
Расчеты параметров ГЭС
Для справки.
Теоретическая мощность “идеальной” ГЭС можно посчитать по формуле:
N= p * Q,
где N – мощность, в ваттах
p – давление перед турбиной, в паскалях
Q – расход воды, в м3 в секунду.
Давление 10 метрового столба воды составляет 1 атмосферу или 100 000 паскалей.
1 литр составляет 1/1000 м3
Например,
ГЭС, потребляющая 45 литров в секунду (0,045 м3/сек) и работающая на
перепаде 2 метра (20 000 паскалей), по вышеуказанной формуле может
выдать 900 Ватт.
Реальные турбинные колёса небольших мощностей выдают 30-50% от теоретического значения.
От данной отправной точки можно строить свои предположения. хватит ли Вам
вашего ручейка только на светодиодные лампочки или всё же на
электроинструмент и бетономешалку…
“Бесплотинные ГЭС
– их мощность можно примерно оценить как
N = 120* V(куб)*D (квадрат)
где N – мощность, ватт, V- скорость течения, в метрах в секунду, а D – диаметр колеса, в метрах.
Это
– для хорошо сделанного винта. Для колес по типу старых водяных мельниц
мощность считается по площади сечения лопаток, которая омывается водой.
Как
мне кажется, безплотинные ГЭС можно использовать при скоростях где-то
от 0,7-1 м/с, а такие скорости в центральной России встречаются довольно
редко (почти нигде). А если и встречаются, то там может оказаться
мелко. То есть, должно крупно повезти, чтобы была возможность
пользоваться такой установкой. Но я, например, знаю людей, которым
повезло.”
http://ecovillage.narod.ru/energy/energy.htm
За правильность формулы не ручаюсь (она, в отличии от плотинной ГЭС скорее эмпирическая), но сайт вполне адекватный.
Путём
модельного расчёта при скорости течения в 1 м/c (бОльшие скорости –
скорее экзотика для большинства рек) получаем на 1 кВт мощности станции
диаметр колеса ГЭС в 2,9 метра.
А вот если Вам повезло и скорость
течения у Вас в ручье уже хотя бы 2 м/с, то диаметр колеса киловаттной
станции ужмётся до 1 метра. Можно и плотину не ставить – а просто отобрать достаточный для Вашей ГЭС поток воды в обычную трубу.
Называется всё это чудо “Деривационная ГЭС”.
Вот схемка: http://bse.sci-lib.com/particle007175.html
Используются
такие ГЭС в основном в горных районах, где, кроме функции получения
электроэнергии, служат ещё и для регуляции паводкового и ливневого
стока.
Например, на Западной Украине сейчас, по моим сведениям,
стоит брошенными около 70 малых ГЭС, построенных во время Сталина. При
желании могу найти человека с явками и паролями для интересующихся
возродить там любую из таких ГЭС.
На формулу расчёта мощности
способ подвода воды к гидроагрегату влияния не оказывает. Скорее, подвод
в трубе немного уменьшит напорный уровень ГЭС за счёт трения воды в
трубе.
Охрана подающих труб, безусловно, находится в ведении владельца ГЭС.
Так, например, при уклоне в 5% длина подводящего канала деривационной ГЭС с перепадом в 2 метра составит 40 метров. Проблема в том, реки обычно не текут “по уклонам”, а уже заранее выбрали весьма извилистые пути с минимальными уклонами.
Например,
в районе Днепропетровска река Днепр имеет отметку +51 метр при
расстоянии от устья в 480 км. А теперь посчитайте уклон в процентах…
И такую ситуацию Вы получите в 95% малых рек и ручьёв в европейской части России и Украины – за исключением Карпат и Кавказа.