г. Краснодар,
ул. Круговая, 26 (база ''Торус'')
+7 (861) 242-56-77
В вашей корзине
0 товаров на сумму 0c

Статьи

Расчеты и выбор микро ГЭС

Одним из основных факторов, определяющих эффективность использования источника гидроэлектроэнергии, является локальный энергетический потенциал потока воды. При выборе рационального места размещения микро ГЭС приходится решать комплексную задачу, связанную с определением количества энергии, которое возможно получить при использовании данного водотока и его достаточность для удовлетворения нужд потребителей; напор или высоту падения, которым располагает данный источник воды; объемный расход и скорость; размеры напорного трубопровода; расстояния и мощности, передаваемые по линиям электропередач от рабочего колеса к генератору и от генератора к потребителям, наличие системы резервирования энергии и систем регулировки расхода и т.п.
Основными расчетными параметрами при определении мощности и типа микро гидроэлектростанции являются напор и объемный расход, соответственно потенциальная и кинетическая составляющая гидроэнергии.

Напор воды

Напор воды

Напор воды

Напор воды

Мощность ГЭС можно определить из выражения:

P =9,81ηQH, кВт

где
Q — расход воды через определенное сечение, м3/с;
Н – напор воды, подведенной к гидротурбине, м;
η – КПД гидроэлектростанции.
При определении напора необходимо учитывать полный (статический) напор и рабочий (динамический) напор. Полный напор — это расстояние по вертикали между верхней точкой подводящей трубы (отметки водозаборника) и точкой, где вода освобождается из турбины. Рабочий напор — это полный напор минус давление или гидравлические потери, связанные с трением и явлением турбулентности в трубопроводе. Эти потери зависят от типа, материала трубы, диаметра, длины трубы, количества изгибов и пр. Для определения реальной мощности рекомендуется вести расчет по рабочему напору Н.

H = Нполн — hтр — hдоп, м

где hтр – потери на трение в водоводе; hдоп – дополнительные или местные потери, связанные с засорением водозабора, бифуркацией на сужениях и расширениях, задвижках, клапанах и т.д.
Величину потерь напора на трение в водоводе можно определить по выражению:

hтр = J*L, м

где J − гидравлический градиент; L − длина водовода, м.
Для определения гидравлического градиента можно использовать следующую практическую формулу:

J = a*Vm*Dn,

где V — скорость потока, м; D — диаметр водовода, м; a, n, m − коэффициенты материала, из которого изготовлен водовод (учитывают шероховатость поверхностей стенок и защиты внутренних поверхностей).
В водоводах закрытого типа для расчета потерь на трение:

1. стальная труба 0,885 (а), 1,8 (n), 1,17 (m)
2. бетонная труба 0,917 (а), 2,0 (n), 1,25 (m)

В водоводах закрытого типа для расчета потерь на трение рекомендуется использовать уравнение Дарси-Вейсбаха:

Уравнение Дарси-Вейсбаха

где R — гидравлический радиус (в метрах); V — средняя скорость потока, м/с; f — безразмерный коэффициент (приводится в гидрологических таблицах, в зависимости от степени шероховатости водовода и числа Рейнольдса).
Дополнительные или местные потери в водоводе определяются из выражения:

Расчет дополнительных (местных) потерь

Значения коэффициента εх приводятся в справочниках гидравлических сопротивлений (потери на сгибах, сужениях и т.д.).

При определении мощности гидроагрегата и проектировании гидроэлектростанции следует учитывать климатические особенности региона и местное законодательство в области гидроэнергетических ресурсов. Например, при использовании системы с напорным трубопроводом, выработка электроэнергии возможна в период открытого русла, поэтому важным критерием является даты начала и конца ледовых явлений. Во многих странах мира строго регулируются вопросы, связанные с использованием стока рек. Любое изменение русла реки или берега может повлиять на качество и уровень воды и среду обитания живой природы, независимо от того, находится река на частной территории или нет. В связи с этим при выборе места строительства микро ГЭС нужно стремиться использовать не более 10 % от имеющегося минимального потока (межень).

Специалисты компании WESWEN рекомендуют использовать для выбора типа и мощности гидроагрегата максимально полную информацию по используемому источнику энергии. Данные могут быть определены из кадастра гидроэнергетических ресурсов (средний уклон реки, средний расход воды водотока в период летней межени, средняя скорость течения в период летней межени, число часов в году с открытым руслом и пр.) или замерены вручную — известными методами определения напора (метод уровней) и расхода (метод плотин, ведра, поплавковый метод). Ручной метод всегда обладает погрешностью измерений и используется, как правило, для выбора микро ГЭС мощностью не более 10кВт.

Определения напора (метод уровней)

Определения напора (метод уровней)

Метод плотин для измерения потока

Метод плотин для измерения потока

Замер расхода воды

Замер расхода воды

 

Компании WESWEN предлагает несколько типов универсальных микро ГЭС небольшой мощности, которые могут быть использованы при стандартном диапазоне напора и расхода.

 

 

При индивидуальном проектировании и выборе мощности и типа гидротурбины специалистам компании необходимо предоставить максимально полную информацию, описанную в данной статье.