Здавалка
Главная | Обратная связь

Основные технические характеристики микрогидроэлектростанций.



 

Таблица 1. Микрогидроэлектростанции с пропеллерными турбинами

Параметры 10ПР 10ПР 15ПР 15ПР 50Пр
Напор, м 0,6 – 4,0 2,2 – 4,0 1,3 – 5,0 3,5 – 15,0 10,0 – 50,0
Мощность, кВт 1,0 – 4,5 1,5 – 8,0 1,75 – 3,5 3,5 – 7,0 4,0 – 10,0
Расход, м3 0,07 – 0,14 0,10 – 0,21 0,10 – 0,20 0,15 – 0,3 0,36 – 0,80
Частота вращения, мин-1 600, 750
Номинальное напряжение, В +15 –30 +15 –30 +15 –30 +15 –30 +15 –30
Номинальная частота тока, Гц 50 +2,5 50 +2,5 50 +2,5 50 +2,5 50 +2,5
                       

 


 

Таблица 2. Микрогидроэлектростанции с диагональными турбинами

Параметры 50D 100D
Мощность, кВт 10 – 50 до 100
Напор, м 10 – 25 25 – 55
Расход, м3 0,05 – 0,28 0,19 – 0,25
Частота вращения, мин-1 1500; 3000
Номинальное напряжение, В 230 + 15 –30 | 400 +25 –50 230 +15 –30 | 400 +25 –50
Номинальная частота тока, Гц 50 +2,5 50 +2,5

 


 

Таблица 3. Гидроагрегаты с пропеллерными турбинами

Параметры ГА1 ГА8 Пр15 Пр30
Мощность, кВт 100 – 330 150 – 1350 до 130,0 до 290,0
Напор, м 1,0 – 9,0 9,0 – 25,0 2,0 – 12,0 4,0 – 30,0
Расход, м3 2,3 – 6,2 2,5 – 7,0 0,44 – 1,5 0,38 – 1,3
Частота вращения, ротора турбины, мин-1 200 – 350 500; 600 600; 750; 1000 750; 1000; 1500
Номинальное напряжение, В 400; 6000 400; 6000; 10000 230/400 230/400
Номинальная частота тока, Гц 50 +2,5 50 +2,5 50 +2,5 50 +2,5

 


 

Таблица 4. Гидроагрегаты с радиально-осевыми турбинами

Параметры ГА2 ГА4 ГА9 ГА11
Мощность, кВт
Напор, м 30 – 100 25 – 60 70 – 120 80 – 160
Расход, м3 0,4 – 1,2 0,4 – 1,4 0,8 – 3,2 1,0 – 4,3
Частота вращения, ротора турбины, мин-1 1000; 1500 750; 1000 750; 1000
Номинальное напряжение, В 400; 6000 400; 6000 6000; 10000 6000;10000
Номинальная частота тока, Гц 50 +2,5 50 +2,5 50 +2,5 50 +2,5

 


 

Таблица 5. Гидроагрегаты с ковшовыми турбинами

Параметры ГА5 ГА10
Мощность, кВт 145 – 620 290 – 3000
Напор, м 150 – 250 200 – 450
Расход, м3 0,13 – 0,33 0,19 – 0,90
Частота вращения, ротора турбины, мин-1 500 – 600 750 – 1000
Номинальное напряжение, В 400; 6000 400; 6000; 10000
Номинальная частота тока, Гц 50 +2,5 50 +2,5

 

Таблица 6.Выпуск Иркутской фирмой «ЭСТ» серийных установок для микро ГЭС со следующими характеристиками:

Модель Мощность Напряжение тока, В Номинальная частота тока, Гц Напор, м Расход, м3 Цена
10 Пр до 10 кВт 1 – 4,5 0,07 – 0,14 198 000 р.
50 Пр до 50 кВт 230 / 400 1,0 – 10,0 0,36 – 0,80 896 000 р.

Харьковским ГПО «Монолит» выпускаются установки микроГЭС, предназначенная для электроснабжения потребителей в местах, удаленных от линий электропередач, расположенных возле водоемов, обеспечивающих создание рабочего напора от 2,5 до 7 м водяного столба с расходом воды для мощностей:

 

Таблица 7. Характеристики установок микроГЭС Харьковского ГПО «Монолит»:

Мощность, кВт Расход воды, м3
0,16 (оптимальный)
5 – 10 0,5 (максимальный)
15 – 50 0,4 – 1,3

 

В комплект микро ГЭС входят:

1) энергоблок, состоящий из гидротурбины и трехфазного генератора переменного тока;

2) блок(и) регулирования напряжения и частоты (для генератора мощностью 5 или 10 кВт – 1 блок, для генератора мощностью 15, 25, 50 кВт соответственно 2,3 и 5 блоков с модулем распределителем);

3) комплекты нагрузочных сопротивлений и кабелей.

Простота конструкции и надежность работы оборудования не требует специальной подготовки при монтаже и обслуживанию Микро ГЭС.

 

 


Таблица 7. Основные технические характеристики

Диапазон мощности генератора 5 – 50 кВт
Номинальное фазное напряжение 220 В
Род тока переменный синусоидальный трехфазный
Номинальная частота, 50 Гц
Отклонение напряжения при изменении автономной нагрузки от 10 % до 100 % номинальной мощности, не более 5 %
Установившееся отклонение напряжения при неизменной симметричной нагрузке, не более 3 %

 

Существуют новые разработки по «двигателям для утилизации энергии текущей среды» или безплотинных ГЭС нового поколения. Предлагается оригинальный, ранее не использовавшийся ни в одной из существующих конструкций, способ использования энергии как водного потока любого вида (рек, ручьев, приливов, морской волны и т.д.) так и движения воздушных масс. При этом используется естественный поток, без предварительного преобразования (строительства дамб, каналов, напорных труб).

Данный способ отбора мощности водного потока является наиболее выгодным и с экологической точки зрения, так как совершенно не нарушает естественного русла реки, занимая от 1 % до 10 % площади, тем самым, не препятствуя свободному перемещению речной фауны и флоры в отличие от существующих ГЭС.

Конструкция представляет собой систему (два ряда) лопастей прямоугольной формы (плоская пластинка) оси которых делят их на две не равные части, большая из которых всегда (за счёт действия потока) находится за осью дальше по потоку. Тем самым достигается минимальное её вращение вокруг своей оси и, следовательно, наименьшие турбулентные завихрения. Оси лопастей своей верхней и нижней частями, в свою очередь, закреплены на верхней и нижней, замкнутых в кольца – цепях ПРЛ (либо на любом другом гибком элементе). Цeпи передают усилие через звёздочки (рабочие колёса) на два вертикальных вала, с которых механическая энергия движущейся среды (воды, воздуха и т.п.) через гибкую муфту и промежуточный вал передаётся на валы электрогенераторов. Валы установки через подшипники скольжения (качения) жёстко закреплены на каркасе установки, имеющим закрытые на 2/3 боковые и глухую нижнюю стенки, что не препятствует поступлению дополнительной воды из окружающего потока через верх и 1/3 боковых стенок установки. В одном каркасе рационально размещать минимум три установки.

Положение лопастей по отношению к основному потоку регулируется неподвижными направляющими для цепи и подвижными для большей из сторон лопасти, а, меняя расстояние между подвижной направляющей для лопасти и неподвижной для цепи мы задаем необходимый угол поворота между лопастью и направлением основного потока от 0 ° до 45 °, добиваясь тем самым оптимального режима работы установки либо останавливая её полностью. Таким образом, поток воздействует на лопасть фактически перпендикулярно, под 90 °. Один из валов установки имеет натяжное устройство, регулирующее натяжение цепей. Лопасти должны иметь свободу вращения на своих осях, а оси так же свободно вращаться в креплениях к цепям. Между лопастью и местом крепления к цепи на осях должны устанавливаться ролики, которые и будут двигаться по неподвижным направляющим, удерживая тем самым цепь постоянно в перпендикулярном положении относительно направления основного потока.

В отличие отныне существующих источников электроэнергии данная конструкция создавалась «подручной», приемлемой для ручного изготовления, монтажа и обслуживания. Она позволяет использовать комплектующие из уже выпускающегося на сегодня оборудования: сельскохозяйственная техника, отслужившего свой срок автотранспорта и т.п.

Размеры лопастей, их количество, соответственно и прочность цепи подбираются в зависимости от ширины и глубины реки, а количество установок в длину реки – от необходимой мощности потребления.

Под принятые характеристики изготавливается соответствующий корпус, желательно из трубы, для получения дополнительной плавучести. Каркас делается разборным, что позволит собирать его на месте эксплуатации без привлечения грузоподъёмных механизмов.

Размеры блоков не ограничены, в зависимости от необходимой мощности и размеров реки.

Именно это и позволяет наиболее полно использовать каждый кубический метр потока движущейся среды и использовать возникающие центробежное и центростремительное ускорения, значительно увеличивающие как скорость движения потока, так и действие силы тяжести, разделённого на секции, потока движущейся среды. В нашем случае – реки.

 

 

 

Рисунок 2 – Гидроэнергоблоки безплотинных ГЭС нового поколения с двумя установками

Рисунок 3 – Микро ГЭС в сборе

 

 

Рисунок 4 – Поток на выходе установки υ = 3,14 м/с

(отсутствие торсионных полей)

 

 

Рисунок 5 – Поток на входе в установку υ = 1 м/с

 

 


 

Заключение

Одним из наиболее эффективных направлений развития нетрадиционной энергетики является использование энергии небольших водотоков с помощью микро - и малых ГЭС. Это объясняется, с одной стороны, значительным потенциалом таких водотоков при сравнительной простоте их использования, а с другой - практическим исчерпанием гидроэнергетического потенциала крупных рек в этом регионе.

Объекты малой гидроэнергетики условно делят на два типа: "мини" - обеспечивающие единичную мощность до 5000 кВт, и "микро" - работающие в диапазоне от 3 до 100 кВт. Использование гидроэлектростанций таких мощностей - для России вовсе не новое, а хорошо забытое старое: в 50-60-х годах у нас работало несколько тысяч малых ГЭС. Сегодня их количество едва достигает нескольких сотен штук. Между тем, постоянный рост цен на органическое топливо приводит к значительному удорожанию электрической энергии, доля которой в себестоимости производимой продукции достигает 20 и более процентов. На этом фоне малая гидроэнергетика обретает новую жизнь.

Современная гидроэнергетика по сравнению с другими традиционными видами электроэнергетики является наиболее экономичным и экологически безопасным способом получения электроэнергии. Малая гидроэнергетика идет в этом направлении еще дальше. Небольшие электростанции позволяют сохранять природный ландшафт, окружающую среду не только на этапе эксплуатации, но и в процессе строительства. При последующей эксплуатации отсутствует отрицательное влияние на качество воды: она полностью сохраняет первоначальные природные свойства. В реках сохраняется рыба, вода может использоваться для водоснабжения населения. В отличие от других экологически безопасных возобновляемых источников электроэнергии - таких, как солнце, ветер, - малая гидроэнергетика практически не зависит от погодных условий и способна обеспечить устойчивую подачу дешевой электроэнергии потребителю. Еще одно преимущество малой энергетики - экономичность. В условиях, когда природные источники энергии - нефть, уголь, газ - истощаются, постоянно дорожают, использование дешевой, доступной, возобновляемой энергии рек, особенно малых, позволяет вырабатывать дешевую электроэнергию. К тому же сооружение объектов малой гидроэнергетики низкозатратно и быстро окупается. Так, при строительстве малой ГЭС установленной мощностью около 500 кВт стоимость строительно-монтажных работ составляет порядка 14,5-15,0 млн рублей. При совмещенном графике разработки проектной документации, изготовления оборудования, строительства и монтажа малая ГЭС вводится в эксплуатацию за 15-18 месяцев. Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на подобной ГЭС, составляет не более 0,45-0,5 рублей за 1 кВтч, что в 1,5 раза ниже, чем стоимость электроэнергии, фактически реализуемой энергосистемой. Кстати, в ближайшие один-два года энергосистемы планируют ее увеличить в 2-2,2 раза. Таким образом, затраты на строительство окупятся за 3,5-5 лет. Реализация такого проекта с точки зрения экологии не нанесет ущерба окружающей среде.

Необходимо отметить, кроме этого, что реконструкция выведенной ранее из эксплуатации малой ГЭС обойдется в 1,5- 2 раза дешевле.

Проектированием и разработкой оборудования для таких ГЭС занимаются многие российские научно-производственные организации и фирмы. Разработаны оригинальные технические решения систем автоматического управления малыми и микроГЭС. Использование таких систем не требует постоянного присутствия на объекте обслуживающего персонала - гидроагрегат надежно работает в автоматическом режиме. Система управления может быть выполнена на базе программируемого контроллера, который позволяет визуально контролировать параметры гидроагрегата на экране компьютера.

 

Гидроагрегаты для малых и микроГЭС, предназначены для эксплуатации в широком диапазоне напоров и расходов с высокими энергетическими характеристиками и выпускаются с пропеллерными, радиально-осевыми и ковшовыми турбинами. В комплект поставки входят, как правило, турбина, генератор и система автоматического управления гидроагрегатом. Проточные части всех турбин разработаны с использованием метода математического моделирования.

Малая энергетика - это на сегодняшний день наиболее экономичное решение энергетических проблем для территорий, относящихся к зонам децентрализованного электроснабжения, которые составляют более 70% территории России. Обеспечение энергией удаленных и энергодефицитных регионов требует значительных затрат. И здесь далеко не всегда выгодно использовать мощности существующей федеральной энергосистемы. Гораздо экономичнее развивать мощности малой энергетики, экономический потенциал которой в России превышает потенциал таких возобновляемых источников энергии, как ветер, солнце и биомасса, вместе взятых.


 

Список литературы

1. Березовский Н.И. и др. Технология энергосбережения, 2012

2. Мунц В.А. Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях, 2011

3. Самойлов М.В. Основы энергоргосбережения, 2014







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.