Конструкция такой самодельной мини-ГЭС следующая. На длинном стальном тросе, перекинутом с одного берега речки на другой, укреплена гирлянда гидророторов. Поток воды вращает их, а вместе с ними и трос. Если соединить конец троса с генератором постоянного тока, генератор начнет вырабатывать электричество. А если к тросу присоединить вал насоса, он будет еще и качать воду на приусадебный участок, огород, бахчу.
Самодельная речная мини-ГЭС на гидророторах без плотины, устройство, изготовление деталей и узлов самодельной мини-ГЭС, порядок их подгонки и сборки.
Мощность такой самодельной мини-ГЭС на гидророторах зависит не только от скорости течения реки, но и от числа гидророторов, их размеров. Следовательно, присоединяя к тросу дополнительные пары гидророторов, мы можем пропорционально ее увеличивать. В данном случае рассмотрен движитель, который будет вращать генератор от легкового автомобиля. Напряжение, вырабатываемое генератором — 12 В, а мощность — до 150 Вт.
Устройство самодельной речной ГЭС на гидророторах без плотины.
Прежде чем приступать к постройке такой гидростанции, подберите генератор. Заготовьте материалы: трос, доски, кровельное железо, стальной пруток и полосы. Заранее подберите место, где будет установлена электростанция. Желательно, чтобы это был прямой участок реки с чистыми, не заросшими кустарником берегами.
На выбранном участке длиной 15-20 метров наметьте два поперечных створа и, пользуясь поплавком, например, щепкой, определите скорость течения. Бросьте поплавок в воду немного выше верхнего створа и по секундомеру отсчитайте время, за которое плавок проплывет расстояние от верхнего створа до нижнего.
Бросая поплавок на разное расстояние от берега, сделайте несколько таких замеров. А потом подсчитайте среднюю скорость течения реки. Если она не меньше 0,8 м/с, смело приступайте к строительству. Длину троса вам подскажет ширина реки.
Устройство гидроротора для речной мини-ГЭС.
Каждый гидроротор состоит из двух полуцилиндров, ограниченных дисками и смещенных относительно друг друга. Гидророторы попарно прикреплены к тросу. В каждой паре один гидроротор повернут относительно другого на угол 90 градусов. Это сделано для того, чтобы получить равномерное вращение каждой пары, иначе трос будет закручиваться рывками. Трос все время растянут и в таком положении передает вращение на генератор, находящийся на берегу.
Береговые опоры.
Это доски и короткие бревна, врытые в грунт и связанные между собой стальными полосами. На одном берегу на такой опоре устанавливают генератор с редуктором, а на другом — свободную опору с упорным подшипником и крюком, которые позволяют тросу вращаться. Конец троса, идущий к генератору, перекинут через ролик и закреплен. Ролик крепится к выходному валу редуктора тоже крюком.
Установленная поперек течения речки гирлянда держится на поверхности, почти не выступая над ней. Когда нужно снять гирлянду, вынимают чеку из отверстия в крюке и снимают узел упорного подшипника вместе с концом троса. Снятую гирлянду укладывают по течению речки вблизи от берега. Во избежание несчастного случая необходимо помнить, что в момент снятия гирлянды с крюка трос раскручен не полностью. Только через 20-30 с после сброса гирлянды его можно брать в руки.
Изготовление деталей и узлов самодельной мини-ГЭС.
Трос играет роль гибкого вала. Он металлический, диаметром 10 мм. Его длина должна быть процентов на 10-15 больше ширины речки. Трос должен иметь законцовки. На одну опирается упорный подшипник, установленный на свободной опоре, через вторую на трос надеваются гидророторы. Обе законцовки пропаиваются оловом или твердым припоем.
Начинать следует с конца троса, через который надеваются гидророторы. Прежде всего, покрепче стяните его тремя витками стальной проволоки 0,2—0,5 мм, чтобы он не расплелся. Прежде чем пролудить конец троса, опустите его в бутыль с паяльной кислотой (соляная кислота, травленная цинком), а затем — в тигель с расплавленным оловом.
Операцию повторите 2—3 раза, пока не образуется сплошная пленка припоя. Лишь после этого снимите витки проволоки и конец опилите до диаметра троса. Наконечник закруглите, чтобы его было удобнее продевать через диски гидророторов.
Под второй конец троса на токарном станке выточите втулку, внутренний диаметр которой равен диаметру троса, а толщина стенки — 1,5-2,5 мм. Вставьте во втулку стальной стержень, и в таком виде зажмите в тисках. Заостренным концом молотка короткими, но не сильными ударами отогните борта втулки на 45 градусов. Затем наденьте ее на конец троса и, чтобы она пока не мешала, продвиньте немного вперед. Каждую проволочку троса на длине 20 мм согните вдвое и пролудите. Трос готов.
Узел упорного подшипника.
Состоит из обоймы, подшипника и крепежной скобы. Обойму подшипника лучше изготовить из водопроводной трубы, внутренний диаметр которой равен диаметру упорного подшипника. Длина отрезка трубы 135 мм.
С одного конца заложите в нее оправку, равную внутреннему диаметру трубы, и на наковальне или на толстой плите ударами молотка сплющите (лучше предварительно трубу разогреть докрасна). Затем просверлите отверстия 12,5 и 4,2 мм и закруглите края напильником. Упорные подшипники подберите готовые, от старых авто- или сельскохозяйственных машин.
Крепежная скоба.
Крепежную скобу сделайте из стальной проволоки 6 мм. Разрежьте ее на куски длиной по 60 мм и запилите концы. Потом плашкой нарежьте резьбу М6 на длину 10 мм. Полученный стержень согните — скоба готова. Скобу упорного подшипника делают так же.
Наденьте на трос подшипник и продвиньте его до упора (до втулки). Вложите его в обойму и скрепите крепежной скобой. Чтобы в подшипник не попадал песок, между ним и скобой проложите фетровую прокладку.
Гидроротор самодельной речной мини-ГЭС.
Он состоит из пар дисков и полуцилиндров, изготовленных из кровельного железа толщиной 0,5—0,8 мм. Начнем с того, как делать диски. На листе кровельного железа прочертите окружности. По рискам ножницами по металлу аккуратно вырежьте заготовки, а потом, чтобы увеличить жесткость и, кроме того, не порезаться, согните в два приема края заготовок. Сначала под прямым углом заготовка станет похожей на крышку от коробки из-под гуталина. Затем в тисках отогните борта молотком полностью. Получится утолщенная кромка.
Вырезать прямоугольные заготовки для полуцилиндров не составит труда. Дополнительную прочность им придадут стальные спицы 3 мм, которые надо закатать в края. Кроме того, боковые края заготовок надрежьте до штриховых линий и согните на оправке под углом 90 градусов. А потом на круглом полене 80—100 мм согните заготовки в полуцилиндры.
Полуцилиндры и диски скрепите между собой заклепками, винтами или точечной сваркой. Гидророторы готовы. Но прежде чем надевать их на трос, сделайте прорезные накладки и скобы.
Прорезная накладка.
Это диск, диаметр которого меньше диаметра диска ротора. Изготовление накладок аналогично изготовлению дисков. Все заготовки должны иметь центральное отверстие, через которое проходит трос, и паз для скоб. Чтобы получить паз, сначала расширьте половину центрального отверстия готовой заготовки полукруглым напильником до окружности 16 мм, а потом сделайте в дисках пропилы длиной 18 мм.
Но так как обычное ножовочное полотно в такое отверстие не пройдет, сточите его на наждаке под ширину 15 мм. Ширину паза расширьте надфилем до размера 2,8 мм. Скобы 70×40 мм вырежьте из стальной полосы толщиной 2,5 мм. Вдоль продольной оси каждая скоба должна иметь полукруглый паз глубиной 4 мм. Чтобы его было проще сделать, нагрейте заготовку на огне до красного каления, положите на тиски и через накладку ударами молотка осадите металл до требуемой глубины.
Соединение гидророторов.
Гидроротор со скобой входит в вырез накладки. В каждой паре, напоминаем, один из гидророторов должен быть развернут на 90 градусов. Трос жестко притянут болтовой дужкой к стягивающей скобе. Осевое перемещение прицепного гидроротора ограничено мягкой проволокой, которая одной стороной продета в дужку, а второй закреплена на шайбе. Такое соединение обеспечивает передачу мощности с гидророторов на трос, а также необходимую свободу при перемещении одного гидроротора относительно другого.
Крюки изготовьте из стального прутка 16 мм. Прежде чем сгибать заготовку, нагрейте ее. В крюке ролика просверлите отверстие 2 мм под шплинт. В крюке упорного подшипника — 4,2 мм под чеку. Ролик выточите на токарном станке или склепайте из трех дисков — одного толщиной 10 мм и двух других — по 3 мм. Материал — сталь, латунь.
Кол выстругайте из твердого дерева и набейте на него стальные кольца. Отрезки трубы с внутренним диаметром 28 мм. Вместо деревянного кола можете взять отрезки стальных труб, вбив в них заглушки с наконечниками.
Устройство передачи.
Трос должен вращаться со скоростью 3—4 оборота в секунду. Генератор же может вырабатывать электрический ток при 1000—1500 оборотах в минуту. Чтобы получить такую частоту вращения на генераторе, нужен повышающий редуктор с передаточным отношением от 5 до 10. Его можно сделать самим или приобрести в магазине.
Практические советы по сборке самодельной речной мини-ГЭС на гидророторах.
Вы изготовили детали, собрали узлы и, наконец, установили их на береговых опорах. Через реку перекинули трос с гидророторами — электростанция начала вырабатывать электрическую энергию. Немного, всего 150 Вт, но и этого количества вполне хватит, чтобы в полный накал горело несколько лампочек, рассчитанных на рабочее напряжение 12 В.
А вот как быть, если вам потребуется мощность в несколько раз большая, например, для питания насоса с электрическим приводом? Тогда можно собрать несколько таких электростанций. Разумеется, на воде гирлянды следует установить параллельно и на некотором отдалении друг от друга. Также параллельно подсоедините проводники от генераторов к линии электропередачи.
По материалам книги «Альтернативные источники энергии и энергосбережение».
