ЭКОТОК Альтернативная энергетика ветряки солнечные батареи тепловые насосы электромобили биотопливо энергосбережение  спецтехника автомобили строительство выставки eco technology
 
 

Расчёт напорной микро ГЭС

 

Гидроэнергетика,Альтернативная энергия,ГЭС

 

 

 

Если пластина неподвижна и перпендикулярна скорости потока, то на нее действует сила


Где:
F – сила давления потока [н],
Сx – коэффициент сопротивления, зависящий от формы тела,
ρ – плотность воды 1000 [кг/м3] , или плотность воздуха 1,29 [кг/м3]
S – площадь поперечного сечения пластины [м2]
Vв – скорость воды, ветра [м/с].

   Коэффициент Cx зависит от формы тела. Понятно, что скорлупка, обращенная отверстием навстречу потоку, имеет большее сопротивление, чем та же скорлупка обращенная выпуклостью к потоку. Самым же обтекаемым будет каплеообразная форма тела, обращенная тупым, а не острым, как ни странно, концом к потоку. Значения коэффициентов Cx для некоторых тел приведены ниже.

  • Тонкая пластина перпендикулярная потоку Cx =1,11 – для небольших пластин и Cx = 1,33 для больших, размером несколько метров, пластин
  • Полусфера, отверстие обращено навстречу потоку (парашют) Cx=1,33
  • Полусфера, отверстие обращено по потоку Cx =0,35
  • Тело обтекаемой каплеобразной формы Cx =0,05
  •                                                                                                   Когда пластина движется, то она как бы убегает от потока и относительная скорость потока, набегающего на пластину, снижается. Поэтому сила напора потока также будет меньше

                                                                                                      Мощность равняется произведению силы на скорость

             
       Обратите внимание, что в этой формуле стоит не скорость потока, а скорость перемещения пластины.
       Мощность, получаемая от потока, составит

       Если пластина неподвижна, то полезная мощность равна нулю. Если пластина движется со скоростью потока, то она не испытывает давления и мощность тоже равна нулю. Есть оптимальная скорость пластины, при которой получаемая мощность максимальна. Эта скорость равна 1/3 от скорости потока. Напорные установки очень медленные. Привести в действие от нее какой-либо механизм или генератор становится проблемой. В старину такие установки применялись для помола муки. Их скорость хорошо была согласована с медленными жерновами. Сейчас проще от гидроустановки получить электроэнергию, а уж потом все необходимые работы произвести с помощью электроустановок. Но состыковать напорную установку с генератором - большая проблема. Требуется мультипликатор с коэффициентом в несколько сотен раз.

        Максимальный теоретический КИЭВ (коэффициент использования энергии ветра, воды), который можно получить от напорной установки с вогнутыми лопастями составит 0,197. Это в три раза ниже, чем у пропеллера. Поэтому суммарная площадь поперечного сечения (миделя) лопастных установок будет в 6 раз больше, чем у пропеллера.

       Мощность напорной установки будет равна:

    N = 98,5SV3

                                                            Где:

    N - мощность в Вт
    S - площадь миделя опущенного в воду в квадратных метрах. Т.е. это площадь одной пластины, находящейся в воде, а не сумма всех пластин, находящихся в воде.   
    V - скорость реки м/с

       Если взять багажник от Жигулей и поместить его в поток воды 1 м/с, то он испытывает давление около 660 Н или более привычно 66 кгс, когда неподвижен. Обращаться с такой установкой в воде чрезвычайно сложно. И опасно. А мощность в итоге получается очень маленькой. Около 100 Вт. Кстати, для подъема кубометра воды в сутки на высоту в 10 метров необходим постоянно включенный моторчик чуть больше ватта. Без учета потерь. Из этого расчета, в общем-то, и возникла идея сделать напорную микро ГЭС из багажников Жигулей - "гравицапу". Реальность оказалась такова, что получаемая мощность съедается потерями на трение в насосе. Да и речки такие быстрые редкость. В основном 0,5 м/с и меньше. Мощность установки в потоке 0,5 м/с в 8 раз меньше, чем при 1 м /с - 12 Вт. Такой мощности не всегда хватит даже на преодоление сил трения.

     
     
    Добавление комментариев временно отключено!
    Комментарии посетителей:
    МММ
    19:04 11/02/2011
    А что это за мини ГЭС на верхней фотографии?! Судя по всему серийная штуковина... Кто что знает про неё?!