Гравитационные ГЭС

Положение лопастей по отношению к основному потоку регулируется неподвижными направляющими для цепи и подвижными для большей из сторон лопасти, а, меняя расстояние между подвижной направляющей для лопасти и неподвижной для цепи мы задаем необходимый угол поворота между лопастью и направлением основного потока от 0 0 до 45 0 , добиваясь тем самым оптимального режима работы установки либо останавливая её полностью. Таким образом, поток воздействует на лопасть фактически перпендикулярно, под 90 0 . Один из валов установки имеет натяжное устройство, регулирующее натяжение цепей.

Лопасти должны иметь свободу вращения на своих осях, а оси так же свободно вращаться в креплениях к цепям. Между лопастью и местом крепления к цепи на осях должны устанавливаться ролики, которые и будут катиться по неподвижным направляющим, удерживая тем самым цепь постоянно в перпендикулярном положении относительно направления основного потока. В отличие от ныне существующих источников электроэнергии данная конструкция создавалась 'подручной', приемлемой для ручного изготовления, монтажа и обслуживания. Она позволяет использовать комплектующие из уже выпускающегося на сегодня оборудования, как-то сельскохозяйственная техника, отслужившего свой срок автотранспорта и прочего подходящего 'железа'. А это многократно удешевляет изготовление первого изделия, которое за два-три месяца окупит как своё изготовление, так и заработает на следующее при сегодняшних тарифах на электроэнергию! 20кВт * 24часа * 30 дней * 1руб. (тариф региона) = 14 400 руб. в мес.

Геометрические размеры такой детали, как звёздочка (рабочее колесо) для любых размеров установок желательно выдерживать в пределах не более 500-350мм., так как от этого напрямую зависит число оборотов вала.

Диаметр самого вала рассчитывается под каждые конкретные нагрузки и условия эксплуатации и колеблется от 25-5Омм.

Размеры лопастей, их количество, соответственно, и прочность цепи подбираются в зависимости от ширины и глубины реки, а количество штук установок в длину реки - от необходимой мощности потребления! Под принятые характеристики изготавливается соответствующий корпус, желательно из трубы, для получения дополнительной плавучести.

Каркас делается разборным, что позволит собирать его на месте эксплуатации без привлечения грузоподъёмных механизмов.

Размеры блоков не ограничены, в зависимости от необходимой мощности и размеров реки. Как пример, возьмём: ширина - 1200мм., глубина-700мм., длина - 1250мм., т.е. объём-1куб. метр, он позволяет разместить в нём 3 установки с 17 лопастями в каждой, имеющих, в свою очередь: ширину - 150мм. и глубину-500мм., т.е. каждая площадью --0,075кв.м., а так как две лопасти всегда будут находиться на поворотах, тогда общая рабочая площадь одной установки - I ,125кв.м., а сумма 3-х в одном каркасе (1куб.м. потока) будет-3,375кв. метра!!! Именно это и позволяет наиболее полно использовать каждый кубический метр потока движущейся среды.

Именно это и позволяет использовать возникающие центробежное и центростремительное ускорения, значительно увеличивающие как скорость движения потока, так и действие силы тяжести, разделённого на секции, потока движущейся среды. В нашем случае - реки. Из каких материалов следует изготавливать данную установку?! Из любых подручных.

Дерево, пластмасса, алюминий, железо, титан - всё что угодно, что по карману. От этого будут завесить только сроки эксплуатации вашей установки, и всё. На выработку электроэнергии это никак не повлияет.

Назовите мне хотя бы одну из ныне существующих конструкций, допускающих такой выбор материалов для изготовления?! Нет таких, не вспоминайте.

Обратите внимание, число оборотов у неё довольно низкое (20/100), да и работает она постоянно в воде, т.е. износ материалов будет минимальным. Много вопросов о её заиливании, зарастании водорослями и т.д. Брёвна, крупные ветки, прочий крупногабаритный мусор мы сеткой отвернём. Ну а всё остальное пройдёт через неё как по конвейеру. В зимний период применим давно используемый плотогонами способ поднятия теплых нижних слоёв воды с помощью нескольких брёвен перед установкой имеющих на одном конце груз, а на другом – поплавок. Вода, поднимаясь, размоет во льду необходимую нам майну.

Размеры рассматриваемой установки: длина-1250мм., ширина – 1200мм., глубина-700мм., итого 1куб. метр занимаемого объёма реки.

Возможны любые другие комбинации данных размеров, для ручья - уменьшенная глубина, но за счёт количества установок вдоль длины ручья набираем любую необходимую мощность. Ведь скорость в ручьях значительно выше и например, при скорости потока: V = 10 м/сек., с каждого куб. метра мы можем СНЯТЬ - a t = 10 * 10 : 0,2 = 500м/сек F = 1000 * 500 = 500000н.; P = 500000 * 0,63 = 315000н.; или N = 315кВт.! Количество материалов, необходимых для изготовления рассматриваемой установки: каркас (деревянный брусок 50 * 50мм.) длина-1250 * 8шт = 10ОООмм. * 50 * 50 = 0,025куб.м.; ширина - 1200 * 8 * 50 * 50 = 0,024куб.м.; глубина - 700 * 4 * 5О * 50 = 0,007куб.м; итого на изготовление корпуса -0,О56куб. м.; лопасти-17шт. * Зуст . = 51шт. * 150 * 500 * 20 = 0,0765 куб.м.; обшивка дна и 2/3_боковых стенок - (1250 + 500 + 500) * 1200 * 20 = 0,054 куб ,м. Всего: корпус-0,О56+ лопасти-0,0765 + обшивка - 0.054 = 0,1865 = 0,2куб.метра. Валы - 1,6м. * 3 уст = 4,8пог.м. трубы диаметром - 25- 50мм.; звёздочки 12 штук (материал – сталь, дюраль, дерево). Направляющие – 4уголка + 4 трубки * 1000 мм * 3 уст. = 24 погонных метра. Всё :)) Стоимость перечисленных материалов - 2000-5000руб.+работа-10000-15000руб., ВСЕГО = 20000рублей Стоимость электрогенератора – 500 - 5000руб. за 1кВт. мощности вместе с регулирующей аппаратурой. Итого: 10000 -100000руб.

Полная стоимость установки мощностью 20кВт. будет не более 50000 -120000рублей.т.е. не более 5000 рублей за 1кВт. установленной мощности. Или в У.Е. от $ 50 до $ 150, возьмем среднее 100 У.Е. Материалоёмкость одного киловатта нашей установки, в зависимости от используемых материалов на изготовление, будет варьироваться от нескольких сот грамм (пластмасса) до 2-Зкг (сталь). на 1кВт.уст.мощности. Сроки изготовления – будут, измеряется в зависимости от технической подготовленности изготовителя - месяцами, неделями, днями, а при серийном изготовлении на профильном заводе на выпуск 1кВт. уст. мощности - часы и минуты! Сроки монтажа - это в зависимости, о какой установке идёт речь. Если мы говорим о переносной установке для туристов, охотников, рыбаков и т.д., то на её развёртывание и установку в реку (вместе с надуванием наплавного понтона) потребуется полчаса - час. Если же мы говорим о ГЭС мощностью в несколько МВт или ГВт. для крупного города или промышленного предприятия - 1-2-3 года, смотря, кто и как будет монтировать.