2.5. Рукавные микро-гэс.

В 70-е годы прошлого века, благодаря изобретению Б. С. Блинова, даже предприятия сельскохозяйственного машиностроения серийно выпускали целый ряд рукавных микро-ГЭС от 1 до 100 кВт. Наряду с микро-ГЭС гирляндного типа Б. С. Блинов предложил рукавные конструкции. Если есть в наличии ручей с дебетом воды не менее 50 л/с, то мини-ГЭС можно получить, прокладывая трубу-шланг (рукав) с перепадом высот не менее 4,0–5,0 м. В качестве генераторов могут быть использованы обычные трёхфазные асинхронные электродвигатели, с реактивным самовозбуждением от параллельно подключённых к обмоткам конденсаторов, из расчёта 7 мкф на 100 Вт мощности одной обмотки. Результат замечательный, т. к. форма напряжения и тока получалась даже лучше, чем при использовании синхронных генераторов.

Если вход в «рукав» захватывает самую быструю часть течения реки, и вода по сужающемуся каналу подводится к турбинам, то при этом скорость потока, подаваемого на лопатки турбины, возрастает и оказывается гораздо большей, чем на напорной электростанции с её высокой плотиной, ведь кинетическая энергия потока является квадратичной функцией от его скорости. Если скорость потока в 2 раза больше, то количество вырабатываемой энергии увеличивается в 4 раза больше при одном и том же расходе воды.

Рис. 2.10. Схема рукавной микро-ГЭС: 1 – ручей; 2 – уровень запруды; 3 – плотина; 4 – труборукав; 5 – гидротурбина; 6 – электрогенератор Рис. 2.11. Рукавная мини-ГЭС промышленного производства Рис.2.12. Рукавная микро-ГЭС

Для успешной и экономичной работы рукавных ГЭС достаточно иметь ручей (или иной водоток) с перепадом уровней в 1–2 м и расходом воды от 90 л в секунду. Они особенно эффективны в условиях холмистого рельефа. В комплект поставки производимых промышленностью вариантов входят энергоблок, устройство автоматического регулирования, устройство возбуждения и водозаборный агрегат. Монтаж станции весьма прост. Например, мини-ГЭС 7.5ПР мощностью 7,5 кВт можно смонтировать практически вручную: масса брутто (в упаковке) энергоблока не превышает 250 кг.

2.6 Погружные гидроагрегаты .

Погружные гидроагрегаты могут быть использованы для получения электрической энергии в случае, когда сооружение плотины для создания необходимого для работы турбины напора нецелесообразно - либо по причине затопления значительных земельных площадей и расположенных на них сооружений, либо в случае, когда водотоки служат для прохода ценных пород рыб на нерест. 

Практически для установки погружных агрегатов можно использовать любые водотоки, имеющие достаточные ширину, глубину и скорость течения воды порядка 3 метров в секунду.

Рис.2.15 Схема установки погружного гидроагрегата.

Чем выше скорость течения воды, тем большую мощность можно получить при одних и тех же габаритах агрегата. Увеличение скорости течения воды, проходящей через турбину может быть достигнуто путём отделения части речного створа с помощью каменно-набросных или ряжевых стенок и создания канала, выполненного с постепенным уменьшением проходного сечения к месту установки гидроагрегата. В качестве одной из стенок может быть использован берег реки при наличии условий для установки агрегата. Кроме того конструкция погружных гидроагрегатов предусматривает наличие устройств, позволяющих увеличивать скорость течения воды непосредственно перед поступлением её на лопасти рабочего колеса турбины. При отсутствии возможности увеличения скорости течения и при наличии значительных расходов воды в реке увеличение мощности может быть достигнуто за счёт повышения пропускной способности агрегата путём увеличения его ширины. На погружные гидроагрегаты действуют значительные гидравлические и гидродинамические силы, в связи с чем требуется надёжное фиксирование и закрепление их в месте установки. Погружные гидроагрегаты могут эксплуатироваться круглогодично, в том числе на реках с неполным промерзанием русла. В этом случае агрегат должен быть установлен под нижнюю кромку льда. В случае полного промерзания русла реки, использование погружных гидроагрегатов в короткий летний период также представляется целесообразным с целью экономии органического топлива.  Погружные гидроагрегаты планируется выпускать в двух исполнениях - переносные, мощностью от 1 до 5 кВт и стационарные мощностью от 10 кВт и выше. Переносные погружные гидроагрегаты предназначены для выработки постоянного электрического тока напряжением 12 и 28 вольт в зависимости от параметров водотока и используемого типа генератора. 

Рис. 2.16 Конструкция агрегата: 1- корпус; 2- колесо рабочее; 3-аппарат направляющий ;4 - генератор автомобильный; 5- редуктор; 6- затвор-обтекатель повторный; 7- Диффузор съемный; 8- рама с защитной сеткой (съемная); 9- Диффузор дополнительный (из досок). 10 -Кабель силовой 

В состав агрегата входят: турбина, синхронный генератор с выпрямительным устройством, аккумулятор и щит распределительный. Переносные погружные гидроагрегаты могут найти широкое применение там, где существует необходимость в быстром получении электроэнергии с минимальными временными, финансовыми и физическими затратами. Это могут быть геологоразведочные партии, службы МЧС, другие организации, а также частные лица. Стационарные погружные гидроагрегаты предназначены для выработки переменного тока напряжением 220 и 380 вольт, частотой 50 герц.