МИНИ-ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к области малой гидроэнергетики и может применяться для энергообеспечения удаленных объектов (жилого дома, турбазы, стоянки фермера и др.) за счет использования энергии небольших водотоков.
Известна мини-гидроэлектростанция (далее мини - ГЭС) (), включающая вал с лопастями, редуктор, передаточный механизм и генератор, выполненный в виде асинхронного двигателя.
Данная мини-ГЭС позволяет использовать энергию водного потока малых рек для получения электроэнергии. Такая электростанция не нарушает экологию, так как не требует использования горючего с токсичными выбросами или строительства плотин и затопления водой значительных площадей.
Недостатком известной мини-ГЭС является ее громоздкость и сложность установки, что ограничивает область ее использования и затрудняет остановку ее работы.
Наиболее близкой к предлагаемой является мини-гидроэлектростанция (прототип) (патент РФ на полезную модель №121870, МПК F03B 13/00, опубл. 10.11.2012), включающая раму, установленный на раме вал с насаженными на нем лопастями, редуктор, связанный с валом и редуктором механизм передачи энергии вращения и генератор, выполненный в виде асинхронного двигателя с конденсаторами. Мини-гидроэлектростанция снабжена по меньшей мере одним понтоном, установленным на раме, механизм передачи энергии вращения выполнен в виде зубчатого ремня, редуктор выполнен двухступенчатым с передаточным числом по меньшей мере 1×25, причем, редуктор, механизм передачи энергии вращения и генератор установлены на раме.
Мини-гидроэлектростанция по патенту №121870 компактна и удобна в монтаже и эксплуатации. Она может быть установлена в любом произвольном месте на реке без сооружения каких-либо устройств на берегу реки.
Недостатком мини-гидроэлектростанции по патенту №121870 является сложность остановки ее работы и аккумулирования электроэнергии, например, в ночное время или когда нет работающих электроприборов. Это обусловлено тем, что поток воды поступает на лопасти постоянно, а генератор в виде асинхронного двигателя вырабатывает электроэнергию с высоковольтным напряжением, которую можно аккумулировать только при помощи дополнительного оборудования.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в повышении эффективности использования мини-гидроэлектростанции.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемая мини-гидроэлектростанция включает раму, установленный на раме вал с насаженными на нем лопастями, установленные на раме механизм передачи энергии вращения, выполненный в виде по меньшей мере одного зубчатого ремня, генератор и, по меньшей мере, один понтон. Дополнительно она снабжена вертикальной стойкой и установленными на раме со стороны потока направляющими подвижными створками, а генератор выполнен в виде мотор-колеса и установлен на верхнем конце вертикальной стойки.
Снабжение мини-гидроэлектростанции направляющими подвижными створками обеспечит возможность регулирования скорости потока, а в случае необходимости - остановки работы мини-ГЭС. Это позволит повысить эффективность ее использования, легко и просто остановить работу мини-ГЭС на период, когда необходимость в выработке электроэнергии отпадет.
Выполнение генератора в виде мотор-колеса обеспечивает возможность выработки электроэнергии с низковольтным напряжением от 12 до 48 Вольт. Низковольтное напряжение позволяет накапливать электроэнергию в аккумуляторах без дополнительного сложного оборудования. Благодаря этому при неработающих электроприборах происходит аккумулирование электроэнергии, что исключает работу мини-гидроэлектростанции вхолостую.
В совокупности выполнение генератора в виде мотор-колеса и снабжение мини-гидроэлектростанции подвижными направляющими створками позволят повысить эффективность ее использования, поскольку вырабатываемая электроэнергия при неработающих электроприборах аккумулируется для последующего использования, а скорость потока воды регулируется, обеспечивая необходимую скорость вращения лопастей или их полную остановку.
Для обеспечения возможности установки мотор-колеса существенно выше уровня воды целесообразно в нижней части вертикальной стойки дополнительно установить шкив, а механизм передачи энергии вращения, выполнить в виде двух зубчатых ремней, один из которых соединяет вал со шкивом, а второй - шкив с осью генератора.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически представлена заявляемая мини гидроэлектростанция, вид сбоку; на фиг. 2 - вид сверху.
Предлагаемая мини-гидроэлектростанция (фиг. 1, 2) включает раму 1, установленный на раме вал 2 с насаженными на нем лопастями 3, установленные на раме 1 механизм передачи энергии вращения, выполненный в виде по меньшей мере одного зубчатого ремня 4, генератор 5, выполненный в виде мотор-колеса, и, по меньшей мере, один понтон 6. На раме 1 со стороны потока установлены направляющие подвижные створки 7. Генератор 5 установлен на вертикальной стойке 8.
Предлагаемая мини-гидроэлектростанция работает следующим образом.
Мини-гидроэлектростанцию доставляют автотранспортом к месту использования. Производят сборку и установку на воду, а затем стопорят установку с помощью стопорного устройства (на фиг. не показано). Затем производят настройку параметров и запуск мини-гидроэлектростанции.
Створки 7 настраивают для получения оптимальной скорости потока воды. Под действием потока воды лопасти 3 начинают вращаться и вращать вал 2, на котором они установлены. Зубчатый ремень 4 передает энергию вращения с вала 2 на генератор 5 в виде мотор-колеса. Генератор 5 преобразует энергию вращения в электрическую энергию низковольтного напряжения, которая поступает к пользователю. Пользователь может использовать полученную электроэнергию для работы низковольтных приборов или накапливать ее в аккумуляторах для последующего использования.
При возникновении необходимости остановки работы мини-ГЭС створки 7 устанавливают в положение, обеспечивающее полное перекрытие потока воды. Поток воды перестает поступать на лопасти 3 и мини-гидроэлектростанция прекращает вырабатывать электроэнергию.
Когда снова возникнет необходимость в выработке электроэнергии, створки 7 просто устанавливают в положение, обеспечивающее доступ потока воды к лопастям 3, и мини-ГЭС начинает выработку электроэнергии.
Использование предлагаемой мини гидроэлектростанции очень просто, не требует эксплуатационных затрат и затрат на техническое обслуживание. Использование источников бесперебойного питания или аккумуляторных батарей позволит более рационально использовать ресурс мини-ГЭС за счет накапливания электроэнергии, например, в ночное время. Кроме того, низковольтное напряжение повысит безопасность работы предлагаемой мини-ГЭС.
Возможность остановки работы мини-ГЭС без демонтажа также обеспечивает более рациональное использование мини-ГЭС и, кроме того, повышает ресурс ее работы за счет исключения холостого вращения лопастей и, следовательно, уменьшения износа деталей.
Кроме того, предлагаемая мини-гидроэлектростанция позволяет сохранять природный ландшафт и окружающую среду. Отсутствует отрицательное влияние на качество воды: она полностью сохраняет первоначальные природные свойства.