МенюРубрики

Мікрогес і гідроакумулятори в приватному секторі

Мікро-ГЕС як альтернатива акумуляторам

Мобільні генератори, що перетворюють енергію водяного потоку в електрику, це не новий винахід, а старанно забуте пристрій, яке ще в часи СРСР випускалося для кемперів, чабанів, лісників, геологорозвідників і інших любителів жити і працювати далеко від цивілізації. Але часи змінилися, і зараз такі мікро-ГЕС реально допомагають виживати в містах і селах.

Обґрунтування ідеї

Спочатку виділимо три основних правила:

1 Все нижчевикладене стосується тільки приватних домогосподарств.

Приватник спирається виключно на свої сили і будь-яка допомога для такого – подарунок долі. Фінансування або субсидування від держорганів – фікція.

2 Використовуються поновлювані джерела енергії.

Апетит приходить під час їжі, і уряд їсть дуже багато. Але поки альтернативні джерела енергії безкоштовні.

3 Автономне електропостачання повноцінно функціонує лише при комплексному підході.

Це приблизно як установка взимку шипованої гуми на автомобіль. Якщо поміняти тільки одне колесо, то навіть якщо воно буде супер-нано-японським, то користі від цього для автомобіля не буде.

Завдання при такому підході варто не тільки в генерації електрики, але і в безперебійному енергозабезпеченні об'єкта.

Переваги води перед сонцем і вітром

Хоча Сонце світить постійно, ніч ніхто не відміняв. Це слабке місце фотоелектричних перетворювачів.

Вітер... з біблійних часів вітер був синонімом непередбачуваності. Звичайно ж є такі ділянки суші, де вітру дмуть постійно, але хіба можна вважати розумним людини, який сподівається на сталість вітру.

А от річки течуть постійно, притому в строго певному напрямку.

Це і є базова перевага річок для вироблення електроенергії. Але річка, це збірний термін в рамках даного проекту. Струмок, джерело або водовідвідний канал, також входять у цю категорію.

У витраті води мікро-ГЕС простежується пряма залежність – чим більше перепад висот, тим менше витрата води. Цей аспект кілька регулюється різними конструкціями мікро-ГЕС, але все одно ці вимоги доводиться дотримуватися.

Технічні характеристики заводських мікро-ГЕС

Якихось загальноприйнятих стандартів, жорстко регламентують межу між мікро-ГЕС и міні-ГЕС, не існує. Визначальним параметром мікро-ГЕС для приватника буде продуктивність до 5 кВт. Однак витрата води надзвичайно сильно позначається на ефективності роботи всієї енергосистеми в цілому.

Потужність найдешевших мікро-ГЕС починається від 0,6 кВт при ціні 39 т. р.

Але 600 ватт це все таки замало для приватного будинку. Починати треба від 1-1,5 кВт, і ось три пристрої різних конструкції, з більш високою продуктивністю:

1.З турбіною Каплана ціна 57 т. р.

 

2.З турбіною Тюрго, аналогічної вартості.

3.З трубчастою турбіною і ціною 129,5 т. р.

Навіть при побіжному порівнянні, мікро-ГЕС з трубчастою турбіною дорожче на 120%. Причину такої невідповідності можна побачити, якщо порівняти кілька пристроїв в таблиці:

Потужність, кВтВитрата, л/сВисота, мМаса, кгЦіна, т. р.
Турбіна Тюрго1,510-1812-284957,3Всі параметри генерованого електрики, для однакових по потужності пристроїв збігаються:

220 вольт, 1 фаза, частота 50/60 Гц.

Виробник з Новосибірська

Турбіна Тюрго311-1315-307268
Турбіна Каплана1,540-452-33057,3
Турбіна Каплана390-1503-68568
Трубчаста турбіна1,540-455-10Немає даних129,5
Трубчаста турбіна390-1405-10138
«Куля-булак»1,7206-7≈105 т. р.220 V/ 50 Гц/ синусоїда проводиться в Бішкеку

 

Турбіна Тюрго

 

Мікро-ГЕС виготовлені в промислових умовах, апріорі будуть надійніше зібраних кустарно. Можна взяти за зразок заводську модель, і просто скопіювати її. Такий підхід принесе моральне задоволення, але обійдеться дорожче хоча б тому, що при потоковому виробництві комплектуючих деталей, вони обходяться набагато дешевше.

Однак це не виключає можливості зібрати мікро-ГЕС в гаражі або домашньої майстерні, і навіть поставити цей процес на потік. Приблизно такий підхід спостерігається на одній фірмі в Киргизії.

Бішкекську фірма випускає три різновиди мобільних ГЕС, потужністю:

1 кВт;

1,7 кВт;

5 кВт.

Вигляд цих приладів заяложеній, але свою функцію вони виконують.

Варіанти включення мікро-ГЕС в автономну енергосистему

Можливі тільки два способи інтеграції таких пристроїв для автономного електропостачання:

1.Базовий.

Вся домашня енергосистема буде спиратися на мікро-ГЕС. Такий варіант можливий тільки в тому випадку, якщо поряд з будинком є добротний джерело води. В ідеальному випадку – річка. Джерело або струмок теж можуть закласти фундамент під такий проект, але це залежить від потужності водоносного шару і обсягу витікаючої води за одиницю часу. Наприклад, в Адигеї або на Алтаї, є маса джерел, від яких беруть воду місцеві жителі для побутових потреб, але 99% таких джерел дають в кращому випадку 0,3-0,5 л/с.

2.Комбінований (гідроакумулятор).

Це принципово інший підхід, який доступний всім, але потребує початкових витрат. Сенс його в тому, що основним джерелом електроенергії служатьь сонячні батареї. Їх беруть в надлишковому обсязі для конкретного об'єкта, наприклад, якщо будинок потребує 3 кВт, то фотоелементи повинні виробляти 5 кВт. Надлишки електроенергії не запасають у блоки акумуляторів, а тут же використовують для підйому води в штучний водойму.

Наприклад, фекальний насос Зубр споживає 1,5 кВт, але за годину піднімає 22 кубометри води на висоту 12-14 м. За 10 годин роботи він зможе підняти близько 200 тонн рідкого енергоносія.

При включенні в схему мікро-ГЕС з турбіною Тюрго потужністю 1,5 кВт, у нічний час вона буде витрачати близько 36 тонн води на годину, видаючи покладені 1500 ватт.

Це приблизно 200/36 ≈ 5,5 годин безперервної автономної роботи енергосистеми в нічний час. Якщо додати ще 5-6 панелей фотоелементів і 1 насос, то за день можна закачати в гідроакумулятор 400 тонн води, і автономність системи зросте до 11 годин.

 

Характеристики штучного водоймища

Для розрахунку визначимо обсяг гідроакумулятора в 400 м3. У самому простому уявленні, це цілий котлован з підкладкою з геотекстилю. Розміри визначаються за формулою S=πR2. Якщо обмежити глибину 2 метрами, то площа водного дзеркала повинна бути близько 200 м2, підставивши дані у формулу отримаємо діаметр ≈ 16 м.

Витягнутий грунт можна використовувати для відсипання дамби навколо водойми,і підвищення рівня води. Навіть відсипання всього 1 метра по висоті, дасть додаткові 200 кубометрів обсягу!

 

Щоб не копати грунт, можна спорудити штучну водойму заливкою величезного бетонного кільця. Наприклад, довжина кола даного ставу складе близько 50 м. При висоті б'єфу 2 м і товщиною 15 см, потрібно близько 15 м3 фібробетону для бічних стін.

Обсяг робіт при швидкої оцінки здається надзвичайно величезним, а доцільність такої споруди абсолютно безглуздою. Проте все пізнається в порівнянні.

Порівняння стандартного блоку АКБ та гідроакумулятора

Можна просто розрахувати параметри блоку акумуляторів, для забезпечення електроенергією протягом 10-12 годин, при споживанні 1,5 кВт.

Є кілька формул для розрахунку, але без скрупульозного уточнення всіх нюансів, результат буде аналогічний ось такою схемою:

12год * 1,5 кВт = 18 квтг = 18000 Втч.

При напрузі акумулятора 12 В отримуємо 18000 Втч / 12 = 1500 Ач. Але розряджати на 100% не можна. Є оптимальні величини 25-30%. Але щоб спростити завдання, візьмемо рівень розрядки 50%. Це забезпечить близько 500 циклів. Значить у системи повинна бути ємність 3000 Ah, або 20 акумуляторів по 150 А/год

Вартість одного АКБ «Delta GEL 12-150» близько 25 т. р.

20 таких акумуляторів обійдуться в 500 тисяч рублів! При експлуатації в стандартному режимі, з дотриманням температурного режиму та інших вимог виробника, їх вистачить на 3-4 роки.

А потім треба буде викласти ще півмільйона рублів.

У разі якоїсь аварії, короткого замикання, падіння з висоти або замерзання, витратитися доведеться раніше.

З гідроакумулятором розрахунок простіше – водойма влаштовується один раз,

і правильна експлуатація потребує регулярного очищення. Виробник мікро-ГЕС дає гарантію 5-10 років, хоча обладнання досить просте і ламатися там особливо нема чому.

 

Узагальнюючи інформацію

Півтора кіловата дають кілька потужних пристроїв. При переході в режим автономного енергозабезпечення, власник котеджу повинен змінити і деякі побутові правила життя і облаштування житла, наприклад, використовувати пристрої великої потужності днем, коли фотоелементи виробляють максимум електроенергії, забезпечити гідну теплоізоляцію житла і т. п.

Розрахункова цифра в 1,5 кВт, це дуже велика величина. У реальному житті, вночі вистачає 500-700 Вт, в т. ч. світлодіодне освітлення, холодильник, ноутбук, телевізор. Тому на практиці, одного домоволодіння може вистачити і 1 кВт потужності.

ВИСНОВОК: у гідроакумуляторів набагато більше прав вважатися автономною системою, ніж у блоку АКБ.

 

Альтернативна енергія – це енергія відмінна від тієї, яку людство звикло використовувати в повсякденному житті для забезпечення своїх потреб в теплі і електриці. Джерелами альтернативної енергії служать сонячні промені, вітер, морські хвилі і сама наша планета.

На сайті stop.kiev.ua представлені всі популярні джерела енергії.


Ймовірно, Вам також сподобаються такі матеріали:

Автономне електропостачання;

Акумулятори для солнечных батарей;

Концепція енергонезалежності в приватному житловому будівництві;


Спасибо, що дочитали до кінця! Еслі стаття Вам сподобалася!

Діліться з друзями, залишайте ваші коментарі

Добавляйтесь в нашу групу в ВК:

ALTER220 Портал про альтернативну енергію

і пропонуйте теми для обговорень, разом буде цікавіше!!!

 

Коментарі

Додати коментар

Вашу адресу email не буде опубліковано. Обов'язкові поля позначені *

\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});","html_block":"","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n<\/ins>\n\n<\/center>","html_block":"