроэнергию для работы миллионов кондиционеров! Но 12 часов спустя, в 5:00 ... не так уж и много.Гидроэлектростанции более эффективны в обеспечении пиковой потребности в энергии в течение коротких периодов времени, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе и атомные электростанции, и один из способов сделать это - использовать «гидроаккумулирующие станции», которые повторно используют одну и ту же воду более одного раза.

Насосный накопитель - это метод сохранения воды в резерве на период пиковой нагрузки за счет перекачки воды, которая уже прошла через турбины, в резервный бассейн над электростанцией в то время, когда потребность потребителей в энергии низка, например, во время полночь.Затем воде позволяют течь обратно через турбогенераторы в периоды, когда потребность высока и на систему ложится большая нагрузка.

Гидроаккумулятор: повторное использование воды для пикового спроса на электроэнергию

Резервуар действует как батарея, накапливая энергию в виде воды, когда потребности в ней низкие, и вырабатывая максимальную мощность в периоды суточных и сезонных пиковых нагрузок. Преимущество гидроаккумулирующего оборудования заключается в том, что гидроагрегаты могут быстро запускаться и быстро регулировать производительность.Они работают эффективно при использовании в течение одного или нескольких часов. Поскольку гидроаккумулирующие резервуары относительно малы, затраты на строительство, как правило, невысоки по сравнению с обычными гидроэнергетическими сооружениями.

Лучшие гидроэлектрические генераторы

Если вы ищете надежную, чистую, мощную электроэнергию, то приобретение одного из лучших гидроэлектрических генераторов может быть ответом. Использование энергии движущейся воды вряд ли является новой концепцией. От древних цивилизаций, использующих водяные колеса до огромной плотины Гувера, люди использовали этот источник энергии на протяжении тысячелетий.

Благодаря современным технологиям, вы можете легко стать частью истории (и будущего) с собственным гидроэлектрическим генератором на заднем дворе .

Если вам посчастливилось иметь ручей или реку , протекающие через вашу собственность, у вас есть множество вариантов. Однако, если на вашей территории нет водоема, не волнуйтесь! Есть возможности использовать энергию движущейся воды, где бы она ни находилась. Это может быть даже труб , которые проходят через ваш дом.

6 лучших гидроэлектрических генераторов

Лучший в целом: Scott Hydroelectric Turbine Generator

  • Вт: 1500 Вт
  • Тип: Гидрогенератор с перекрестным потоком турбины
  • Основные моменты: Отличное качество сборки, низкие эксплуатационные расходы и хорошее энергопотребление при относительно низком напоре
  • Не так: Эти устройства довольно дорогие и, как правило, предназначены для людей, которые хотят полностью отключиться от сети.

Гидроэлектрические генераторы Скотта - действительно одни из лучших гидроэлектрических генераторов в мире.Они невероятно подходят для потребностей и средств среднего домовладельца.

Эти единицы довольно дорогие , если сравнивать их с другими генераторами аналогичных характеристик. Однако они сделаны очень хорошо и просты в использовании для начинающего энтузиаста.

Генераторы также могут включать батареи , контроллеры заряда, инверторы и многое другое. Это отлично подходит для тех, кто не знает, что и как получить.

Этот блок включает в себя все, что вам нужно, чтобы начать выкачивать чистую энергию.Это делает этот генератор настоящим победителем в плане удобства и выгодной сделки.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты только хвалят эти генераторы. Они впечатлены простотой установки .

Генераторы в основном не требуют технического обслуживания, что является ключевым моментом. Также рецензенты высоко оценили способность генераторов работать с низким напором.

Scott Hydroelectric предлагает своим клиентам услуг и консультаций на постоянной основе.Рецензенты много говорили о том, насколько это было полезно для их установок. Это потому, что такая установка может быть сложной для неопытного новичка.

Особенности и соображения

Эти блоки рассчитаны на 1500 Вт , но способны производить 200 Вт при правильных условиях. Этого достаточно для среднего дома.

В генераторе используется турбина с крестообразной головкой. Это отлично подходит для мест с низким расходом воды.Генераторы Скотта хорошо подходят для различных областей и ландшафтов по сравнению с другими генераторами в своем классе.

Гидрогенераторы имеют только два вращающихся компонента. Они работают тихо , что делает их менее надоедливыми, когда они расположены рядом с домом.

Генератор поставляется в виде готового, укомплектованного агрегата . Это устраняет большую часть технической работы, которую необходимо выполнить обычному домовладельцу для установки.

Тем не менее, рекомендуемые технические характеристики для этого генератора для работы с полной эффективностью - высота напора 25 футов или номинальное давление 9 фунтов на квадратный дюйм .Это может исключить некоторых домовладельцев, которые, к сожалению, не могут оказать такое давление на свою собственность.

Агрегаты производятся и продаются в США. Таким образом, вы можете легко связаться с компанией за советом и помощью, если у вас возникнут какие-либо вопросы по установке.

Посмотреть цену на Ebay

Второе место: водяной турбогенератор SAVEMORE4U

  • Вт: 10 Вт
  • Тип: Внутритрубный микрогидрогенератор
  • Основные моменты: Супер дешевый и простой в установке
  • Не так: С помощью этого продукта можно произвести очень небольшое количество энергии

Микрогенератор с водяной турбиной SAVEMORE4U разработан для использования в трубопроводе водопроводной системы среднего домохозяйства или на любом участке, где есть трубы подходящего размера.Это устройство обманчиво простое: турбина генератора вращается, когда вода течет по трубе, производя электричество.

Хотя маловероятно, что вы сможете удовлетворить потребности своего дома в электроэнергии с помощью только этого небольшого генератора, концепция очень интересна, и рекуперация энергии из таких доступных источников - удобная идея. Стоимость этого продукта довольно низкая, и его довольно легко установить, что делает его жизнеспособным практически для всех, кто хочет быть более экологичным.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты в целом остались довольны изящным маленьким устройством. Тем не менее, у некоторых есть жалобы на то, насколько мал диаметр впускной трубы, которая подается в генератор, поскольку иногда это затрудняет получение достаточного потока.

Некоторые обозреватели также говорили о необходимости приобретения блокирующего диода, чтобы использовать мощность от генератора. Поскольку блок не поставляется с блокирующим диодом , это может быть дополнительной головной болью для источника и установки для тех, кто технически не склонен.

Особенности и соображения

Крошечный генератор может производить очень небольшое количество энергии всякий раз, когда вода течет по трубе, к которой он прикреплен. Простым и эффективным применением было бы подключение нескольких из этих генераторов к трубам с высоким расходом, например к тем, которые ведут к душевым или ирригационным системам.

Это позволит генераторам вносить свой вклад в зарядку аккумуляторного блока, который питает дом, в то время как основные источники могут быть от ветряных или солнечных батарей .

Трубы, обеспечивающие наибольшую мощность, можно найти внутри и вокруг дома, например, душевые трубы, ирригационные линии и водопроводы, входящие в водогрейные котлы или нагреватели. Еще одно применение, которое было предложено, - это установка светильников на садовые шланги для полива хорошо освещенного сада в ночное время.

В конечном счете, это фантастическое маленькое устройство - отличная концепция, которая, вероятно, станет намного более популярной в системах рекуперации энергии, которые находят свое применение в секторе возобновляемых источников энергии .

Посмотреть цену на Amazon

Лучшее для кемпинга: Портативный источник питания Waterlily USB

  • Вт: 15 Вт
  • Тип: Портативное устройство для кемпинга / походов
  • Основные моменты: Прочное портативное устройство, способное надежно заряжать устройства
  • Не так: Требуется приличный поток воды для правильной зарядки устройств

Waterlily - это компактная переносная гидроэлектрическая турбина , предназначенная в основном для людей на открытом воздухе.Все, что для этого нужно, - это движущийся водоем, такой как река или ручей. Как только он заработает, вы можете подключить устройство, которое хотите зарядить.

Компания утверждает, что устройство способно генерировать до 360 ватт-часов энергии в день, и это число, над которым не стоит смеяться. Это делает Waterlily лучше, чем солнечная панель мощностью 100 Вт или эквивалентная ей . Если вы заядлый любитель активного отдыха, которому нужна надежная зарядка, это устройство может стать решением ваших проблем с питанием.

Конструкция прочная и долговечная и не похоже, что она сломается после столкновения с несколькими камнями во время сильного течения. Интересным применением этого устройства является буксировка его за лодками, движущимися с малой скоростью, для выработки электроэнергии. Универсальность кувшинки делает ее незаменимой в любой поездке на природу.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты были очень довольны превосходным качеством и прочной конструкцией Waterlily .Они также похвалили Waterlily за способность заменять тяжелые батареи, необходимые при поездках на улицу. Это хорошее свидетельство того, какое количество энергии способно производить устройство.

Некоторые рецензенты, однако, отметили, что лопасти турбины требуют довольно сильной силы воды для выработки энергии. Это может затруднить использование в медленно движущихся ручьях или реках. Некоторые обозреватели также отметили, что габариты и вес устройства были немного громоздкими при рассмотрении возможности переноски устройства в рюкзаке.

Особенности и соображения

Главным преимуществом этого устройства является его портативность и простота использования . Самым сложным из всего этого может быть поиск реки или ручья с достаточным течением, чтобы повернуть лопасти турбины. Однако, если вы путешествуете по местам, где их легко найти, это не должно быть проблемой.

Устройство может поставляться с сухим мешком для дождливой погоды или быстрой воды, которая может разбрызгивать оборудование. Это отличное дополнительное преимущество для тех, кто любит экстремальные занятия на свежем воздухе или беспокоится о том, чтобы повредить устройство во время путешествий.

Кувшинка выпускается в двух вариантах: версия USB и версия 12 В . В конечном счете, выбор устройств, которые вы можете заряжать, весьма разнообразен. Хотя он может не заряжать ноутбук, он, безусловно, может работать с телефонами или небольшой электроникой.

Следует отметить важную особенность: «Кувшинка» также может использоваться вне воды в качестве ветряной турбины, если нет воды и погода позволяет это. Кроме того, турбины могут быть с ручным приводом для выработки энергии, если нет ни движущейся воды, ни ветра.

Посмотреть цену на Amazon

Лучший универсальный комплект: WindZilla PMA Pelton Water Wheel Adapter

  • Вт: 350 Вт
  • Тип: Колесный гидроэлектрический генератор Pelton
  • High Points: Отличный комбинированный пакет по разумной цене для тех, кому требуется средний уровень мощности
  • Не так: Генератору по-прежнему потребуются некоторые технические ноу-хау, и он может быть не в состоянии самостоятельно удовлетворить потребности среднего дома в электроэнергии.

Генераторы WindZilla - это надежных, хорошо сделанных генераторов , которые подходят для питания среднего домашнего пользователя.Что хорошо в этом конкретном устройстве, так это то, что он поставляется с гладким 8-дюймовым колесом Pelton и адаптером, так что он почти готов к работе прямо из коробки.

Колесо Pelton, конструкция отлично подходит для определенных настроек, и удобство отсутствия уже подключенной турбины невозможно переоценить.

Колесо Пелтона отлично подходит для выработки энергии, поскольку это наиболее эффективная конструкция гидроэлектрических генераторов. Фактически, КПД в 90% фактически считается довольно низким для колесной системы Пелтона.

Эти системы разработаны для мест, которые могут обеспечивать потоки воды с высоким напором ( высокое давление ), что может сделать их неприменимыми для некоторых свойств. Однако им требуется очень мало воды .

Что говорят рецензенты?

Обозреватели впечатлены эффективностью генератора и его способностью производить достаточную мощность при низких оборотах. Некоторые обозреватели упоминали, что подшипники в генераторе имели слишком большое трение и временами выходили из строя.Это может вызвать проблемы в долгосрочной перспективе, но детали можно заменить, если они перегорят.

Приспособление для колес Pelton было признано отличным и получило похвалы за эффективность при низком давлении . Тот факт, что система поставляется с адаптером и уже прикрепленным колесом Пелтона, был сочтен рецензентами удобным. Фактически, это устраняет иногда обременительный процесс поиска и установки подходящей турбины.

Особенности и соображения

Эта установка WindZilla может использоваться как для производства гидроэлектроэнергии , так и с ветряной турбиной.Хотя к этому устройству прилагается колесо Пелтона, оно позволяет использовать генератор для эффективного использования энергии ветра, если это потребуется.

Генератор может производить 12 В при впечатляющих 540 об / мин и 24 В при 1080 об / мин , что делает его идеальным для использования в относительно небольших проектах.

Еще одна приятная особенность, о которой часто забывают, - это монтажная ножка , которая прилагается к устройству. Монтажная лапка позволяет легко прикрутить блок на место и запустить его.

Несмотря на то, что это устройство поставляется со многими необходимыми деталями, вы должны учитывать, что настройка иногда бывает более сложной, чем система колес Пелтона.

Система WindZilla требует создания воды под давлением за счет силы тяжести или каким-либо другим способом. Это может не быть проблемой для некоторых потребителей, которые находятся в нужном стечении обстоятельств, но могут быть неприменимы к другим.

Посмотреть цену на Ebay

Лучшее для больших объектов: гидроэлектрический генератор Jiangsu Naier

  • Вт: 2,000 Вт
  • Тип: Универсальный гидроэлектрический генератор
  • Основные моменты: Имеет потенциал для электроснабжения целых домашних хозяйств при правильной настройке и наличии условий.
  • Не-то: Требуются серьезные навыки самостоятельного изготовления и немного технических ноу-хау, чтобы заставить этот генератор производить мощность.

Этот мощный генератор является основным оборудованием, которое вам понадобится, чтобы начать производить серьезную энергию для вашего дома.Чтобы в полной мере использовать возможности этого продукта, вам потребуется доступ к приличному потоку воды на вашем участке.

Когда этот поток воды направляется и используется для толкания турбин, подключенных к генератору, может быть произведено большое количество энергии.

Генераторная установка может быть оснащена множеством различных турбин, которые можно использовать для использования мощности водяной системы, которая у вас есть. Тип настройки, необходимый для получения максимальной отдачи от устройства, будет зависеть от условий вашей собственности.

Однако устройство универсально и может быть адаптировано к широкому диапазону систем . Тот факт, что эти генераторы являются безредукторными, с системами прямого привода, позволяет им иметь фантастический срок службы, который, по заявлению компании, может составлять более 20 лет.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты, кажется, в целом довольны универсальностью и надежностью этого устройства . Компания Jiangsu Naier заработала репутацию производителя высококачественных генераторов, которые имеют большой срок службы и не требуют минимального обслуживания.Хотя эти генераторы обычно используются для выработки энергии ветра, пользователи обнаружили, что эти устройства отлично подходят для применения в гидроэнергетике.

Большинство обозревателей добились успеха, используя конструкцию колеса Пелтона, но возможности генератора на низких оборотах позволяют ему хорошо адаптироваться и к другим конструкциям. В целом рецензенты пришли к единому мнению, что главными достоинствами этих устройств являются надежность и универсальность.

Особенности и соображения

Гидрогенератор Jiangsu Naier Hydro Generator - это 3-фазный генератор с постоянными магнитами , который требует подключения системы, которая использует энергию движущейся воды, которую вы будете использовать.Это может быть что-то простое, например водяное колесо, или более сложная и эффективная система.

Некоторым пользователям может потребоваться помощь профессионала для эффективной установки этого устройства, но если вы думаете, что справитесь с этой задачей, перспектива полного отключения от сети становится еще более реальной при использовании такого генератора.

Эти блоки блистают своей способностью работать в жарких условиях благодаря алюминиевой раме , которая очень эффективно рассеивает тепло.Генератор также примерно на , на 30% легче , чем большинство других устройств своего размера, что упрощает обращение с ним и упрощает работу при настройке. Несмотря на то, что устройство рассчитано на 2000 Вт, максимальная мощность может составлять 2500 Вт.

Посмотреть цену на Aliexpress

Для экономных: портативный микрогидрогенератор WZINTOP

  • Вт: 3,5 Вт
  • Тип: Внутритрубный микрогидрогенератор
  • High Points: Недорогое и незаметное устройство, рекуперирующее энергию движущейся воды в вашем доме
  • Не так: Не способен производить столько энергии по сравнению с другими микрогидрогенераторами внутри трубы

Невозможно переоценить удобство использования такого микрогенератора.Этот простой генератор можно присоединить к любой системе трубопроводов , где будет находиться движущаяся вода, и при прохождении воды через систему можно пассивно производить небольшое количество электроэнергии.

Это позволяет домовладельцам собирать энергию из очень маленьких водотоков на объектах недвижимости, которые в противном случае были бы бесполезны.

Компактный характер устройства позволяет ему генерировать энергию из любого источника воды, при условии, что эта вода может быть направлена ​​по трубе под достаточно приличным давлением, что делает его применение практически безграничным.

Этот продукт относится к тому же классу, что и водяной турбогенератор SAVEMORE4U, хотя WZINTOP уступает по мощности, которую он может производить. Однако он на дешевле и прочнее , чем другие аналогичные модели.

Что говорят рецензенты?

Рецензентам понравилась универсальность продукта. Некоторые обозреватели упомянули, что фитинги нестандартного размера и на меньше, чем кажутся на . В связи с этим вам могут потребоваться переходники для подключения этого генератора к водопроводу в зависимости от размера ваших труб.

Хотя эта единица только ненамного дешевле, чем другие, некоторые обозреватели, которые оснащали большие объекты множеством единиц, обнаружили, что общая экономия значительна при покупке больших партий.

Некоторые обозреватели обнаружили, что агрегаты выдержали довольно небольшое давление, прежде чем начали вырабатывать энергию. Это, вместе с малым диаметром впускной трубы, сделало их непригодными для использования в некоторых системах. Небольшие входные трубы также уменьшили общий поток воды, выходящей из трубы на другом конце для некоторых пользователей.

Особенности и соображения

Устройство представляет собой недорогое решение для рекуперации энергии из движущейся воды, которая уже присутствует в вашем доме. По сути, это устройство с низкими инвестициями и низкой окупаемостью, но, как говорится, каждая мелочь имеет значение при рассмотрении всей свободной энергии вокруг нас, которая может быть использована.

Эти агрегаты способны выдерживать более высокое давление, чем другие в своем классе, и это, вероятно, связано с их более громоздкой и прочной конструкцией.Средний срок службы этих устройств также немного лучше, чем у конкурентов в этом диапазоне.

Немного больший размер этих блоков делает их немного более громоздкими для установки в ограниченном пространстве, где часто встречаются трубы. Из-за этого препятствия, возможно, стоит проверить, хватит ли у вас места для установки этих устройств в трубопровод.

Посмотреть цену на Amazon

В начало

Полное руководство покупателя гидроэлектрических генераторов

На что обращать внимание на гидроэлектрический генератор

Перед тем, как выбрать гидроэлектрический генератор, важно сначала обдумать , как и где вы его будете использовать. .В зависимости от вашего использования у каждой модели и типа будет свой набор плюсов и минусов. Эти переменные помогут вам определить, какая модель вам подходит.

Гидроэнергетика - правильный выбор для вас?

Первое и главное требование гидроэнергетики - доступ к воде . Это очевидное требование, и в большинстве ситуаций производство гидроэлектроэнергии зависит от местоположения.

Вот несколько важных вопросов, которые следует задать себе, прежде чем инвестировать в единицу:

  • У вас есть река или ручей, протекающий через вашу собственность?
  • Будете ли вы ходить в поход по рекам или ручьям?
  • Сколько воды ежедневно проходит по трубам в вашем доме?

Если вам не повезло с рекой или ручьем, протекающим через вашу собственность, для вас все еще есть варианты, например, мини-гидрогенаторы , которые люди могут установить в домашнем водопроводе, или те, которые вы можете просто бросить в реки. пеший поход.

Хотя вы не сможете полностью отключиться от сети, используя некоторые из генераторов меньшего размера, у каждого есть возможность производить собственную гидроэлектроэнергию.

К какому источнику воды у вас есть доступ?

Водоем , к которому у вас есть доступ , будет определять, сколько энергии вы можете произвести. В целом, быстрые реки и ручьи являются наиболее подходящими вариантами. Когда дело доходит до производства приличного количества электроэнергии с помощью гидроэлектрических генераторов, вам нужно прежде всего иметь дело с двумя важными факторами:

Напор - это расстояние по вертикали. , на которое вода на вашем участке может падать, и в значительной степени определяет величину давления, которое вы сможете создать с помощью своей установки.По сути, чем больше создается давление, тем больше энергии можно произвести.

Вы рассчитываете напор, измеряя расстояние по вертикали, на которое вода может упасть на вашу территорию.

Один фут высоты падения воды равен 0,434 фунта на квадратный дюйм создаваемого давления. Сайты могут иметь классификацию высокого или низкого напора при определении величины давления, которое они могут создать.

Установка или любое место, где высота падения воды ниже футов высотой, скорее всего, сделает использование гидроэлектрического генератора непрактичным.

Вы измеряете расход как галлона в минуту , и это важный фактор в способности вашего объекта вырабатывать электроэнергию.

Есть много способов измерить поток, но один простой метод - перекрыть поток воды и направить его в емкость, объем которой вам известен. Затем вы можете легко измерить галлонов , которые поступают в контейнер за минуту.

Какую мощность вы хотите производить?

Существует несколько различных типов гидроэлектрических генераторов, и каждый из них имеет разную выходную мощность.Однако общее производство электроэнергии составляет , в зависимости от вашего источника воды .

После того, как вы определили напор и расход вашего источника воды, расчет потенциальной мощности, которую он будет производить, будет следующим:

Уравнение:

P th = ρ x q x g x h

Переменные:

P th = теоретически доступная мощность (Вт)

ρ = плотность (кг / м3) (~ 1000 кг / м3 для воды)

q = расход воды (м3 / с)

г = ускорение свободного падения (9.81 м / с2)

h = высота падения, напор (м)

Вы опытный специалист в области DIY с некоторыми инженерными знаниями?

Гидрогенераторы среднего размера иногда бывает сложно установить, а перенаправление водоема - непростая задача. Если вы не уверены в своих силах, чтобы развернуть систему и использовать ее в полной мере, этот вариант может оказаться для вас неприемлемым.

Было бы обидно узнать, что у вас нет надлежащих условий для производства электроэнергии после того, как вы потратили деньги на дорогой генератор.

Если у вас мало опыта, безопаснее всего использовать мини-гидроэлектрический генератор , который можно легко установить на свои трубы. Это менее сложно и требует меньших накладных расходов. В качестве альтернативы вы можете использовать портативную модель , которая не требует вообще никакой установки.

В начало

Критерии отбора: как мы оценили лучшие гидроэлектрические генераторы

На основе заданных нами критериев мы сузили конкурентный список вариантов, включив в него 6 лучших систем гидроэлектрических генераторов .

В нашем рейтинге особое внимание уделяется источникам воды, количеству энергии, которое может производить каждый тип устройства, и простоте установки. Мы также приняли во внимание технические ноу-хау среднего домовладельца.

Вт

Различия в количестве энергии, которую может произвести каждый из выбранных генераторов, могут быть большими, но эти генераторы имеют конструкцию с учетом конкретных обстоятельств. В общем, максимальное количество энергии, которое может произвести нормальный домовладелец, составляет 2500 Вт , а минимальное - 3.5 Вт .

Тип

Вы живете в красивом гористом районе, окруженном быстротечными ручьями и водными потоками? Если да, то отлично. Если нет, то тоже ничего. Мы приняли во внимание тот факт, что у большинства людей нет рек или ручьев, протекающих через их владения, и поэтому мы предоставили варианты для всех, независимо от ситуации с вашими источниками воды.

Мы перечислили 5 основных типов гидроэлектрических генераторов:

  • Турбина перекрестного потока
  • Микро внутритрубный
  • Колесо Пелтона
  • Универсальный
  • Портативный
Технические сложности монтажа

Не каждый инженер-электрик может построить генератор с нуля и создать свою собственную мини-плотину Гувера.Вот почему мы выбрали блоки , которые относительно легко установить . Мы также добавили несколько простых юнитов для энтузиастов, которым нравится создавать свои собственные уникальные юниты и которые имеют для этого достаточно опыта.

В начало

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как работают гидроэлектрические генераторы?

Основная предпосылка, лежащая в основе этих генераторов , заключается в том, что они улавливают энергию падающей или находящейся под давлением воды для производства полезной электроэнергии .Вода обладает кинетической энергией, которая приводит в движение какую-то турбину. Движение этих турбин преобразует эту кинетическую энергию в механическую энергию, которая, в свою очередь, преобразуется генератором в электрическую энергию.

В различных системах используются разные установки и системы для максимально эффективного использования этой энергии. Один из простейших примеров - водяное колесо.

Люди веками использовали эти устройства для преобразования энергии вращающегося колеса в измельчение, измельчение или молоток материалов.Наши современные гидроэлектрические генераторы используют те же основные принципы.

У меня на территории есть ручей. Сможет ли он производить гидроэлектроэнергию?

Чтобы ответить на этот вопрос, вам нужно принять во внимание несколько факторов . Во-первых, вам нужно будет рассчитать напор и поток вашего ручья, используя шаги, которые мы предоставили выше.

После расчета напора вы сможете определить, какое давление имеется в вашем распоряжении для привода турбины гидроэлектрического генератора.К сожалению, для многих людей отсутствие возвышенности над их домами может быть фактором, делающим нецелесообразным создание гидроэлектроэнергии. Минимальная высота над уровнем моря для любой формы производства гидроэлектроэнергии составляет два фута .

Хорошая высота больше примерно 25-футового диапазона , и на этих высотах генераторы высшего уровня будут вырабатывать значительное количество энергии. Вы также можете искусственно поднять и оптимизировать высоту с помощью создания плотин и небольших дамб, если вы действительно серьезно относитесь к своей настройке.

Если ваш расход ниже 300 галлонов в минуту , ваш источник воды может иметь некоторые трудности с выработкой энергии, если он находится на недостаточной высоте, но поток не так важен, как высота, когда речь идет о большинстве гидроэлектрических систем.

Нужно ли мне покупать дополнительное оборудование?

Да, скорее всего. Чтобы преобразовать производимую вами энергию во что-то полезное, вам может потребоваться приобрести батареи, генераторы переменного тока, трехфазные выпрямители, инверторы и многое другое в зависимости от вашей установки.

Все это можно приобрести отдельно. Производитель или продавец гидроэлектрического генератора должен сообщить вам о любом дополнительном оборудовании, которое вам понадобится.

Повлияет ли на меня засуха?

Если река, протекающая через вашу собственность , сильно колеблется на в течение года, это может существенно повлиять на мощность, которую вы способны производить. Некоторые районы могут производить электроэнергию только в определенное время года.

Города могут ввести ограничений на водопользование во время засухи.Эти ситуации могут создать проблемы для вашей системы производства энергии.

Измерение расхода воды в течение года и чтение законов , регулирующих производство гидроэлектроэнергии или использование воды из рек, является обязательным перед установкой генератора. Вы можете просмотреть соответствующую информацию на веб-сайте местного правительства.

В начало

Как это работает: вода для электричества

Мы все знаем, что если вы проследите линии электропередач достаточно далеко, вы в конечном итоге найдете угольную, газовую или атомную электростанцию, или, возможно, солнечную панель или ветряную турбину.

Но не все понимают взаимосвязь между электричеством и водой , которая используется по-разному во всем энергетическом секторе. Понимание этих отношений может помочь лицам, принимающим решения, принимать более разумные и осознанные решения, которые принесут лучшие результаты для потребителей и окружающей среды.

Вода играет важную роль в электричестве

Вода участвует во многих точках процесса производства электроэнергии:

  • Производство электроэнергии: Около 65 процентов электроэнергии в США вырабатывается генераторами, которые нуждаются в охлаждении.Эти типы электростанций, называемые термоэлектрическими или «тепловыми», кипятят воду для производства пара для выработки электроэнергии. Вода также занимает центральное место в гидроэлектростанциях, которые используют плотины и другие подходы для улавливания энергии движущейся воды.
  • Добыча и производство топлива: Вода - критически важный ресурс для бурения и добычи природного газа, угля, нефти и урана. Во многих случаях при добыче топлива также образуются сточные воды, как это происходит в газовых и нефтяных скважинах, а также в отстойниках для шлама.
  • Очистка и переработка топлива: Нефть, уран и природный газ требуют переработки, прежде чем их можно будет использовать в качестве топлива с использованием значительного количества воды.
  • Транспортировка топлива: Вода используется для транспортировки угля через шламы - трубопроводы тонко измельченного угля, смешанного с водой, - и для проверки трубопроводов энергии на утечки. [1]
  • Контроль выбросов: Многие теплоэлектростанции выбрасывают серу, ртуть, твердые частицы, двуокись углерода и другие загрязнители и требуют технологий контроля загрязнения.Эти технологии также требуют значительного количества воды для работы.

Вода для энергии?

Использование воды на электростанциях состоит из двух компонентов: забора и потребления. Забор воды, как и ожидалось, представляет собой удаление воды из местного источника воды. Забранная вода может быть или не может быть возвращена в источник или предоставлена ​​для использования в другом месте. Расход воды - это количество воды, теряемое на испарение в процессе охлаждения.

Некоторые электростанции используют системы охлаждения, которые забирают воду из озера, реки, водоносного горизонта или океана для охлаждения пара, а затем возвращают практически весь пар, хотя и при более высоких температурах, в источник.Такие системы, известные как прямоточные системы охлаждения , имеют высокий отвод, но низкое потребление.

Угольные и атомные электростанции, например, могут потреблять от 20 до 60 галлонов воды на каждый киловатт-час производимой ими электроэнергии, в зависимости от того, как они охлаждаются. [2] Во многом из-за более старых электростанций, использующих этот подход, на производство электроэнергии приходится почти 40 процентов забора пресной воды в Соединенных Штатах - порядка 100 миллиардов галлонов в день в 2008 году, большая часть которой используется для охлаждения.[3]

Забор воды электростанциями может стать серьезной проблемой во время засухи или другого водного стресса, когда вода просто недоступна в требуемых объемах или при требуемых температурах. Забор огромных объемов охлаждающей воды через системы насосов и трубопроводов также может улавливать и убивать рыбу, личинки насекомых и другие организмы.

Электростанции, использующие другие системы охлаждения, известные как рециркуляционные системы или системы с замкнутым контуром , забирают только часть количества, потребляемого прямоточными системами, но потребляют большую часть или все.Потребление воды электростанциями становится большой проблемой в регионах с ограниченными водными ресурсами, где конкуренция среди пользователей высока.

Гидроэлектростанции забирают большое количество воды для работы через свои турбины, в то время как озера, от которых они зависят, также могут быстро потреблять воду за счет испарения; тем не менее, водохранилища используются для различных целей, таких как орошение сельскохозяйственных угодий, борьба с наводнениями и отдых.

Воздействие на качество воды

Производство электроэнергии может иметь серьезные последствия для качества воды.Например:

  • Вода, используемая для охлаждения пара, вырабатываемого электричеством, выходит из электростанции при значительно более высоких температурах - на электростанциях летом до 18 ° F выше [4]. Это «тепловое загрязнение» может нанести вред местным водным экосистемам, особенно в летние месяцы, когда виды достигают или близки к своим пороговым значениям термостойкости.
  • Минералы, обнаруженные при добыче топлива и бурении, могут загрязнять грунтовые воды, что, в свою очередь, влияет на питьевую воду и местные экосистемы.Загрязнение, известное как «дренаж кислых пород», может изменить pH близлежащих водотоков до уровня уксуса.
  • При добыче и сжигании угля образуются отходы, содержащие опасные токсины, такие как ртуть, свинец и мышьяк. Неправильное хранение или удаление этих отходов может привести к загрязнению водоснабжения. Сжигание угля также может вызвать кислотные дожди, повышая кислотность озер и ручьев и нанося вред водным экосистемам.

Сочетание этих и других факторов делает воду серьезным фактором при выборе места и источниках производства электроэнергии.Технологии экологически чистой энергии, такие как энергия ветра и солнца, как правило, оказывают гораздо меньшее - если оно вообще есть - воздействие на воду.


Каталожные номера:

[1] Министерство энергетики США (DOE). 2006. Энергетические потребности в водных ресурсах: отчет Конгрессу о взаимозависимости энергии и воды. Вашингтон.

[2] Дж. Макник, Р. Ньюмарк, Г. Хит и К.С. Hallet. 2012. Факторы эксплуатационного водопотребления и водозабора для технологий производства электроэнергии: обзор существующей литературы.Письма об экологических исследованиях. 7 DOI: 10.1088 / 1748-9326 / 7/4/045802.

[3] К. Аверит, Дж. Фишер, А. Хубер-Ли, А. Льюис, Дж. Макник, Н. Мэдден, Дж. Роджерс и С. Теллингхейзен. 2011. Использование пресной воды электростанциями США: жажда электричества как драгоценного ресурса. Отчет инициативы «Энергия и вода в теплеющем мире». Кембридж, Массачусетс: Союз обеспокоенных ученых. Ноябрь.

[4] Н. Мэдден, А. Льюис и М. Дэвис. 2013. Тепловые стоки из электроэнергетики: анализ влияния прямоточной системы охлаждения на температуру поверхностных вод.Письма об экологических исследованиях. 8 DOI: 10.1088 / 1748-9326 / 8/3/035006.

Как работает гидроэнергетика | Компания по благоустройству долины Висконсин

Гидроэлектростанции улавливают энергию падающей воды для производства электроэнергии. Турбина преобразует кинетическую энергию падающей воды в механическую. Затем генератор преобразует механическую энергию турбины в электрическую.

Гидравлические установки различаются по размеру от «микрогидро», которые питают только несколько домов, до гигантских плотин, таких как плотина Гувера, которые обеспечивают электричеством миллионы людей.

На фотографии справа показана Александровская гидроэлектростанция на реке Висконсин, электростанция среднего размера, которая производит достаточно электроэнергии, чтобы обслуживать около 8000 человек.

Части гидроэлектростанции

Большинство традиционных гидроэлектростанций состоит из четырех основных компонентов (см. Рисунок ниже):

  1. Плотина. Повышает уровень воды в реке для создания падающей воды.Также контролирует поток воды. Образующийся резервуар - это, по сути, запасенная энергия.
  2. Турбина. Сила падающей воды, давящей на лопасти турбины, заставляет турбину вращаться. Водяная турбина очень похожа на ветряную мельницу, за исключением того, что энергия вырабатывается падающей водой, а не ветром. Турбина преобразует кинетическую энергию падающей воды в механическую.
  3. Генератор. Соединен с турбиной валами и, возможно, шестернями, поэтому, когда турбина вращается, она заставляет вращаться и генератор.Преобразует механическую энергию турбины в электрическую. Генераторы на гидроэлектростанциях работают так же, как генераторы на других типах электростанций.
  4. Линии передачи . Проведите электричество от гидроэлектростанции до домов и предприятий.
Сколько электроэнергии может производить гидроэлектростанция?

Количество электроэнергии, производимой гидроэлектростанцией, зависит от двух факторов:

  1. Как далеко падает вода. Чем дальше падает вода, тем больше у нее силы. Как правило, расстояние, на которое падает вода, зависит от размера плотины. Чем выше плотина, тем дальше падает вода и тем больше она имеет силы. Ученые сказали бы, что сила падающей воды «прямо пропорциональна» расстоянию, на которое она падает. Другими словами, вода, падающая вдвое дальше, имеет в два раза больше энергии.
  2. Количество падающей воды. Чем больше воды проходит через турбину, тем больше мощность.Количество доступной воды зависит от количества воды, текущей по реке. В более крупных реках больше проточной воды, и они могут производить больше энергии. Мощность также «прямо пропорциональна» расходу реки. Река с вдвое большим объемом проточной воды, чем другая река, может производить вдвое больше энергии.
Могу ли я определить, сколько энергии может производить плотина в моем районе?

Конечно. Это не так уж и сложно.

Допустим, в вашем районе есть небольшая плотина, которая не используется для производства электроэнергии.Возможно, плотина используется для обеспечения водой для орошения сельскохозяйственных угодий, а может быть, она была построена для создания озера для отдыха. Как мы объясняли выше, вам нужно знать две вещи:

  1. Как далеко падает вода. Из разговора с человеком, который управляет плотиной, мы узнаем, что высота плотины 10 футов, поэтому вода падает на 10 футов.
  2. Количество воды, протекающей в реке. Мы связываемся с Геологической службой США, агентством в США, которое измеряет речной сток, и узнаем, что средний объем воды, протекающей в нашей реке, составляет 500 кубических футов в секунду.

Теперь все, что нам нужно сделать, это немного математики. Инженеры выяснили, что мощность плотины можно рассчитать по следующей формуле:

Мощность = (Высота плотины) x (Сток реки) x (Эффективность) / 11,8

Мощность Электрическая мощность в киловаттах (один киловатт равен 1000 ватт).
Высота плотины Расстояние, с которого падает вода, измеряется в футах.
Речной сток Количество воды, текущей в реке, измеряется в кубических футах в секунду.
КПД Насколько хорошо турбина и генератор преобразуют энергию падающей воды в электроэнергию. Для старых, плохо обслуживаемых гидростанций этот показатель может составлять 60% (0,60), в то время как для более новых, хорошо эксплуатируемых заводов этот показатель может достигать 90% (0,90).
11.8 Преобразует футы и секунды в киловатты.

Допустим, для плотины в нашем районе мы покупаем турбину и генератор с КПД 80%.

Тогда мощность нашей плотины будет:

Мощность = (10 футов) x (500 кубических футов в секунду) x (0,80) / 11,8 = 339 киловатт

Чтобы понять, что такое 339 киловатт, давайте посмотрим, сколько электроэнергии мы можем произвести за год.

Поскольку электрическая энергия обычно измеряется в киловатт-часах, мы умножаем мощность нашей плотины на количество часов в году.

Электроэнергия = (339 киловатт) x (24 часа в сутки) x (365 дней в году) = 2 969 000 киловатт-часов.

Среднее годовое потребление энергии в жилищах в США составляет около 3000 киловатт-часов на каждого человека. Таким образом, мы можем вычислить, сколько людей могла бы обслуживать наша плотина, разделив годовое производство энергии на 3000.

Обслужено человек = 2 969 000 киловатт-часов / 3 000 киловатт-часов на человека) = 990 человек.

Таким образом, наша местная ирригационная или рекреационная плотина могла бы обеспечить достаточно возобновляемой энергии для удовлетворения жилищных потребностей 990 человек, если бы мы добавили турбину и генератор.

Примечание. Прежде чем вы решите добавить гидроэлектростанцию ​​к плотине, попросите инженера-гидроэнергетика проверить ваши расчеты и проконсультироваться с местными агентствами ресурсов, чтобы убедиться, что вы можете получить все необходимые разрешения.

Suneco Hydro Hydro Turbine Generator, Best Water Generators от 300 Вт до 300 кВт

Окончательное руководство по покупке: Гидротурбинный генератор / гидроэлектрический генератор

Развитие микроэнергетики может быть дорогостоящим для строительства и обслуживания. Есть фиксированные расходы на техническое обслуживание. Эти затраты зависят от местоположения объекта и требований к материалам.

Гидроэнергия или гидроэнергия вырабатывается с помощью генераторов электроэнергии для извлечения энергии из движущейся воды. Исторически люди использовали силу рек для земледелия и помола пшеницы.Сегодня реки и ручьи перенаправляются через гидрогенераторы для производства энергии, хотя есть свои плюсы и минусы в том, что касается местных экосистем. В статьях на этой странице рассматривается использование воды для производства электроэнергии.

Гидроэнергетика - это источник энергии, который использует преобразование гравитационного потенциала (принадлежащего массам воды на большой высоте) в кинетическую энергию сверх определенной высоты, в которой кинетическая энергия преобразуется благодаря генератору переменного тока, соединенному с турбиной, в электричество.

Гидроэнергия вырабатывается из русла рек и озер путем создания плотин и водозаборных сооружений. Существуют различные типы плотин: в прыжковых электростанциях используются большие высоты падения и они доступны в горных районах. В проточных водных установках используются большие речные водные массы, которые преодолевают небольшие перепады, но по этой причине река должна быть устойчивой и иметь значительный сток.

Гидравлические турбины доступны для низкого, среднего и высокого напора.

Micro hydro power Ultimate Guide

Предоставлено » Energy.Gov

Стоимость энергии имеет тенденцию к росту в последние годы.

Теперь вы ищете альтернативные источники энергии.

Те, которые не будут стоить вам почки.

И, может быть, не загрязнит окружающую среду.

Конечно, есть много решений в области возобновляемых источников энергии, из которых вы можете выбирать.

Ваш выбор будет зависеть от различных факторов.

Но постойте: рядом протекает река или ручей!

Знаете ли вы, что вы можете использовать этот природный ресурс для выработки достаточного количества энергии?

Это и есть микрогидроэнергетика, водяная турбина или гидрогенератор.

Это производство электроэнергии из воды.

Хотите узнать больше о микрогидрогенераторах и гидрогенераторах?

Оставайся на месте.

Это руководство охватывает все, что вам нужно знать о микрогидроэнергетике.

Содержание

1. Что такое микрогидроэнергетика

2. Компоненты микрогидроэнергетики

3. Типы микрогидроэнергетических систем

4. Как работает микрогидроэнергетическая система

5.Преимущества и недостатки микрогидроэнергетической системы

6. Техническое обслуживание микрогидроэнергетики

7. Подходит ли мой дом для микрогидроэнергетики?

8. Выбор лучшего производителя микрогидроэнергетики и поставщика гидрогенераторов

Подходит ли мой дом для установки микрогидроэнергетической системы?

1: Что такое микрогидроэлектростанция?

Прежде чем сделать еще один шаг, давайте начнем с определения.

Что такое микрогидроэнергетика?


Предоставлено: Coherent Chronicle

Микрогидроэлектростанция или обычная водяная турбина - это, по сути, тип гидроэлектростанции, который вырабатывает от 5 до 100 Вт электроэнергии, используя естественный поток воды.

Значит ли это, что есть и другие виды гидроэлектроэнергии?

Да!

Тот, который вырабатывает менее 5 Вт электроэнергии, известен как Pico hydro.

Однако в этом руководстве мы уделяем основное внимание микрогидроэнергетике.

Микрогидроэнергетическая система может использоваться для питания одного дома или даже небольшого сообщества.

Многие люди в разных странах мира приняли этот источник электричества.

Есть много причин, по которым микрогидроагрегаты пользуются огромной популярностью.

Во-первых, они рентабельны.

Топливо покупать не нужно.

Во-вторых, они редко подвержены влиянию погодных условий.

Вы даже можете использовать микрогидрогенератор зимой, когда ваша солнечная энергосистема вырабатывает мало энергии.

Хотите узнать больше?

Что ж, продолжайте читать остальные главы.

2. Типы микрогидроэлектрических систем


Предоставлено Energy.Gov

Микрогидроэлектрические системы не все одинаковы.

Они бывают разных форм и дизайна.

В этой главе мы собираемся обсудить различные типы комплектов микрогидроэнергетики.

К концу обсуждения вы будете в идеальном положении, чтобы выбрать систему, которая будет соответствовать вашим потребностям.

2.1. Сетевые без аккумуляторов микрогидроэлектрические системы

Это одни из самых простых типов микрогидроэнергетических систем или гидротурбин.

Они отправляют избыточную энергию обратно в основную сеть.

Как только они это сделают, вам будет начислена эквивалентная сумма счета за электроэнергию.

Отсутствие батареи означает одно: нет резервной копии на случай отключения электроэнергии.

2.2. Сетевой микрогидроагрегат с батареями

Микрогидроэлектростанция этого типа также подключена к основной сети.

Предрасположен ли ваш регион к отключениям электроэнергии?

Это идеальное решение для вас.

Батареи обеспечивают резервное питание.

Конечно, размер батареи будет определять количество энергии, которую необходимо поддерживать.

2.3. Автономная установка без аккумуляторов. Микрогидроэнергетическая система / водяная турбина

Этот тип микрогидроэлектростанции лучше всего подходит для системы генерации переменного тока.

Его выходная мощность определяется пиковой производительностью системы.

2.4 Автономная микрогидроэнергетическая система или водяная турбина с батареями

Это самый популярный тип микрогидроэлектрической системы, которую вы можете установить.

Имеет источник зарядки, который направляет энергию на аккумуляторную батарею.

Различия, основанные на конструкции турбин

Мы также можем дифференцировать микрогидроэнергетические системы на основе конструкции их турбин.

В этом разделе мы имеем:

2,5 Обратный винт Архимеда

В этом типе вода поступает непосредственно в верхнюю часть электрической системы микрогидроэнергетики.

Он заставляет турбину вращаться и вырабатывать энергию.

Вы можете рассмотреть этот вариант, если используете грязную воду.

2.6 Винтовая турбина Гарлова

Как следует из названия, у нее есть винтовые лопасти, которые создают механическую энергию.

Мощность, создаваемая лопастями, не зависит от мощности, создаваемой потоком воды.

2.7 Турбина Каплана

Эта конструкция турбины основана на винтовой системе.

Есть кое-что особенное, что вы должны знать об этой конструкции.

Способен переворачиваться даже при небольшом количестве воды.

2.8 Водяное колесо

У этой конструкции турбины богатая история.

Это один из старейших когда-либо существовавших дизайнов.

Несмотря на то, что он старый, он пользуется уважением из-за его высокой эффективности.

2.9 Гравитационная вода Votex

Вы ищете простую микрогидроэлектростанцию?

Вы влюбитесь в дизайн этой турбины.

Он расположен в низком положении для приема воды с возвышенности.

Имеет вихрь, через который вода выводится из системы.

Размеры гидроэлектростанций

Мы можем дифференцировать гидроэлектростанции в зависимости от их размеров.

Итак, какой размер идеален для бытовых гидроагрегатов?

Какая из них идеальна для продажи коммерческой гидроэнергетической системы?

Вот различия, основанные на размерах турбин:

(I) Большая гидроэнергетика

Эти гидроэлектростанции способны производить не менее 30 мегаватт.

(II) Малая гидроэлектростанция

Малые гидроэлектростанции вырабатывают мощность до 10 МВт

(III) Микрогидроэлектростанция / гидроэлектрический генератор

Микрогидроэнергетическая система имеет мощность до 100 киловатт .

Это наиболее предпочтительные жилищные гидроэнергетические системы.

Итак, какой тип микрогидроэнергетической системы, по вашему мнению, полностью соответствует вашим потребностям?

Если вам нужен какой-либо из вышеперечисленных типов, просто свяжитесь с поставщиками микрогидротурбинных генераторов.

3. Компоненты микрогидроэнергетической системы


Предоставлено Механика изменений

Является ли микрогидроэнергетическая система единым целым?

Типичная микрогидроэлектрическая система состоит из различных компонентов.

Это:

-Передача воды: это канал, основным назначением которого является подача воды

-Турбина / водяное колесо: преобразует энергию текущей воды во вращательную энергию.

-Альтернатор / генератор Преобразует энергию вращения турбин в электрическую энергию.

-Регулятор: Назначение этого компонента - управлять генератором.

-Монтажная система: подает электроэнергию, которая используется бытовыми приборами.

4: Как работает микрогидроэнергетическая система


Предоставлено Gifer

Как работает микрогидроэлектростанция?

Как можно вырабатывать электроэнергию?

Если вы ищете ответы на эти вопросы, то это ваша глава.

Рабочий механизм системы микрогидрогенератора:

Движущаяся вода содержит значительное количество энергии.

Как мы упоминали ранее, энергия на нем зависит от скорости потока и вертикального расстояния.

Микрогидроэнергетическая система имеет турбины, которые преобразуют энергию движущейся воды в механическую энергию.

Эти турбины бывают разных конструкций и форм.

Эта энергия, в свою очередь, вращает вал, который вращает генератор для производства электроэнергии.

5.Преимущества и недостатки микрогидроэнергетики?

Есть много альтернатив Микрогидроэнергетической системе.

Вы можете использовать солнечную энергию, энергию ветра и многое другое.

Но почему вы должны выбирать микрогидроэнергетику любой другой системе?

Вот причины:

(i) Микро-гидроэнергетические системы энергоэффективны

Вам нужна электрическая система, которая будет соответствовать вашим деньгам?

Выберите домашний микрогидрогенератор.

Он использует очень минимальные ресурсы для выработки максимального количества электроэнергии.

Произведенную электроэнергию можно доставить на много миль.

(ii) Гидроэлектрические системы надежны

Погодные элементы могут отрицательно сказаться на подаче электроэнергии.

Солнечная энергия - один из наиболее пострадавших источников энергии.

Если вы ищете самый надежный источник электроэнергии, подумайте о микрогидроэнергетических системах.

Они просто устойчивы к погодным условиям.

(iii) Рентабельность

Сколько стоит микрогидроэнергетическая система?

Сколько стоит установка гидроэлектростанции?

Чтобы установить его, будьте готовы потратить от 1000 до 20 000 долларов.

В этом источнике энергии есть повод улыбнуться.

При проведении анализа стоимости микрогидроэлектростанции выясните две вещи:

-Стоимость микрогидротурбины

-Стоимость гидроэлектростанции за МВт.

Привлекает низкая плата за обслуживание.

(iv) Экологичность

Мы все стремимся к сохранению окружающей среды, верно?

Один из способов добиться этого - использовать экологически чистые источники энергии.

Микрогидроэнергетика не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.

Вода будет продолжать течь без помех.

На вашей стороне вы будете использовать только небольшую часть потока.

Что ж, это лишь некоторые из преимуществ, которые, как я подумал, следует выделить.

Есть несколько других, которые вы обнаружите, продолжая использовать свою микрогидроэлектрическую систему.

Недостатки гидроэнергетики

(I) Требуются подходящие характеристики площадки

Вы не можете установить микрогидроэлектрическую систему где угодно.

Сайт должен соответствовать определенным строгим характеристикам.

Некоторые требуемые функции слишком сложно реализовать.

(II) Трудно масштабировать

Размер потока определяет количество энергии, которое вам нужно.

Вы не можете увеличить скорость потока, чтобы получить больше энергии от вашей микрогидроэлектростанции.

(III) Низкое энергопотребление летом

Очевидно, вы знаете, что происходит летом.

Объем воды в большинстве ручьев уменьшается.

Меньший объем воды автоматически ведет к низкому производству энергии.

6. Техническое обслуживание микрогидроэнергетики

Вы хотите, чтобы ваша микрогидроэнергетическая система работала бесперебойно, без каких-либо сбоев.

В то же время вы не хотите тратить много денег на ремонт и техническое обслуживание.

Что делать?

Не волнуйтесь.

В этой главе мы собираемся выделить ключевые методы обслуживания микрогидроэнергетики, которые вы должны использовать.

-Проверьте, есть ли в вашей микрогидроэнергетической системе все компоненты. Убедитесь, что все они целы.

-Проверьте, работает ли турбина. Вы можете проверить это, вращая его руками.

7. Подходит ли мой дом для установки микрогидроэнергетической системы?


Предоставлено Факты и информация о гидроэнергетике

Микрогидроэнергетика - уникальный источник энергии.

Он не похож на другие источники, такие как солнечная энергия и энергия ветра.

Вы не можете просто проснуться в один прекрасный день и решить установить микрогидроэнергетическую систему.

Есть много вопросов, на которые вам нужно ответить.

Вверху списка:

«Подходит ли мой дом для производства микрогидроэлектроэнергии?

Непосредственная близость к верхнему водотоку не гарантирует, что вы сможете установить микрогидроэлектростанцию.

Некоторые источники воды могут по-прежнему не соответствовать вашим ожиданиям.

Необходимо учитывать два основных фактора.

Это:

- Напор воды

- Расход воды

Также важно рассчитать потенциальную энергию, доступную на площадке.

Чтобы узнать это, просто умножьте орла на низкую ставку.

Давайте обсудим эти два ключевых фактора, которые определяют пригодность вашего участка:

(i) Напор воды и производство микрогидроэнергии

Перво-наперво, каков напор воды при производстве микрогидроэлектроэнергии?

Проще говоря, напор воды - это вертикальная разница уровней воды между точками забора и сброса.

Измеряется в метрах.

Чем больше напор воды, тем больше давление воды, что автоматически приводит к увеличению выходной энергии.

Из этого описания вы можете кое-что сделать.

Гидроустановки, расположенные на крутых холмах, более продуктивны, чем на плоских поверхностях.

Острые углы обеспечивают отличную почву для увеличения производства гидроэлектроэнергии.

Что делать, если у него низкий уровень воды?

Хотя измерение напора воды является естественным фактором, есть несколько искусственных способов его увеличения.

Вы можете поднять шлюзы или очистить ил.

При этом вы сможете повысить уровень воды.

Однако это можно сделать только после консультации с местными властями и природоохранными органами.

Напор воды также определяет микрогидроэлектрическую систему, которую вы устанавливаете.

Но как?

Ну, замер турбины будет зависеть от измерения напора воды.

(II) Расход воды при производстве микрогидроэнергии

В этом контексте термин расход воды означает объем воды, протекающей в данном водотоке.

Чем выше расход воды, тем больше выходная энергия.

Важно отметить, что расход воды не остается неизменным в течение года.

Он постоянно меняется в зависимости от погодных условий.

В сезон дождей расход воды автоматически увеличивается.

Однако в засушливые дни следует ожидать обратного.

Вариация затрудняет уверенное определение дебита микрогидроэлектростанции.

Но не надо напрягать себя сложными вычислениями.

Вы всегда можете обратиться за помощью к гидрологу.

Они помогут вам найти почти точный расход воды.

Знание расхода воды также поможет вам выбрать правильный размер турбины для вашей микрогидроэнергетической системы.

У вас также будет приблизительное представление о количестве электроэнергии, которое будет вырабатывать микрогидроэлектрическая система.

Другие факторы

Конечно, есть и другие факторы, которые могут определить пригодность вашего сайта.

Один из них - воздействие установки на окружающую среду.

Что говорят об этом месте экологи и местные власти.

Как бы все ни казалось, не пренебрегайте их разрешением.

Вы можете понести большие потери.

Сперва спросите у них разрешения!

8. Выбор лучшего производителя микрогидроэлектростанций или поставщика водяных турбин

Какой производитель микрогидроэлектростанций является лучшим?

Я дам вам ценные советы по выбору лучшего производителя гидроэнергетических систем.

(I) Составьте список потенциальных производителей гидротурбинных генераторов.

Используйте Интернет, чтобы связаться со всеми производителями микрогидроэнергетических систем.

(II) Проверьте уровень профессионализма

Как к вам относится производитель гидротурбинных генераторов?

Вежливо ли к вам обслуживающий персонал?

Если нет, обратитесь к другому производителю.

(III) Имеет ли производитель лицензию и застрахован?

(IV) Спросите о своих предыдущих клиентах.

Заключение

Что еще вы хотите знать об электрических системах микрогидроэлектростанций или гидротурбинных генераторов?

Из этого руководства ясно, что это возобновляемые источники энергии.

Одна микрогидроэлектрическая установка может питать несколько приборов в вашем доме.

Вы деловой человек?

Эта электрическая система может оказаться полезной для эффективного ведения вашего бизнеса.

Может использоваться в коммерческих целях.

У вас есть ферма в сельской местности?

Возможно, это самый идеальный источник энергии, который вам нужен.

Нет сомнений в том, что все больше людей принимают идею энергосбережения и энергоэффективности.

Вы присоединились к этой подножке?

Не отставайте.

Получите микрогидроэнергетическую систему и присоединяйтесь к победителям.

Вырабатывайте электроэнергию самостоятельно и экономьте на расходах!

Чтобы развеять популярное мнение, вам не нужно много воды для выработки электроэнергии на микрогидроэлектростанциях.

Большинство гидроагрегатов очень эффективны.

Они могут вырабатывать больше энергии даже при небольшом количестве воды.

Ссылки

1. Подходит ли мой участок для производства гидроэлектроэнергии?

2. Техническое обслуживание микрогидроэнергетики

3. Типы гидроэнергетических турбин

4. Плюсы и минусы микрогидроэнергетики

Турбогенераторные установки | Hydro-Qubec

Роль турбины заключается в преобразовании энергии воды, пара или ветра в механическую энергию, которая заставляет генератор вращаться.Генератор преобразует механическую энергию в электричество. На гидроэлектростанциях такая комбинация генератора и турбины называется генераторной установкой.

Движущаяся вода заставляет турбину вращаться

В этой генераторной установке вода устремляется через напорный шток в корпус свитка. Он поворачивает лопасти турбины и затем притягивается к оси турбины, чтобы выйти через находящуюся под ней вытяжную трубу. Механическая энергия, создаваемая огромной силой, которую поток воды оказывает на турбину, передается генератору, который затем преобразует ее в электрическую энергию.

Генератор, приводимый в действие турбиной, вырабатывает переменный ток

Генератор соединен с приводным валом турбины. Он имеет подвижную часть - ротор и неподвижную часть - статор. Наружная поверхность ротора покрыта электромагнитами. Внутренняя поверхность статора или стенка цилиндра состоит из медных обмоток. Когда ротор вращается внутри статора, электроны в медных обмотках «вибрируют». Их движение генерирует электрический ток, подобный тому, который был создан Майклом Фарадеем в его эксперименте 1831 года по электромагнитной индукции, но в гораздо большем масштабе.

Установка турбины Каплана

Турбины имеют постоянную скорость вращения

Все энергоблоки в энергосистеме должны быть синхронизированы. Другими словами, важно, чтобы они поддерживали точную скорость вращения. Почему? Для обеспечения надлежащего качества электроэнергии. Оборудование, работающее на электричестве, предназначено для использования переменного тока определенной частоты. Эта частота зависит от скорости вращения генераторной установки, т. Е. От того, сколько раз в секунду магниты ротора проходят мимо обмоток статора.Эта частота выражается в циклах в секунду или герцах (Гц), названных в честь немецкого физика Генриха Герца, доказавшего существование радиоволн.

В Северной Америке стандартный цикл переменного тока составляет 60 раз в секунду, а в Европе - 50 раз в секунду. Это означает, что часы, рассчитанные на работу с частотой 60 Гц, будут медленнее при подключении к европейской розетке.

Роторы электростанции Ла Гранд-3
На «Ла Гранд-3» на роторах установлено 32 пары электромагнитов.Поэтому для подачи переменного тока частотой 60 Гц они должны вращаться со скоростью 112,5 об / мин (об / мин).

Вот формула, которую использовали инженеры:

32 пары электромагнитов x 112,5 об / мин
=
3600 об / мин или 60 оборотов в секунду (60 Гц).

Майкл Фарадей, британский физик и химик, открыл явление индукции.
Ученый первым создал электрический ток, перемещая магнит вперед и назад внутри металлической обмотки.Инновационные принципы открытия Фарадея быстро внедряются и используются для удовлетворения производственных потребностей индустриальной эпохи. На этих принципах был создан первый электрогенератор, предшественник сегодняшних энергоблоков. Эксперименты Фарадея привели к изобретению другими исследователями первого электродвигателя и первого трансформатора (необходимого для передачи электричества).

Объяснение

Гидроэнергетика - Управление энергетической информации США (EIA)

Гидроэнергетика - это энергия движущейся воды

Люди давно используют силу воды, текущей в ручьях и реках, для производства механической энергии.Гидроэнергетика была одним из первых источников энергии, используемых для производства электроэнергии, и до 2019 года гидроэнергетика была крупнейшим источником общего годового производства электроэнергии из возобновляемых источников в США.

В 2020 году на долю гидроэлектроэнергии приходилось около 7,3% от общего объема производства электроэнергии в коммунальном масштабе США 1 и 37% от общего объема производства электроэнергии из возобновляемых источников в коммунальном масштабе. Доля гидроэлектроэнергии в общем объеме производства электроэнергии в США со временем снизилась, в основном из-за увеличения производства электроэнергии из других источников.

Гидроэнергетика зависит от круговорота воды

  • Солнечная энергия нагревает воду на поверхности рек, озер и океанов, что приводит к ее испарению.
  • Водяной пар конденсируется в облака и выпадает в виде осадков - дождя и снега.
  • Осадки собираются в ручьях и реках, которые впадают в океаны и озера, где они испаряются и снова начинают цикл.

Количество осадков, которые стекают в реки и ручьи в географической области, определяет количество воды, доступной для производства гидроэлектроэнергии.Сезонные колебания количества осадков и долгосрочные изменения в их структуре, например засухи, могут иметь большое влияние на доступность производства гидроэлектроэнергии.

Источник: адаптировано из Национального проекта развития энергетического образования (общественное достояние)

Источник: Управление долины Теннесси (общественное достояние)

Гидроэлектроэнергия вырабатывается с движущейся водой

Поскольку источником гидроэлектроэнергии является вода, гидроэлектростанции обычно располагаются на источнике воды или рядом с ним.Объем потока воды и изменение высоты - или падения, часто называемого напором - от одной точки к другой определяют количество доступной энергии в движущейся воде. Как правило, чем больше расход воды и чем выше напор, тем больше электроэнергии может производить гидроэлектростанция.

На гидроэлектростанциях вода течет по трубе или водопроводу , затем толкает лопасти турбины и вращает их, вращая генератор для производства электроэнергии.

Обычные гидроэлектростанции включают

  • Русловые системы , где сила течения реки оказывает давление на турбину. Сооружения могут иметь водослив в водотоке для отвода потока воды к гидротурбинам.
  • Системы хранения , где вода накапливается в резервуарах, созданных плотинами на ручьях и реках, и сбрасывается через гидротурбины по мере необходимости для выработки электроэнергии.Большинство гидроэнергетических объектов США имеют плотины и водохранилища.

Гидроэлектростанции с гидроаккумулятором - это тип гидроаккумулирующей системы, в которой вода перекачивается из источника воды в водохранилище на более высоком уровне и сбрасывается из верхнего водохранилища в гидротурбины, расположенные ниже верхнего водохранилища. Электроэнергия для перекачки может поставляться гидротурбинами или другими типами электростанций, включая ископаемое топливо или атомные электростанции.Обычно они перекачивают воду в хранилище, когда спрос на электроэнергию и затраты на ее производство и / или когда оптовые цены на электроэнергию относительно низкие, и высвобождают накопленную воду для выработки электроэнергии в периоды пикового спроса на электроэнергию, когда оптовые цены на электроэнергию относительно высоки. Гидроэлектростанции с гидроаккумулятором обычно используют больше электроэнергии для перекачки воды в верхние водохранилища, чем они производят с накопленной водой. Таким образом, гидроаккумулирующие сооружения имеют чистый отрицательный баланс выработки электроэнергии.Управление энергетической информации США классифицирует выработку электроэнергии на гидроаккумулирующих гидроэлектростанциях как отрицательную.

История гидроэнергетики

Гидроэнергетика - один из старейших источников энергии для производства механической и электрической энергии, и до 2019 года она была крупнейшим источником общего годового производства электроэнергии из возобновляемых источников в США. Тысячи лет назад люди использовали гидроэнергетику, чтобы крутить гребные колеса на реках для измельчения зерна.До того, как в Соединенных Штатах стали доступны паровая энергия и электричество, зерновые и лесопильные заводы питались напрямую от гидроэлектроэнергии. Первое промышленное использование гидроэлектроэнергии для производства электроэнергии в Соединенных Штатах было в 1880 году для питания 16 щеточно-дуговых ламп на фабрике стульев Росомахи в Гранд-Рапидс, штат Мичиган. Первая в США гидроэлектростанция для продажи электроэнергии открылась на реке Фокс недалеко от Аплтона, штат Висконсин, 30 сентября 1882 года.

В Соединенных Штатах работает около 1450 обычных и 40 гидроаккумулирующих гидроэлектростанций.Самая старая действующая гидроэлектростанция в США - это гидроэлектростанция Whiting в Уайтинге, штат Висконсин, которая была введена в эксплуатацию в 1891 году и имеет общую генерирующую мощность около 4 мегаватт (МВт). Большая часть гидроэлектроэнергии в США производится на крупных плотинах на крупных реках, и большинство из этих плотин гидроэлектростанций были построены до середины 1970-х годов федеральными правительственными агентствами. Крупнейший гидроэнергетический объект США и крупнейшая электростанция США по генерирующей мощности - это гидроэлектростанция Гранд-Кули на реке Колумбия в Вашингтоне с общей генерирующей мощностью 6765 МВт.

1 Электростанции коммунального назначения имеют не менее 1 мегаватта общей мощности по выработке электроэнергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *