Расчет накопителя мини ГЭС

[dedperded]

Добрый день!

Прошу помощи профи.

С двух сторон участка вода. Небольша речка(ширина 10м) и канал (ширина 2м). Канал с гор через поля выводит дождевую воду в речку.
Речка тихоходная. Впадает в атлантику. (наше место 3км до океана). Есть приливной и отливной ежедневный цикл но он минимальный. 10-20см.
Бывают паводки и потопы. 1-2 раза в год. Вода поднимается на 1м и все затапливает на 2-3 дня.

Встала необходимость в мощностях. 20Квт реального потребления. Если возможно больше то мы тока ЗА!

Хочу из канала сделать накопитель (забетонировать и поднять берега) соорудить регулируемые створы и водосброс.

Вопрос первичных расчетов. Какой должен быть объем и высота накопителя для мощности 20Квт ?

В теме я новичек. Поэтому прошу не отправлять на Гугл. Я от туда не вылезаю..

[DJ_Grom]

20Квт реального потребления
Я дико извиняюсь, но: в час, в сутки, в месяц, в год?
Бывают паводки и потопы. 1-2 раза в год. Вода поднимается на 1м и все затапливает на 2-3 дня.
Это уже хуже, но можно предусмотреть защиту турбины от крупного мусора.

Какая вообще скорость течения? Так сказать расход воды. Какой перепад высот сможете сделать?

[Владимир.74]

На сколько максимально возможно поднять уровень в речке и канале ?
Какой "расход" в речке и в канале , м.куб. ?

[DJ_Grom]

Владимир.74, ГЫГЫ... :cool: Даже вопросы одинаковые...

[Владимир.74]

Владимир.74, ГЫГЫ... :cool: Даже вопросы одинаковые...

Я пока десять минут на мобилке шкрябал , ты поспел с ответом . Совпали вопросы. :)

[dedperded]

Спасибо братцы за проявленный интерес к моему вопросу!

Отвечаю по порядку.

20Квт/ч это расчетное потребление оборудования. в сутки 480Квт

В реальности конечно хотелось бы сделать установку Гэс с запасом мощности в два раза. (если это не фантастика)

Теперь по скорости. Речка ооочень тихая. И канал тоже вяленький. Мы на равнинной местности. В долине. Уклонов у реки нет. Или он не значительный. Но вот сейчас сезон дождей и река и канал прут как танки... река примерно 1м/с , канал послабее, но тоже прет.

Понимаю что нужна скорость в цифрах. Но как ее замерить??? На глаз вода почти стоит. Летом уровень воды падает в канале на полметра. В реке не значительно.

С инженерной точки зрения повысить уровень воды можно если забетонировать берега канала и устроить плотину. Но вот как рассчитать этот водоотстойник? высота стенок длина и ширина...

ширина канала 2-3м глубина такая же но сильно заилиный. Корова ушла по рога и не выжила..

[Владимир.74]

1. Надо понимать сколько кубов воды протекает за 1сек.
А. Летом .
Б. Зимой.
(Замерить скорость течения секундомером , линейкой и щепкой . На сколько щепка проплывает в 1секунду и помножить на сечение русла. Глубину на ширину.
2. Для плотины нужно сделать перепад высот . Прежде , чем что либо начинатать , надо знать , какую энергию будут иметь эти кубы , что б посчитать возможности и целесообразность проекта. ( может там пшик большую часть года).
Думаю если перепад получится меньше 1,5 метра , думаю нет смысла.
Лучше выше высота падения , больше скорость падающего потока , больше энергии можно получить от меньшего количества воды.

[KAA]

20Квт/ч это расчетное потребление оборудования. в сутки 480Квт

Если точнее то 20кВт это мощность оборудования, а 480кВт*ч это потребление энергии за сутки.

20кВт это очень большая мощность. Преобразовывать из постоянки в переменку (генератор->аккумуляторы->преобразователь->выход 380В) конечно можно, но на подобные мощности преобразователи стоят дорого. Если с генератора получать сразу переменку 380В то нужно обеспечить стабильность напряжения и частоты.

Чтоб понять сможет ли речка выдать подобную мощность нужно считать. Поскольку при подъеме воды на 1м заливает все вокруг - такую дамбу строить нельзя. То есть с верхней подачей воды на колесо тут скорее всего не сделать. А с нижней подачей снимать энергию менее эффективно. Нужно считать достаточно ли будет энергии для получения требуемой мощности.
Володя правильно предложил измерить скорость течения и прикинуть мощностные характеристики речки.
Этот проект (на такую большую мощность) будет сложным и дорогим. Если есть сетевое электричество то скорее всего не рентабельным.
Если не секрет куда используются такие мощности?

[Goga65]

dedperded, Думаю вы ставите нереальную задачу! вот сылка http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=26898&postcount=48 - приценитесь с практическим "отбором"энергии. Там перепад воды на реке более 3м и отбор 45-60КВт/ч
20КВт/ч - это уже производство.

[Gennadiy]

Карлов створ номер два не получится, большие затраты на постройку мощной дамбы и это должно согласовано с администрацией. Если поднять уровень воды хотя-бы на пару метров, то не известно что будет выше по руслу реки.

Вот скотину жалко :sorry:

[983]

Если не ошибаюсь, то имеется простая формулка
P (Вт) = h (м) * g (м/с^2) * m (кг) / t (сек) ,

К примеру имеем перепад высоты 1 м , в секунду натекает ведро, т.е 10 Кг
итого получается P = 1*9,8*10/1 = 98 Вт
и в сутки это 2,35 КВт*ч
Это мощность и энергия , которую проноситмимо нас вода каждую секунду.
КПД наливного колеса может достигать 85 %
мультипликатор, скорее всего как минимум двухступенчатый, -- 95% * 95%
генератор -- грубо 80 %
итого приблизительно 58 %. остальное в потери.
Значит с такой "эталонной" электростанции реально можно получить
мощность 57 , а скорее 50 Вт и энергии в сутки 1,3 КВТ*ч энергии.

Отсюда надо и плясать.

Турбина имеет немного лучший КПД, к ней не требуется мультипликатор или требуется одноступенчатый,
генератор может быть не низкооборотистым,
но турбина начинает быть эффективной только после нескольких метров перепада уровней воды.

Добавлено через 27 минут
Таким образом для получения мощности в 20 КВт,
и ,соответственноэнергии 480 КВт*ч в сутки
при перепаде в 1 м потребуется
чуть более 15-и вёдер воды в секунду, или 540 тонн в час,
(приблизительно 9 железнодорожных цистерн )
При перепаде в 3 м, соответственно, хватит 3-х вёдер или 180 тонн в час
(приблизительно 3 железнодорожные цистерны)

Чёто огромные цифры получаются, может где то на порядок ошибся, если так, то не кидайте в меня пустыми вёдрами.

Накопитель для воды нее нужен, если имеется постоянное потребление,
например избыток энергии отдаётся в электросеть или уходит на нагрев чего нибудь.

Накопитель, полезным объёмом
( объёмом, при использовании которого уровень воды снизится незначительно )
в те же 540 тонн , а полным объёмом скорее всегоон получится раз в 5 -- 10 большим,
позволит получать те самые 20 КВт в течении часа.
Нужны ли такие мощности и энергии при таком пологом рельефе ?

20 КВт, это вполне достаточно для обогрева двухэтажного правильно утеплённого
жилого дома размером 10х10 в морозный период.
Реальное же потребление дома, без учёта обогрева и нагрева расходной горячей воды
колеблется от 0,1 до 3000 Вт.

будет ли вода в морозный период ?
Не обмёрзнет ли колесо ?

В стартовом посте маловато информации.
особенно про то, в каких климатических условиях находится всё это хозяйство и
какой характер потребителей энергии.

Тепловую энергию лучше получать солнечными коллекторами,
догревая, при необходимости дровами, электричеством, керосином.
Её и запасать проще и дешевле. чем электрическую
Это частично может снизить потребности в электроэнергии.

[983]

Тут мы ещё не затрагивали толком проблему поддержания уровня напряжения и частоты при переменных нагрузках.
В маломощных, до 1 КВт системах, с этой проблемой может справляться балластный регулятор и автоматический отключатель некапризных нагрузок.

поток на турбину можно дросселировать, даже автоматизировав этот процесс, то же можно сделать и с потоком на верхнебойное, наливное колесо.
Проще тупо сбрасывать избыток мимо колеса,
немного сложнее преграждать путь потоку, но второй способ сможет экономить, и нехило, запас воды в накопителе.
Такая автоматика довольно инерционна и не всегда будет успевать за колебаниями потребления,
кроме того придётся ещё попыхтеть, пока добьёшся стабильной работы такой системы регулирования
во всех диапазонах выработки и потребления энергии.
Обычная микроволновка, которая в принципе не умеет регулировать мощность,
а , таки регулирует её, раз в несколько секунд отключая и включая магнетрон,
может так раскачать систему, что мало не покажется.
На выручку могут прийти обычные водонагреватели с умным управлением, которые сдемпфируют
возмущения и резонансы в системе.

[Serj]

20Квт/ч это расчетное потребление оборудования. в сутки 480Квт
При наличии газа , экономию в 40-50% даст газогенератор , а так вилами по воде .
Удачи !

[Valeriy]

при перепаде в 1 м потребуется
чуть более 15-и вёдер воды в секунду, или 540 тонн в час, 2000 л/с при перепаде 1м нужно для 20кВт при 100% кпд. 7200000л за час, или 7200т. Реально в 2 раза больше, 14400т или 360 ж.д. цистерн по 40тон в час. :bum:
Если канал задрать на 1 м и скорость будет 1м/с, то реально получить столько энергии.

[Владимир.74]

Если перепад можно сделать более одного метра , и остаётся ещё минимум метр , до выхода комуто в огород. Если есть такой общий дебит речки и канала , как посчитали ребята . То .
Речку перегородить , оставив определённый уровень дамбы , для аварийного сброса. В бетонне !
Соединить канал с речкой.
На канале сделать ГЭС .
Построить техническое помещение .
Сотни тонн бетона . Сотни плит .
И молиться , что б не случилось то , что случается раз в сто лет. Когда всё плавает . Да даже плавать особо не надо , есть подвалы и погреба , скважины с насосами в яме .
Если кто или что пострадает , виноватыми будете Вы.
Могут и "списать" потери на Вас

Денег надо мульён...может и десять...и серьёзные связи , протянуть этот проект .
Речка , не быстрый горный ручей , тут пойма, может быть беда .