Возобновляемый водный ресурс

Как-то странно распорядилась погода в февральские дни нынешнего года. Думаю, со мной согласятся большинство читателей, что солнечные теплые дни и температура до плюс 9 -110С не характерна для лютого месяца. Не хочу сказать, что такие факты указывают на признаки глобального потепления, но эта тема требует отдельного повествования. Хочу направить вашу мысль на половодье, связанное с началом весны.

Ежегодно, с таяньем снега и льда увеличиваются в объёмах большие и малые реки, а вода является источником энергии или как это сейчас называют – возобновляемый водный ресурс. Оставим большие ГЭС и поговорим о малых, не требующих больших капитальных вложений, тем боле, что в Украине насчитывается около 70000 малых рек.

Думаю, никого не нужно убеждать, что возобновляемые источники энергии и альтернативная энергетика сейчас наиболее актуальная тема для осуждения в реализации экономики большинства государств. Во-первых, это связано с сокращением сжигания первичного топлива и во-вторых со снижением выбросов углекислого газа в атмосферу, напрямую связано с термином глобальное потепление.

В каждодневной получаемой нами информации большинство материала посвящено альтернативным источникам, преобразующим солнечную и ветровую энергию. Это и понятно, с совершенствованием технологий изготовления солнечных панелей и снижением их цены идет интенсивное внедрение солнечных электростанций, и прежде всего в домашних индивидуальных хозяйствах.

И тем не менее, одним из вариантов обеспечить собственную энергонезависимость, освободиться от монополии энергопоставщика является использование энергии водяного потока. Для жителей, проживающих вблизи рек, этот вопрос был всегда актуальным и многие изобретатели, да и просто находчивые люди стремились построить небольшие гидростанции (мини/микро ГЭС), чтобы обеспечить себя электрической энергией. Технологии и конструкции таких установок постоянно совершенствовались и на сегодня их в различных модификациях предлагает рынок.

Однако, в последнее время появились уникальные установки по использованию энергии движущей массы воды, которые значительно превышают характеристики предыдущих и самое главное, не создают заторов и положительно влияют на флору и фауну рек. О двух таких технологиях хочу с вами поделиться уважаемый читатель, сегодня на страницах своего блога.

Безплотинная мини-ГЭС Ленева вырабатывает 11 кВт в час при скорости течения реки 1 м/с      

Мини-ГЭС — гидроэнергоблок Николая Ленева использует оригинальный, ранее не использовавшийся ни в одной из существующих конструкций, способ получения энергии как из водного потока любого вида (рек, ручьёв, приливов, морской волны и т.д.), так из движения воздушных масс. При этом используется естественный поток, без предварительного преобразования (строительства дамб, каналов, напорных труб).

Данный способ отъёма 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.

Вот как сам автор отзывается о своем ноу-хау.
«Для того чтобы понять, как и какие силы действуют в гидроэнергоблоке (ГЭБ), достаточно провести эксперимент в собственной квартире. Для этого наберите в ванну воды, отмерьте 1 метр и поставьте метки.

Для начала — просто проведите ладонью по воде. Попробовали? Теперь возьмите на кухне разделочную доску и сравните ее площадь с площадью моей лопасти — 180 х 500 мм. Скорее всего, она будет 0,5 площади лопасти. Осторожно проведите этой доской по воде несколько раз, стараясь приблизиться к скорости 1 м/сек. Почувствовали какое усилие?

Но это еще не все! Поверните свою доску на 45 градусов и попробуйте вновь, стараясь удержать руку параллельно длине ванны, по-прежнему стремясь к 1 м/сек. Впечатляет!?

И даже это еще не все. В моей установке, имеющей габариты 0,6 х 0,7 х 1,5 м, — 16 таких лопастей. Вот и перемножьте на 16 или на 32, в зависимости от размеров своих досок».

Конструкция ГЭБ представляет собой систему (два ряда) лопастей прямоугольной формы (плоская пластинка), оси которых делят их на две неравные части, большая из которых всегда (за счет действия потока) находится за осью дальше по потоку. Тем самым достигается минимальное ее вращение вокруг своей оси и, следовательно, наименьшие турбулентные завихрения.

Оси лопастей верхней и нижней частями, в свою очередь, закреплены на верхней и нижней, замкнутых в кольца, цепях ПРЛ (либо на любом другом гибком элементе). Цепи передают усилие через звездочки (рабочие колеса) на два вертикальных вала, с которых механическая энергия движущейся среды (воды, воздуха и т.д.) через гибкую муфту и промежуточный вал передается на валы электрогенераторов. Валы установки через подшипники скольжения (качения) жестко закреплены на каркасе установки, имеющем 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.

Положение лопастей по отношению к основному потоку регулируется неподвижными направляющими для цепи и подвижными для большей из сторон лопасти. Меняя расстояние между подвижной направляющей для лопасти и неподвижной для цепи, мы задаем необходимый угол поворота между лопастью и направлением основного потока от 0о до 45о, тем самым либо добиваясь оптимального режима работы установки, либо останавливая ее полностью.

Таким образом, поток воздействует на лопасть фактически перпендикулярно, под углом 90о. 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 катиться по неподвижным направляющим, тем самым постоянно удерживая цепь в перпендикулярном положении относительно направления основного потока.

Бельгийская турбина нового поколения

Два молодых бельгийских изобретателя Джаспер Верридт и Грит Слачмалдеср благодаря стартапу разработали революционную модель мини-ГЭС, которая способна вырабатывать от 1 до 200 кВт энергии и при этом не влиять на естественный поток реки. Турбина с условным названием Turbulent создана с помощью 3D-печати и основывается на принципах биомимикрии.

Главное преимущество новой турбины заключается в применении природных принципов потока (вихревых), чтобы конвертировать речную энергию в электричество.

Молодым разработчикам хотелось создать компактный, простой в установке, экологичный источник энергии, не слишком дорогой и приспособленный для использования в отдаленных регионах, который стал бы своеобразным шагом на пути к децентрализации зеленой энергии.

В работе мини-электростанции Turbulent для получения энергии используется искусственно создаваемый водоворот с разностью высот 1 метр. Этого хватает для того, чтобы электроэнергия выработалась и сконцентрировалась в одной точке. Маленькая река может обеспечить электричеством 3-4 семьи. Важная особенность разработки заключается в том, что Turbulent никак не сказывается на естественном течении рек, в отличие от дамб, и не вредит рыбам.

Именно на полную экологичность и «работу с природой» акцентируют внимание основатели мини ГЭС. Так, если рыба попадет в турбину, она легко сможет выплыть из него благодаря низком давлении и особой конструкции установки. Также для производства Turbulent использовались экологически чистые материалы.

Кроме того, разработчики отмечают, что конструкция турбины будет предотвращать накопление вокруг себя разнообразного мусора, плавающего в реках. Из-за чего Turbulent не будет требовать частого технического обслуживания, а поскольку она создана из прочных материалов и конструкций, в компании уверяют, что она может бесперебойно работать до 20 лет.

Полагаясь на такие материалы можно с уверенностью сказать, что возобновляемый водный ресурс, как направление найдет свое место среди альтернативных источников энергии и к нему проявят интерес все желающие построить мини-ГЭС возле своего дома.

Спасибо за прочтение. smileyЕсли вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения