소규모 수력 발전소 - 유형 및 프로젝트

수력 발전소는 상호 연결되어 에너지(운동 및 전위)를 전기 에너지로 또는 그 반대로 변환하는 역할을 하는 일련의 구성 요소입니다.

기존 분류에 따르면 소형은 수력 발전소(HPP) 다음을 포함하여 최대 10-15MW의 전력:

• 소규모 수력 발전소 - 1 ~ 10MW.

• 미니 수력 발전소 — 0.1 ~ 1MW.

• 마이크로 수력 발전소 — 최대 0.1MW 용량.

흐름과 수두는 수력 발전소의 용량에서 결정적인 역할을 합니다. 흐름과 압력은 물의 상부에 미리 축적된 물 공급을 사용하여 조절됩니다. 탱크에 물이 많을수록 압력 수위가 높아지고 그에 따라 헤드가 높아집니다.

수력 발전에 사용되는 수력 잠재력의 원천은 크고 작은 강, 관개 및 급수 시스템, 빙하의 경사면 유거수 및 영구 눈입니다.HPP는 주로 압력 생성 방식, 흐름 조절 정도, 설치된 주요 장비 유형, 물 흐름 사용의 복잡성(단일 또는 다기능) 등에서 서로 다릅니다.

소규모 수력 발전소(작은 수력 발전소)는 송전선에서 멀리 떨어져 있는 자율 소비자에게 전기를 공급하는 데 특히 중요한 역할을 합니다. 이 기사는 작은 흐름의 에너지를 사용하는 일반적인 프로젝트에 대해 설명합니다.

현재 환경을 사용하기 위한 설정은 그림 1에 나와 있습니다. 오전 1시 다음과 같이 기능합니다. 수직 베인(1)이 유동 매체의 영향을 받을 때 밸러스트 림을 구동하는 유체역학적 힘이 발생합니다. 운동학 링크 3을 통해 지지대는 발전기 자체가 정지 상태를 유지하는 동안 발전기 샤프트에 토크를 전달합니다. 이 수력 발전소는 크기와 에너지가 용량을 결정하는 저지대 수로에서 운영됩니다.

쌀. 1. 평평한 수력 발전소의 운영 계획 : a) 평평한 수력 발전소, b) b) 수력 발전소.

수력 발전소 (그림 1, b)는 움직이는 동안 임펠러 6을 통해 액체 에너지를 사용합니다. 임펠러 1에는 샤프트와 베인이 있습니다. 설치는 폰툰 6에 고정된 프레임 7에 장착됩니다. 수류 방향에 수직으로 기울어진 블레이드는 휠 4를 사용하여 흐름 방향을 변경합니다.

블레이드 중 하나는 축에 대해 비스듬히 위치한 가로 커넥터가 있는 연동 내부 및 외부 부품의 합성물로 만들어지며 부품 사이에 배치된 탄성 패드와 탄성 연결에 의해 약화됩니다.탄성 연결은 매체의 흐름을 향하고 길이가 가변적이며 블레이드에 부착되고 외부 부분과 접촉하는 플레이트 패키지 형태로 이루어집니다. 이 장치는 평평한 물 흐름을 지향합니다. 응용 발전 기계는 동기 및 비동기 유형이 될 수 있습니다.

그림에 나와 있습니다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 밸브 1로부터의 유체 흐름은 교대로 챔버 2 및 3으로 전환되고 그 반대도 마찬가지이다.

쌀. 2. 사이펀 유로의 터빈

챔버 내 액체의 회전 운동은 터빈(5) 및 이에 연결된 발전기의 활성화와 함께 파이프라인(4 및 6)을 통해 공기 진동 및 오버플로를 유발합니다. 전체 장치의 효율을 향상시키기 위해 사이펀의 유로에 설치됩니다. 문제 없는 작동을 위한 전제 조건은 큰 부분 없이 깨끗한 흐르는 액체입니다. 이 설치에는 휴지통이 필요합니다.

16kW(그림 3)의 출력을 가진 부유 수력 터빈은 흐름의 운동 에너지를 기계 에너지로 변환한 다음 전기 에너지로 변환하도록 설계되었습니다. 터빈은 표면에 나선형 핀이 있는 가벼운(물보다 가벼운) 재료로 만들어진 길쭉한 원형 요소입니다. 요소는 발전기에 토크를 전달하는 막대에 의해 양쪽에 매달려 있습니다.

무화과. 3. 플로팅 워터 터빈

수력 발전소 (그림 4)는 물통 2가있는 무한 구동 벨트 1에 의해 회전하는 미니 발전기를 통해 전기를 생성하도록 설계되었습니다. 버킷 2가있는 벨트 1은 프레임에 장착됩니다. 3 파도에 날라질 수 있는. 프레임(3)은 발전기(5)가 위치한 지지대(4)에 부착된다.

양동이는 물 흐름의 수평 방향을 향하는 열린 측면과 함께 벨트 외부에 있습니다.버킷의 수는 발전기의 회전을 보장하는 조건에 따라 결정됩니다. 블레이드가 부착된 "사다리" 유형 장치를 사용하는 변형이 가능합니다.

쌀. 4. 벨트와 버킷의 조립

흐름의 운동 에너지를 사용하는 장치는 롤러가 놓인 반대쪽 은행의 물에 위치한 수직 실린더로 구성됩니다 (그림 5).

쌀. 5. 마이크로댐 설치

블레이드는 롤러의 상부 축과 하부 축 사이에 장착됩니다. 베인과 속도 벡터 사이의 받음각으로 인해 흐르는 물은 실린더를 회전시키고 롤러를 통해 전기를 생성하는 발전기를 구동합니다.

흐름의 에너지를 사용하기 위한 장치는 물 흐름에 수직으로 위치한 임펠러(1)와 상단 1 및 하단 3개의 림에 힌지 베인(2)으로 구성됩니다(그림 6). 상단 가장자리(1)는 발전기(4)에 연결됩니다. 베인(2)의 위치는 흐름 자체에 의해 조절됩니다: 전방 흐름에 수직이고 상류 움직임에 평행합니다.

쌀. 6. 물의 흐름 에너지를 변환하는 장치

슬리브 미세 수력 발전소 1kW(MHES-1)는 다람쥐 형태의 터빈 1, 가이드 베인 2, 직경 150mm의 유연한 파이프라인 3, 물 흡입 장치 4, 발전기 5, 제어 장치 6 및 프레임 7(그림 7).

쌀. 7. 부싱 마이크로 수력 1kW

이 MicroHPP의 작동은 다음과 같이 수행됩니다. 취수 장치(4)는 유압 매체를 집중시키고 파이프라인(3)을 통해 상부 수위와 작동 터빈(1) 사이의 높이 차이, 유압 유체의 특정 압력의 상호 작용을 제공합니다. 터빈으로 후자를 회전시킵니다.터빈(1)의 토크는 발전기로 전달된다.

사이펀 수력 발전소(그림 8)는 댐에서 1.75m 높이 또는 자연 조건의 결과로 작동유 방울이 있는 곳에서 사용됩니다.

쌀. 8. 사이펀 유압 장치

이러한 설비의 작동은 다음과 같습니다. 터빈 1을 통한 유압유의 통과는 댐의 마루를 통해 상승합니다 (그림. 도 9에 도시된 바와 같이, 토크는 샤프트(2)와 벨트 기어(3)를 통해 발전기(4)로 전달된다. 사용된 액체 매체는 팽창하는 수선을 통해 역류로 들어간다.

저압 마이크로 수력 전기 설비(그림 9)는 최소 H = 1.5m의 액체 기둥의 공칭 수두로 작동합니다. 드룹이 감소하면 출력 전력이 감소합니다. 권장 낙하 높이는 1.4-1.6m입니다.

쌀. 9. 저압 수력 발전소

작동 원리는 유압 유체와 위치 에너지의 상호 작용을 기반으로 하며 회전 에너지로 변환된 다음 전기 형태로 변환됩니다. 흡입 장치(1)에서 액체는 터빈(2)으로 들어가고, 액체는 미리 와류되고 떨어지는 액체로 인해 분기관을 더 관통하고 터빈(2)의 블레이드와 상호 작용하여 액체의 운동 에너지를 샤프트 3의 토크 다음 발전기로.

저압 스테이션의 무게는 16kg이며 전력 P = 200W입니다. 프로펠러 반다이렉트 수력 변환기는 압력 파이프라인 1, 가이드 그리드 2, 프로펠러 터빈 3, 원형 출구 채널 4, 토크 변속기 샤프트 5 및 발전기 6 (그림 10).

쌀. 10. 반다이렉트 플로우 컨버터

이 디자인의 전력은 높이 차이 Nm = 2.2-5.7m, 물 소비량 QH = 0.05-0.21m 3m / s의 1-10kW 범위입니다. 높이 차이 Nm = 2.2-5.7m 터빈 회전 속도는 wn = 1000rpm입니다.

2PEDV-22-219 전기 모터를 기반으로 한 캡슐 유압 변환기(그림 11)는 헤드 H = 2.5-6.3m 및 유속 Q = 0.005-0.14m 3/s인 이전 수력 발전소와 유사하게 작동합니다. 전력 1-5kW. 수차의 직경은 0.2 ~ 0.254m이고 유압 휠의 직경은 Dk = 0.35 ~ 0.4m입니다.

쌀. 11. 캡슐 마이크로 수력 발전소

직접 흐름 유압 컨버터(그림 12)는 프로펠러 터빈(1), 가이드 그리드(2), 토크 전달 샤프트(3), 발전기(4), 배기 파이프라인(5)으로 구성됩니다. 압력 파이프라인을 사용하여 작동합니다.

쌀. 12. 직접 흐름 유압 변환기

하이드로컨버터(그림 13)는 빠르게 움직이는 액체 매질의 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 설계되었습니다.

쌀. 13. 빠른 물 흐름을 위한 유압 에너지 변환기

그것은 캡슐 2에 위치한 프로펠러 터빈 1로 구성되며 «빠른 흐름»이라는 수류에 설치됩니다. 캡슐은 유체 매체 내부에 장착된 가이드 베인 4에 있습니다. 터빈의 토크는 샤프트(5)로 전달된 다음 발전기(6)로 전달됩니다.