Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Микро ГЭС на напоры 3-5 метров.

Содержание:

Введение. 3

1.
Классификация микроГЭС. 5

2.
Расчёт основных параметров микроГЭС.. 16

3.
Создание 3D моделей основных элементов. 29

4.
Разработка конструкции микроГЭС. 31

1)
Турбина без направляющего аппарата и отсасывающей трубы. 31

2)
Турбина с направляющим аппаратом, но без отсасывающей трубы. 38

3)
Прямоточная осевая турбина с направляющим аппаратом и отсасывающей трубой. 47

5.
Выбор оборудования и построение рабочих характеристик микроГЭС. 54

5.1
Выбор гидрогенератора. 54

5.3
Определение габаритов и массы повышающих трансформаторов  54

Список
использованных источников. 55

Введение:

Микрогидроэнергетика может быть одной из самых простых и
последовательных форм возобновляемой энергии на вашем участке.

Если есть вода, протекающая через небольшую собственность,
то можное подумать о строительстве небольшой гидроэнергетической системы для выработки
электроэнергии. Системы микрогидроэнергетики обычно вырабатывают до 100
киловатт электроэнергии. Большинство гидроэнергетических систем, используемых
домовладельцами и владельцами малого бизнеса, в том числе фермерами и
владельцами ранчо, можно квалифицировать как микрогидроэнергетические системы.
Но 10-киловаттная микрогидроэнергетическая система обычно может обеспечить
достаточно энергии для большого дома, небольшого курорта или фермы для
любителей.

Система микрогидроэнергетики нуждается в турбине, насосе или
водяном колесе для преобразования энергии текущей воды в энергию вращения,
которая преобразуется в электричество.

Русловые микрогидроэнергетические системы состоят из
следующих основных компонентов:

Транспортировка воды — канал, трубопровод или напорный
трубопровод (напорный трубопровод), по которому вода доставляется.

Турбина, насос или водяное колесо — преобразует энергию
текущей воды в энергию вращения.

Генератор или генератор — преобразует энергию вращения в
электричество.

Регулятор — управляет генератором

Электропроводка — подает электричество.

Имеющиеся в продаже турбины и генераторы обычно продаются в
комплекте. Системы, сделанные своими руками, требуют тщательного согласования
генератора с турбиной, мощностью и скоростью.

Во многих системах также используется инвертор для
преобразования электроэнергии постоянного тока низкого напряжения,
вырабатываемой системой, в электричество переменного тока на 120 или 240 вольт.
(В качестве альтернативы вы можете купить бытовую технику, работающую от
постоянного тока.)

Будет ли микрогидроэнергетическая система подключенной к
сети или автономной, будет зависеть баланс многих компонентов системы.

Например, некоторые автономные системы используют батареи
для хранения электроэнергии, вырабатываемой системой. Однако, поскольку
гидроэнергетические ресурсы имеют более сезонный характер, чем ветровые или
солнечные, батареи не всегда могут быть практичными для систем
микрогидроэнергетики. Если вы все же используете батареи, их следует размещать
как можно ближе к турбине, потому что трудно передавать низковольтную энергию
на большие расстояния.

В связи с вышесказанным данная тема является актуальной.

Основной целью работы является Разработка микроГЭС мощностью
50 кВт, на напор 3-5 м.

Основные задачи:

1. Анализ существующих конструкций

2. Расчет основных параметров

3. Разработка МикроГЭС и выбор составляющих

Заключение:

Фрагмент текста работы:

1. Классификация микроГЭС.

Классификацию гидроэнергетики можно резюмировать следующим образом
[1] [2] : Тип Описание Большая Гидро Все установки с установленной мощностью
более 1000 кВт (по некоторым определениям более 10000 кВт) Средняя Гидро Установки от 15 до 100 МВт (обычно
питающие сеть) Малая гидроэлектростанция Установки 1-15 МВт (обычно питаются
в сеть) Мини Гидро Мощность от 100 до 500 кВт (как автономные
схемы, так и чаще с подачей в сеть) Micro Hydro Установки с выходной мощностью от 5
до 100 кВт (обычно для небольших населенных пунктов или сельской промышленности
в отдаленных районах, удаленных от сети) Пико Гидро От нескольких сотен ватт до 5 кВт Микро ГЭС (МХП) « Завод» представляет собой тип гидро электрической
схемы питания , которая производит до 100 кВА электроэнергии с использованием пары
или текучий потока воды. Электроэнергия от таких систем используется для питания
изолированных домов или общин и иногда подключается к общественной сети . [3]

Микрогидро системы обычно используются в развивающихся странах
для обеспечения электроэнергией изолированных сообществ или сельских деревень, где
электросеть недоступна. В некоторых случаях также очевидна обратная подача электроэнергии
в национальную сеть при избыточном производстве электроэнергии. К проектированию
микрогидравлической схемы можно подходить на уровне домохозяйства или на уровне
деревни, часто с привлечением местных материалов и рабочей силы. [4]

В 1995 году мощность микрогидроэнергетики в мире оценивалась
в 28 ГВт, обеспечивая около 115 ТВтч электроэнергии. Около 60% этой мощности приходилось
на развитые страны, а 40% — на развивающиеся страны. [5]

Микро-гидроэлектростанции, которые встречаются в развивающемся
мире, в основном расположены в горных регионах, например, в некоторых местах в Гималаях,
а также в Непале, где существует около 2000 схем, включая производство как механической,
так и электрической энергии. В Южной Америке существуют программы микрогидроэнергетики
в странах, расположенных вдоль Анд, таких как Перу и Боливия . Меньшие программы
также были созданы в холмистых районах Шри-Ланки, Филиппин и некоторых частей Китая.
[6]

Преимущества и недостатки микрогидроэлектростанций

Малые гидроэлектростанции, такие как микрогидро-схемы,
сочетают в себе преимущества гидроэнергетики с преимуществами децентрализованного
производства электроэнергии без недостатков крупномасштабных