Мулярчук А. П.

Сортировать по умолчанию названию
  • ПРОЕКТ ПЛАВАЮЧОЇ РІЧКОВОЇ МІКРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ З НИЗЬКОШВИДКІСНОЮ ГІДРОДИНАМІЧНОЮ ТУРБІНОЮ З САМОРЕГУЛЮЮЧОЮ СИСТЕМОЮ РУХОМИХ ЛОПАТЕЙ

    На сьогодні в Україні для виробництва електроенергії використовують ~30% гідроенергетичного потенціалу великих річок і лише ~3% потенціалу малих річок [1]. Це пояснюється рівнинним характером течії більшості річок нашої держави. Тому будівництво нових ГЕС обмежене фізичними, географічними, екологічними та економічними чинниками. Метою роботи є спроба розробити просту та дешеву у виготовленні й експлуатації безгребельну компактну мікроелектростанцію, яка б для отримання електроенергії використовувала гідродинамічний тиск потоку великих і малих рівнинних річок України. Авторами запропонована конструкція низькошвидкісної гідродинамічної турбіни з саморегулюючою системою рухомих лопатей (патент на корисну модель UA 80343U), яка належить до гідроенергетики, а саме до техніки перетворення енергії течії рівнинних та гірських річок в механічну енергію обертання вала. Низькошвидкісна гідродинамічна турбіна (рисунок 1а, 1б) з саморегулюючою системою рухомих лопатей 7 містить платформу 6 з поплавками 4, в якій в підшипниках 10 закріплений вал 3, на якому жорстко закріплені два паралельних зварних колеса 11, кожне з яких містить ступицю 12, шпиці 13 та два ободи 5, 14 різних діаметрів у вигляді плоских шайб, осі 8 обертання лопатей турбіни кріпляться в підшипниках 9, що містяться на зовнішніх ободах 5, стопори 1 (обмежувачі кругового руху лопатей) кріпляться до внутрішніх ободів. Турбіна обертається за рахунок кінетичної енергії природного потоку води, що чинить тиск на лопаті 7, які, знаходячись в робочій зоні, спираються на стопори 1 і розташовуються перпендикулярно або під кутом до напрямку руху води. Лопаті 7, що знаходяться в зоні холостого ходу, під дією течії займають положення паралельне до потоку води і майже не чинять опору руху води [2]. Запропонована турбіна може служити приводом для стаціонарних та плаваючих мікроелектростанцій, які можна буде використовувати на рівнинних та гірських річках. Плаваюча безплотинна мікроГЕС з низькошвидкісною гідродинамічною турбіною з саморегулюючою системою рухомих лопатей та кільцевим багатополюсним генератором з ротором на ободі колеса ефективно працюватиме в природних потоках як рівнинних річках, так і на деяких ділянках гірських річок (діапазон швидкостей течії – від 0,6 м/с до 5 м/с і більше в залежності від запасу міцності конструкції) без зміни характеру течії. Для запуску плаваючої безплотинної мікроГЕС її потрібно просто опустити в воду, для її роботи не потрібні жодні додаткові надбудови та пристрої (плотина, диреваційний канал-рукав), не потрібний перепад рівня води – колесо турбіни обертається під водою в горизонтальній площині під дією течії річки. Частота обертання турбіни становитиме 15 – 60 об/хв, ресурс механічної частини при таких обертах – 200-250 млн. циклів – 8-25 років. При вмерзанні плаваючої платформи в лід, турбіна продовжуватиме обертатися і генератор буде виробляти електроенергію.Кільцевий багатополюсний генератор на феритних магнітах може ефективно працювати при надмалих обертах(від 15 об/хв.) турбіни з діаметром колеса 2 м та при швидкості течії 1,5 м/с видавати потужність ~ 800 Вт. Виготовлена плаваюча безплотинна мікроГЕС з шіснадцятилопатною турбіною (площа лопаті 0,02 м2 , діаметр колеса 56 см, висота колеса 25 см) при випробуваннях на Дністрі при приблизній швидкості 1,6 м/с дала механічну потужність на валі турбіни ~110 Вт (Фото 2).Плаваюча безплотинна мікроГЕС з тридцятидвохлопатною низькошвидкісною гідродинамічною турбіною з саморегулюючою системою рухомих лопатей( площа лопаті 0,2 м2 , діаметр колеса 2 м, висота колеса 1м) при швидкості течії 1,5 м/с видасть електричну потужність ~800 Вт (розрахункові дані).Плаваюча безплотинна мікроГЕС є оригінальною по своїй конструкції, може працювати з потоками води в широкому діапазоні швидкостей, на незначних глибинах (від 1-2 м), при незначних забрудненнях (гілки дерев, побутове сміття) поверхні річок та служити автономним чи аварійним джерелом живлення для приватного та комунального сектора.

    Переглянути