Накачайте как турбина

Высокая стоимость оборудования и строительных работ, или более широко, капиталоемкая природа небольших заводов гидроэлектроэнергии, долго была главным ограничением. Однако, во многих ситуациях необходимо не только достигнуть лучшего отношения затрат по сравнению с другими энергиями, но уменьшить их в абсолютных сроках. Это возможно до некоторой степени, стандартизируя оборудование, но область для того, чтобы использовать такое стандартизированное оборудование остается ограниченной, так как никакие два места не точно то же самое. Усилия при снижении затрат посредством местного изготовления являются более многообещающими, в значительной степени из-за намного более низких затрат на оплату труда. Чтобы сделать это возможным, стандарты дизайна, работы и иногда надежность должна быть понижена, и всей ненужной изощренности избегаются. То же самое верно в гражданских строительных работах, где местные материалы и методы должны использоваться до самой большой степени. 

В развивающихся странах и особенно в сельских районах, это вообще признано, что маленькая гидроэлектроэнергия может играть существенную роль. Однако, высокие начальные инвестиционные затраты небольших заводов гидроэлектроэнергии ограничили быстрое развитие этого энергетического потенциала во многих странах. Использование стандартных насосов как (СТАНДАРТНЫЕ) турбины может часто быть альтернативой со значительным экономическим преимуществом и могло бы поэтому способствовать более широкому применению микрогидроэлектроэнергии. Директ-Драйв машины, производство электричества (параллельно к большой сетке или изолированный) или комбинации их возможны так же, как с обычной турбиной. Единственная разница - то, что СТАНДАРТНОЕ не может использовать доступную воду так эффективно как турбину из-за ее нехватки гидравлических средств управления.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАСОСОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ ТУРБИН

Насосы (вращательные жидкие машины) абсолютно обратимы и могут бежать эффективно как турбина. Стандартные насосы, не преднамеренно разработанные, чтобы действовать в качестве турбин, теперь все более используются в маленьком и схемах микрогидроэлектроэнергии из-за их упомянутых выше преимуществ. Однако, работа в обоих способах не идентичны, хотя теория идеальных жидкостей предсказала бы то же самое. Без исключения, оптимального потока и головы в турбинном способе больше чем в перекачке способа. Главная причина для этого различия связана с гидравлическими потерями машины.

Применения СТАНДАРТНОГО диапазона от прямого двигателя машины в agro-обработке фабрик и малых предприятий (заводы муки, нефть expellers, рис hullers, видела заводы, лес и металлические мастерские) поколению электричества и в автономных и связанных с сеткой станциях.

В большинстве случаев никакие конструктивные изменения или модификации не должны быть сделаны для насоса, действующего в качестве турбины при условии, что выбор принял во внимание более высокую операционную голову и выходную мощность машины в турбинном способе и следовательно, номинальная турбинная скорость была взята значительно ниже максимальной допустимой скорости насоса. Однако, анализ проекта также обязан проверять любые отрицательные воздействия, происходящие от обратного вращения в турбинном способе.

 

Преимущества

· инвестиционные затраты ПОХЛОПЫВАЮТ, могут быть меньше чем 50 % таковых из сопоставимой турбины (специально для маленьких единиц ниже 50 кВт). Это могло бы быть важной проблемой для проектов с ограниченными бюджетами и возможностями ссуды

· строительство: отсутствие устройства управления потоками, которое обычно чувствуют как недостаток, является в то же самое время преимуществом, так как строительство насоса является обычно простым и крепким

· доступность: из-за их широко распространенного заявления (ирригация, промышленность, водоснабжение), стандартные насосы легко доступны (короткие сроки поставки) и изготовители, и их представители во всем мире присутствуют

· запасные части: запасные части легко доступны начиная с главного предложения производителей насосов после - услуги продаж почти во всем мире

· обслуживание: никакое специальное оборудование и навыки не требуются.

 

Неудобства

· Никакое гидравлическое управляющее устройство: поэтому, распределительный клапан должен быть включен в penstock линию (дополнительные затраты), чтобы начать и остановить СТАНДАРТНОЕ. Если клапан будет использоваться, чтобы приспособить к сезонным изменениям потока, то гидравлические потери установки увеличатся резко

· более низкая эффективность в грузе части: обычная турбина имеет эффективный гидравлический контроль (приспосабливаемые лопасти гида, носики или лезвия бегуна), чтобы приспособить машину к доступному потоку или необходимой продукции. Если ПОХЛОПЫВАЕТ, в управляют кроме процесса проектирования, то есть ниже их лучшей эффективности указывают, что относительно быстрое снижение эффективности произойдет.

 

Неудобства ПОХЛОПЫВАЮТ, может быть уменьшен до минимума, если СТАНДАРТНОЕ очень тщательно отобрано и только применено где оправдано. Неудовлетворительная работа из-за неуместно отобранной машины или заявления приведет к сокращению прибыли. Подведенный итог по всей целой жизни машины, эта уменьшенная продукция могла бы далеким погашением преимущество стоимости СТАНДАРТНОГО (понизьте инвестиционные затраты) по сравнению с обычной турбиной.

 

Различия между насосами и турбинами

Насосами обычно управляют с постоянной скоростью, головой и потоком. Насос поэтому разработан для одной детали операции (пункт обязанности) и не требует устройства регулирования (лопасть гида). Идеально, пункт обязанности совпадает с максимальной производительностью насоса.

Турбины работают при переменном главе и условиях потока. В небольшой hydro электростанции поток должен быть приспосабливаемым, чтобы или приспособить к сезонным изменениям доступной воды или приспособить выходную мощность согласно требованию потребителей. Приспосабливаемые лопасти гида и/или лезвия бегуна (или носики, которыми управляет обтекаемый клапан), регулируют поток.

 

ТИП НАСОСА, КОТОРЫЙ БУДЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ТУРБИННОМ СПОСОБЕ

Фактически любой тип насоса может использоваться в качестве турбины. Однако, главное преимущество СТАНДАРТНЫЕ, то есть более низкие затраты чем обычная турбина, является очень явным для стандартных центробежных и смешанных насосов потока, тогда как осевые насосы потока менее выгодны в этом отношении. Обширная область различных проектов насоса и диапазонов власти обеспечивает подходящее СТАНДАРТНОЕ для почти любого заявления с головами приблизительно от 10 м. до нескольких сотен метров. Большие потоки могут быть снабжены насосами двойного потока. Даже способные погружаться в воду насосы могут использоваться, как ПОХЛОПЫВАЕТ, который, когда объединено в водотоке или системе трубы, полностью скрыты далеко метрополитен, важный фактор для сохранения окружающей среды. Полезные действия насосов, используемых в качестве турбин, могут быть тем же самым как в способе насоса, но - чаще несколько процентов (3 - 5 %) ниже.

Директ-Драйв машины, производство электричества (параллельно к большой сетке или изолированной системе) или комбинации их возможны так же, как с обычной турбиной. Хотя ПОХЛОПЫВАЕТ покрытие широкий диапазон маленькой области гидроэлектроэнергии, они не могут заменить обычные турбины всюду. С тех пор ПОХЛОПЫВАЕТ, не имеют никакого гидравлического управляющего устройства, такого как лопасти гида, они являются обычно неподходящими, чтобы приспособить переменные условия потока. Удушение потока посредством распределительного клапана в penstock неэффективно и только применимо по маленькому диапазону.

 

Нехватка гидравлического управляющего устройства СТАНДАРТНОГО долго замечалась как неудобство также с точки зрения постоянства СТАНДАРТНОЙ скорости под переменным грузом. Связанное с сеткой производство электричества или прямой двигатель машины - или постоянные заявления груза или не требуют точной регулировки скорости. Эти заявления являются поэтому очень подходящими для, ПОХЛОПЫВАЕТ. Одинокое поколение электричества с другой стороны требует, чтобы некоторая форма управления держала напряжение и частоту в пределах приемлемых пределов под изменяющимся грузом. Использование ПОХЛОПЫВАЕТ в автономном поколении электричества, однако, не исключен из-за недавнего развития электронных диспетчеров груза, которые обеспечивают эффективное управление в соединении и с индукцией и с синхронными генераторами. Электронные диспетчеры груза держат груз на СТАНДАРТНОЙ константе, переключаясь в грузы щебня всякий раз, когда требование электричества потребителей понижается.

 

НАСОС RAM HYDRO

Баран Hydro не животное, а самоведомый насос, сначала установленный на рубеже веков, когда они нравились фермерам, у которых был естественный водоток на их земле. С тем, чтобы выйти из электричества сетки и воды сети, много поршней оставили гнить и ржаветь в послевоенный период. Однако это устройство - полезный источник дешевой энергии даже сегодня. Насосы поршня не производят электричество, но механическую работу для того, чтобы накачать воду к более высоким возвышениям. Они используют наклонное гидравлическое давление, чтобы накачать часть той воды выше в гору к накопительной емкости. Никакой другой источник власти не необходим. Поршни hydro полны в себе и разработанный, чтобы работать с минимумом внимания, и удовлетворить всем обычным условиям.

Поршень hydro, оказалось, был одним из самых надежных устройств, используемых для водной перекачки. Много более чем 100 лет находятся все еще в использовании, и это остается одним из немногих действительно практических применений и эффективного использования возобновляемого источника энергии сегодня. Поршни Hydro относительно дешевы, продлится почти неопределенно и без перемещения металлических деталей, и его простота требуют только минимума обслуживания. Если эти две основы будут обеспечены - поставка воды (весна или поток, то всего 4 литра в минуту будут достаточны), и способность обеспечить "падение" для той воды - поршень hydro может уменьшить или даже устранить дорогостоящие водные счета. Типичное использование поршней hydro включает:

1 Деревенское водоснабжение

2 Ирригация

3 Водная перекачка и обращение в промышленности

4 Водное обращение для тепловых насосов

5 Водное обращение для солнечных батарей

 

Как Работает Насос Поршня

Весь поршень качает работу над принципом импульса, которым управляет цикл, настроенный взаимодействием двух клапанов в насосе. Вода, допускаемая в трубу двигателя, течет через это тяготением, пока это не достигает поршня, проходит через поршень и через клапан пульса в ненужную утечку. Как стоки воды, были внезапно закрыты его скоростные увеличения, пока клапан пульса больше не в состоянии передать объем водного течения, и по этому вопросу быть достигнутым клапан пульса. Выход, таким образом закрываемый, поток воды внезапно останавливается. Это производит сотрясение более или менее серьезности в корпусе поршня, согласно высоте и расстоянию, от которого вода течет, и результат этого сотрясения состоит в том, что часть воды в корпусе поршня вызвана вверх через клапан поставки в пневмоцилиндр. В то же самое время отдача позволяет клапану пульса возвращаться к его оригинальному положению. Таким образом вновь открываемый выход, вода, которая была принесена, чтобы покоиться закрытием клапана пульса, возобновляет, чтобы течь через поршень, пока это не приобретает необходимую скорость, чтобы поднять клапан пульса во второй раз, закрывая выход, производя сотрясение, и вызывая больше воды в воздушную камеру через клапан поставки. Эта серия событий происходит с 40 до 90 раз в минуту, согласно размеру поршня hydro, падению поршня вождения воды, и т.д. Поршень продолжит работать автоматически в течение многих месяцев, резины клапана пульса и резины клапана поставки, являющейся единственными движущимися частями.

Вода, которая вызвана в воздушную камеру, считает свой путь от нее до трубы, известной как повышение главным или напорная труба, к месту, где она требуется для использования, непрерывный поток, поддержанный, пока поршень остается работать. Падение воды, необходимой для работы, поршень может быть столь же низким как 0,5 метра и с таким падением, вода, может быть поднято до 10 - 15 метров. С более высокими падениями, такой как от 2 до 10 метров и, вода может быть поднята до вверх 100 метров в высоте и больше чем 1 километра в расстоянии.

 

Установка чрезвычайно проста. Все, что требуется - вода в пункте, строя бассейн. От этого управления вниз на даже градиенте на грани местоположения поршня непосредственно, управляет трубой утечки, которая должна быть гальванизированной трубой стали или чугуна тяжелой меры и соответствующей длины, которая зависит от высоты, к которой должна быть накачана вода. Хотя не важно, что эта труба должна быть похоронена, это предпочтительно, чтобы избежать вмешательства от дикой жизни и неправомочных людей. Палата самого поршня может измениться значительно, но все, что требуется, конкретная основа, которые надежно держат поршень в месте. Поршни Hydro работают незатронутые изменениями температуры (особенно низкие температуры, которые могли бы заставить обычную систему замораживаться, если некоторая форма высокой температуры не обеспечена.)

 

РУКОВОДЯЩИЕ ПРИНЦИПЫ ДЛЯ МАЛЕНЬКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ HYDRO

Много людей имеют доступ к некоторой форме проточной воды и не знают, сколько власти, если таковые вообще имеются, может быть произведено из этого. Почти у любого места дома есть солнечный электрический (фотогальванический) потенциал. Много мест также имеют некоторую энергию ветра в наличии. Но гидроэнергия зависит от больше чем присутствие одной только воды. У озера или хорошо нет никакого потенциала власти. Вода должна течь. В строительстве маленькой или микро hydro системы много факторов определяют выполнимость такой системы. Они включают:

6 количество власти, доступной от потока, и если достаточно ответить требованиям власти;

7 законный местный ограничениями или государство, на развитии гидроэлектрического места, и использовании воды;

8 доступность турбин и генераторов типа или способности требуется;

9 стоимость развития места и действия системой; и

10 уровень, который полезность заплатит за электричество, которое Вы производите (если Вы соединяетесь с их системой).

 

Основной вопрос: у меня есть место подходящим для производства гидроэлектроэнергии? Чтобы ответить на тот вопрос, мы должны исследовать четыре фактора.

11 Расстояние главного или вертикального падения, которое развивает водный источник.

12 Количество воды, доступной для поколения

13 Длина трубы должна была пойти от водного источника до завода гидроэлектроэнергии.

14 Расстояние от завода гидроэлектроэнергии до электрической нагрузки, ли это быть аккумуляторными батареями, или в случае поколения AC, приборы непосредственно.

 

Учитывая эти четыре фактора, мы можем определить, выполнимо ли поколение гидроэлектроэнергии, но какой диаметр трубы необходим, какой тип доступных гидрозаводов использовать, и приближают продукцию и затраты.

 

Первый шаг в оценке выполнимости любой гидроэлектрической системы должен определить количество власти, которую Вы можете получить из потока на Вашем сайте. Власть, доступная в любом месте, является прежде всего продуктом потока и "головы".

 

Поток - количество воды, текущей через турбину, и как правило измеряется в кубических метрах в секунду - m3/s или в кубических футах в секунду - кубическом футе в секунду или галлонах в минуту - ГАЛЛОН В МИНУТУ используется.

Голова - мера давления падающей воды, доступной в турбине, выраженной в колонке воды метра. Это давление - функция вертикального расстояния, которое вода понижает и особенности канала, или труба, через которую это течет. Это нужно отличить между толстой головой, которая является различием возвышения между водной поверхностью forebay и гонкой хвоста и чистой головой, которая является фактическим давлением, доступным в турбине. Чтобы получить чистую голову, пособия должны быть сделаны за потери в трубе проекта и penstock. Толстая голова может быть определена топографическим обзором, используя уровни и рулетки. Голова выражена в метрах (или в ногах в США). Высоко теките и/или возглавьте средства более доступная власть. Выше голова лучше, потому что меньше воды необходимо, чтобы произвести данное количество власти, и более эффективные, и менее дорогостоящие турбины меньшего размера и трубопровод, может использоваться.

Гидроэлектрические места широко категоризированы как "низкая" или "высокая" голова. Низкая голова как правило обращается к изменению в возвышении меньше чем 3 метров. Вертикальное снижение меньше чем 0,6 метров, вероятно, сделает гидроэлектрическую систему невыполнимой. Высокий расход может дать компенсацию за низкую голову, но более крупная, и более дорогостоящая турбина будет необходима. Может быть трудно найти турбину, которая будет работать эффективно при очень низких головах и низком потоке.

 

КОНФИГУРАЦИЯ НЕБОЛЬШИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ HYDRO

Маленькие hydro турбины могут формироваться, чтобы работать эффективно на местах с широким диапазоном головы и расходов. В случае микро hydro систем с батареями большая предсказуемость hydro ресурсов может помочь уменьшить размер других системных компонентов как банки батареи. Банки батареи систем ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ обычно измеряются, чтобы обеспечить пять дней облачно-дневной власти, в то время как маленький hydro системы обычно требуются только один или два дня хранения. Это ответственно, чтобы оценить hydro ресурс и в течение сезонов дождей и в течение сухих сезонов. Это - ответственность любого, кто использует hydro ресурс, чтобы оценить эффекты, которые водная диверсия может иметь на экологию водного пути и понять любые применимые регулирующие или юридические ограничения. Эмпирическое правило, используемое некоторыми hydro строителями, состоит в том, чтобы отклонить 10 процентов или меньше минимального потока потока. Отметьте, что использование, доступ к, контроль, или диверсия стоков воды чрезвычайно отрегулированы во многих странах. Так любое физическое изменение речного русла или банка, который может произвести качество воды или ареал обитания диких животных, независимо от того, является ли поток на частной собственности.

 

Определяющая Голова

Определяя голову, Вы должны рассмотреть и толстую или "статическую" голову, и чистую или "динамическую" голову. Толстая голова - вертикальное расстояние между вершиной penstock (трубопровод, который передает воду, под давлением, к турбине), и пункт, где вода освобождается от обязательств от турбины. Глава Сети - толстая голова минус давление или потеря давления из-за трения и бури в penstock. Эта потеря давления зависит от типа, диаметра, и длины трубопровода penstock, и числа изгибов или локтей. Вы можете использовать толстую голову, чтобы приблизить доступность власти и определить общую выполнимость, но Вы должны использовать чистую голову, чтобы вычислить доступную фактическую мощность. Есть несколько способов определить толстую голову. У самой точной техники должен быть обзор профессионала место. Если Вы знаете, что у Вас есть снижение возвышения нескольких десятков метров, менее дорогая, но менее точная техника должна использовать высотомер самолета. В некоторых странах возможно купить, заимствовать, или арендовать высотомер из небольшого аэропорта или летающего клуба. Вы должны будете объяснить эффекты атмосферного давления и калибровать высотомер по мере необходимости. Другой выбор состоит в том, чтобы использовать метод "шланга/трубы", описанный ниже.

Безотносительно метода, который Вы используете, Вы должны будете определить вертикальное расстояние между пунктом, где вода войдет в penstock и пункт, где вода освободится от обязательств от турбины. Всегда будьте сознательны безопасность, работая рядом или в потоке, особенно в узких или крутых речных руслах и быстрой воде. Никогда не работайте одни. Никогда не пробирайтесь в воду, в которой Вы не можете видеть основание и без первого тестирования глубины с палкой.

Чтобы выполнить метод "шланга/трубы", Вы будете нуждаться в помощнике, 6-9метровой длине садового шланга маленького диаметра или другого гибкого шланга трубки, трубы, и критерия или измеряющий ленту. Начните, протягивая шланг или шланг трубки вниз речное русло от пункта, что Вы решили, самое практическое возвышение для penstock потребления. Сделайте, чтобы Ваш помощник держался вверх по течению конец шланга, с трубой в этом, под водой как около поверхности насколько возможно. В то время как он или она делает это, снимает расположенный вниз по течению конец, пока вода не прекращает вытекать из него. Измерьте вертикальное расстояние между своим концом трубы и поверхностью воды. Это - общее количество, двигаются к части потока между Вами и Вашим помощником. Сделайте, чтобы Ваш помощник двинулся туда, где Вы - и помещаете трубу в тот же самый пункт, где Вы проводили свои измерения. Тогда идите вниз по течению, и повторите процедуру. Продолжите проводить измерения, пока Вы не достигаете точки, где Вы планируете поместить турбину. Сумма этих измерений даст Вам, грубое приближение общего количества направляется в Ваш сайт. Отметьте, что, из-за силы воды во вверх по течению конец шланг, вода может продолжить перемещаться через шланг после того, как оба конца шланга - фактически уровень. Вы можете вычесть немного сантиметров из каждого измерения, чтобы составлять это. Лучше быть консервативным в этих предварительных главных измерениях.