Плавучая минигидроэлектростанция Нагоева Т.Р.

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к конструкциям малогабаритных гидроэлектростанций, которые могут быть использованы преимущественно на небольших предприятиях, фермерских хозяйствах, расположенных в труднодоступных горных районах, вблизи бурных горных рек и речек, а также в пограничных заставах, дежурных постах МЧС и в сфере туризма.
Известна роторная гирляндная гидростанция, состоящая из цепи роторов, закрепленных на гибком стальном тросе, перетянутом поперек реки, при этом сам трос исполняет роль вращательного вала, один конец которого фиксируется на опорном подшипнике, а второй - активирует вал генератора [1].
К недостаткам известной роторной гидроэлектростанции можно отнести большую ее материалоемкость, опасность для окружающих (длинный подводный трос, скрытые в воде роторы, перегораживание реки) и низкий КПД. В этой связи такие гидроэлектростанции используются преимущественно в безлюдной местности (например, около летних пастбищ).
Известен также современный аналог гирляндной установки -погружные или наплывные рамные станции с поперечными роторами [1].
В отличие от своей гирляндной предшественницы, эти конструкции не перегораживают всю реку, а задействуют только часть русла, причем установить их можно на понтоне или плоте или вовсе опустить на дно водоема.
Однако подобные гидроэлектростанции имеют достаточно сложную конструкцию и могут быть использованы исключительно на крупных реках и совершенно не пригодны для использования в труднодоступных горных районах, где скорости водного потока могут быть значительными. Кроме того конструкция поперечных роторов таких электростанций не обеспечивает необходимую безопасность для обитателей водной среды.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является плавучая бесплотинная минигидроэлектростанция (далее плавучая минигидроэлектростанция) конструкции инженера Б. Кажинского, содержащая деревянную платформу, размещенную на двух поплавках (катамаранного типа), водяное (рабочее) колесо, соединенное при помощи клиноременного мультипликатора с электрогенератором, линию электропередачи, а также растяжки с якорем (6 штук) и размещенные на платформе вспомогательное и техническое помещения [2].
Известная плавучая минигидроэлектростанция имеет сложную, массивную и не транспортабельную в сложных горных условиях конструкцию. При диаметре водяного колеса 6 метров с 24 лопатками-лопастями она делает лишь 10-12 оборотов в минуту, развивая на валу мощность до 6 кВт.
Техническим результатом заявленной полезной модели является создание легкого и транспортабельного варианта плавучей минигидроэлектростанции со съемными и упрощенными элементами конструкции, обеспечивающими удобства при транспортировке и размещении на малых горных реках.
Технический результат достигается тем, что в известной плавучей минигидроэлектростанции, содержащей платформу, размещенную на двух поплавках катамаранного типа, водяное колесо, соединенное при помощи мультипликатора с электрогенератором, линию электропередачи, растяжки для крепления платформы к береговой линии, согласно заявленной полезной модели платформа выполнена П-образной формы, на боковинах которой с внутренней стороны размещены поплавки обтекаемой формы, снабженные снизу транспортными колесами, при этом, в центральной части платформы предусмотрен проем, где размещено рабочее колесо с лопастями на опорах, а в передней ее части - съемная рукоятка для перемещения минигидроэлектростанции по грунтовым дорогам и установки ее в труднодоступных руслах реки, при этом все элементы плавучей минигидроэлектростанции выполнены съемными для обеспечения удобств при транспортировке и размещении ее на малых горных реках.
Предложенная плавучая минигидроэлектростанция отличается от прототипа тем, что она содержит съемные и упрощенные элементы конструкции, обеспечивающие удобства при транспортировке и размещении на малых горных реках.
На рисунках (Фиг. 1 - Фиг. 3) схематично представлена плавучая минигидроэлектростанция в трех проекциях: вид сбоку (Фиг. 1); вид сверху (Фиг. 2) и вид слева по стрелке «А» (Фиг. 3).
Плавучая минигидроэлектростанция содержит платформу 1, которая выполнена П-образной формы, на боковинах 2 которой с внутренней стороны размещены поплавки 3, которые выполнены обтекаемой формы и снабжены снизу транспортными колесами 4.
Для обеспечения необходимой жесткости конструкции поплавки 3 прикреплены к боковинам 2 платформы и к верхней плоской ее поверхности с помощью болтовых соединений 5. Для обеспечения необходимой прочности конструкции поплавки 3 изготовлены из прочного полиэтилена методом ротационного формования. В центральной части платформы 1 (Фиг. 2, Фиг. 3) предусмотрен проем 6, где на опорах 7 размещено вращающееся на валу 8 рабочее колесо с лопастями 9, погруженное наполовину в воду. Выходной конец вала 8 через редукторный мультипликатор 10 подключен к генератору электрического тока 11, выход которого через линию электропередачи подключен к внешнему потребителю электрического тока (на рисунках линия электропередачи и потребитель электрического тока не показаны). Электрический генератор 11 заключен в водонепроницаемый корпус, при этом передача крутящего момента от редукторного мультипликатора 10 на вал генератора 11 осуществляется без механического контакта с помощью магнитной муфты (на рисунках муфта не показана), что обеспечивает надежную защиту работающих частей привода и генератора 11 от воздействия воды. На корпусе платформы 1 в задней ее части размещено рулевое устройство 12 пластинчатого типа для управления положением плавучей минигидроэлектростанции в потоке воды. К носовой части поплавков 3 прикреплены растяжки 13 для крепления минигидроэлектростанции к береговой линии или к различным выступам в речном русле. Минигидроэлектростанция содержит также в передней части съемную рукоятку 14 для перемещения ее вручную к руслу реки, при этом все элементы плавучей минигидроэлектростанции выполнены съемными.
Доставка минигидроэлектростанции к месту назначения может осуществляться на полуприцепе с помощью автотранспортных средств, имеющих хорошую проходимость в горных условиях. Маломощные минигидроэлектростанции могут доставляться к месту назначения в разобранном виде в рюкзаках. После доставки плавучей минигидроэлектростанции к месту назначения осуществляют его разгрузку, сборку и установку в русле реки (речки) в той ее части, где скорость водного потока является наивысшей. Съемная рукоятка 14 в этом случае позволяет вручную закатывать установленную на колесах 4 минигидроэлектростанцию в русло реки и фиксировать ее в водном потоке с помощью растяжек 13, прикрепленных к береговой линии или к различным выступам в речном русле. В сложных горных условиях, когда из-за сложности берегового рельефа невозможно это сделать, используется рулевое устройство 12, которое позволяет вывести плавучую минигидроэлектростанцию в зону быстрого течения и зафиксировать ее в водном потоке.
В процессе работы минигидроэлектростанции вырабатываемая электрическая энергия от двух генераторов 11 по линии электропередачи (на рисунках не показано) поступает на соответствующие преобразователи, установленные на берегу, и используется для нужд потребителем.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает следующие преимущества в сравнении с прототипом:
1. П-образная форма платформы и размещение поплавков с внутренней стороны между верхней ее плоскостью и боковинами обеспечивает необходимую жесткость конструкции в целом, что немаловажно для успешной работы минигидроэлектростанции в жестких условиях горных рек.
2. Наличие колес и съемной рукоятки позволяет легко перемещать минигидроэлектростанцию по грунтовым дорогам и устанавливать ее в труднодоступных руслах реки и речек вручную.
3. Съемность (разборность) элементов конструкции обеспечивает возможность транспортировки минигидроэлектростанции на значительные расстояния на автомобильном полуприцепе или другом транспортном средстве, а также в рюкзаках.
Предлагаемая плавучая минигидроэлектростанция может быть использована для снабжения электроэнергией небольших предприятий, фермерских хозяйств, пограничных застав, дежурных постов МЧС, расположенных в труднодоступных горных районах, вблизи бурных горных рек и речек, а также в сфере туризма.
Источники информации
1. http://sovet-ingenera.com/eco-energy/eko-dom/gidroelektrostanciva-svoimi-rukami.html
2. www.freeseller.ru/2847-plavuchaj…-mini-gjes.html (ПРОТОТИП).