Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Próba budowy elektrowni wodnej.

chrast123 03 Jun 2013 21:08 8154 32
Bosch
  • #1
    chrast123
    Level 2  
    Witam! Przymierzam sie do budowy małej elektrowni wodnej, mam dostęp do strumienia wody płynącego 400l/min ile można uzyskać z tego watów i czy jest to opłacalne. Proszę o pomoc
  • Bosch
  • #4
    Rzuuf
    Level 43  
    Witam!
    Trochę fizyki: przepływ 100 litrów wody w ciągu 1 sekundy przy różnicy poziomów 1m niesie moc 1kW (dokładniej: 981W).
    Jeśli Twój strumień ma spadek 1m, to dysponuje mocą ok. 7W. Przyjmując sprawność turbiny 50% możesz uzyskać 3,5W.
    Z tego można oszacować, jak wielką konstrukcję możesz tu postawić: wielkości dynama od roweru (6Vx0,5A=3W) !
    A czy się opłaci? Jeśli dynamo masz za darmo (ze złomu), i traktujesz to jako hobby, a nie biznes, to oczywiście, że tak!
  • #5
    chrast123
    Level 2  
    A jeżeli zrobiłbym zbiornik około 20 tyś. l i podłączył ze 2 pompy głębinowe bezpośrednio na turbinę to można by było uzyskać z tego coś sensownego, czy nie bardzo?
  • Helpful post
    #6
    Rzuuf
    Level 43  
    A czym zasilisz te 2 pompy głębinowe?
    Jeżeli energię do nich masz za darmo, to cała reszta konstrukcji (i zbiornik) są zbędne - zamiast do pomp pociągnij druty do domu.
    A zbiornik 20 000 litrów przy spadku 1m ma zmagazynowaną energię ok. 200 kilowatosekund = 0,055kWh, co w/g cen "elektrownianych" ma wartość ok. 3 groszy.
  • Bosch
  • #7
    chrast123
    Level 2  
    czyli to bardzo kiepski pomysł ale wielkie dzieki będę się starał coś mądrzejszego wymyślić
  • #10
    zigler
    Level 14  
    Hej - to nie hobby tylko życie - mój dom nie ma połączenia z siecią i te 50W które uzyskuje to uwierz mi baaaaaardzo dużo!
    Dlatego ponawiam pytanie jaki tam jest spadek?
    Mam kolegę który na 2l/sek przy odpowiednim spadku uzyskuje 600W. A to akurat tyle energii że zasilona jest cała chata.
  • #11
    kybernetes
    Level 39  
    zigler wrote:
    Mam kolegę który na 2l/sek przy odpowiednim spadku uzyskuje 600W.

    Odpowiednim czyli, na oko licząc, 50-70 m. Niewielu ma takie warunki terenowe a już na swoim terenie to chyba żaden.
  • #12
    mapek_sz
    Level 21  
    Witam wszystkich. Dołączę się nieco do tematu, bo jestem w trakcie budowy takiej mini elektrowni. Spadek planuje około 50cm. Napędzane będzie zmodyfikowane koło wodne. To już mam za sobą. Koło ma napędzać alternator poprzez przekładnie. ten natomiast ma ładować akumulatory w ups. Borykam się z tym że ups potrzebuje 48v, a alternator daje tylko 12. czy ktoś zna jakiś sposób by rozwiązać ten problem?
    ps:
    filmik z testu gołego koła wodnego przed modyfikacją:



    pozdrawiam

    Popraw pisownię! [retrofood]
  • #13
    kybernetes
    Level 39  
    No moje oko taka konstrukcja alternatora nie uciągnie, moc szacuję na jakieś 20-40 W.
  • #14
    mapek_sz
    Level 21  
    Dość sporo czytałem na forum mew. Zacytuje może jednego z jego użytkowników: szam1953. Wypowiedz pod adresem:
    Link
    ---------------------------------------------------------------------
    "Parametry, które podałeś oznaczają przepływ 1,2 m3/s , teoretycznie z każdego 1 m3/s przepływu i podpiętrzeniu o 1m możesz uzyskać ok. 12 kW mocy. Zależność jest proporcjonalna, oznacza to , że np. jak wodę podpiętrzysz o 20 cm, to teoretycznie możesz uzyskać 2,4 kW mocy. Jak zastosujesz proste koło podsiębierne, to możesz liczyć na sprawność ustrojstwa w granicach 30-40%, czyli ok. 0,7-1 kW. Na zasilanie gospodarstwa domowego to aż nadto, jeżeli pomyślisz o magazynie energii. "
    ----------------------------------------------------------------------
    Osobiście nie podziewam sie takich wyników. Planowane spietrzenie na 50cm. Licze na 1kw i nic ponadto. Po drugie koło było testowane bez kierownicy i obudowy. To wiele zmienia. W przyszłym tygodniu pewnie uda mi się zwodować to ustrojstwo i zobaczymy. Czekam obecnie na dostawe części elektrycznych. Pozdrawiam
  • #15
    kybernetes
    Level 39  
    Znaczenie ma tu właśnie przepływ, patrząc na filmik to jakieś 5-7 l/s.
  • #16
    mapek_sz
    Level 21  
    faktycznie na filmie blado to wygląda, ale potoczek ma 1,4m szerokości i 25 cm głębokości. Prędkość nurtu mierzona bez spiętrzenia to około 1m/s. To wcale nie tak mało. Dodam że obecnie notuje minima. Przez większą część roku poziom wody jest około 35-45 cm.
    pozdrawiam
  • #17
    kybernetes
    Level 39  
    Teoretycznie jest tam dość energii o ile te Twoje pomiary są dokładne (dla pewności zmierzyłbym to jeszcze raz). Niestety, alternator niezbyt się nadaje do tego celu, aby go wykorzystać musiałbyś tam dać solidną przekładnię ~1/30-40.
  • #18
    mapek_sz
    Level 21  
    Dziękuje za zainteresowanie. przekładnia prawie gotowa. Obroty będą na altku około 1400. To jednak dopiero się dowiem z pomiarów praktycznych. Problemem jest ładowanie 4 aku połączonych szeregowo. Mam takiego właśnie ups-a i chciał bym go wykorzystać. Pokombinuje coś na diodach ale nie wiem czy się uda.
    pozdrawiam
  • #20
    mapek_sz
    Level 21  
    Oczywiście że rozważałem takie możliwości. Zdaję sobie sprawę ze strat związanych z przekładnią, jednak moc teoretyczna jest na tyle duża, że po odliczeniu strat i tak powinno zostać więcej niż ten alternator potrzebuje. Mój alternator ma 90A, wiec jego moc szczytowa to około 1kw. Wątpie by mi się udało tyle osiągnąć.
    Moje koło wodne wzorowane jest na takie turbinie jak z linka (turbina banki-michaela). Być może że w przyszłości pokuszę się o taką konstrukcję.
    Co do ups-a, to na razie chce wykorzystać to co mam. Budżet musi się zamknąć poniżej 1000zł. Ups o takiej mocy zjadł by mi 70% tego budżetu. Po drugie bardzo trudno znaleźć ups zasilany z 12V o takiej mocy. Nie jestem pewny czy wogule takie są.
    Moim założeniem jest uzyskać ciepłą wodę za pomocą potoczka za cenę 1/10 solarnych systemów.
    Co do prądnic samowzbudnych to widzę w nich więcej problemów niż korzyści. O ile do samego grzania wody to dość łatwe, o tyle w sytuacjach awaryjnych ( a u mnie często bywają), uzyskanie dobrych parametrów prądu z amerykanek czy podobnych prądnic niemal graniczy z cudem. Nakłady poniesione w porównaniu z zyskiem bilansują się raczej ujemnie.
    Praca moja ma częściowo charakter hobbystyczny, ale ekonomia jakaś musi w tym być. Zobaczę co mi z tego wyjdzie. Jak będą problemy to być może zmienią koncepcje, ale raczej nie w kierunku amerykanek, ale lepszej turbiny.
    pozdrawiam
  • #21
    Rzuuf
    Level 43  
    mapek_sz wrote:
    ... nie w kierunku amerykanek ...
    - bardzo słusznie!
    Amerykanka jest najgorszą znaną konstrukcją prądnicy, i to z 3 podstawowych powodów:
    - jest WOLNOOBROTOWA, a więc dla uzyskania 1kW potrzebuje wielokrotnie więcej materiału, niż prądnica szybkoobrotowa (tyle razy więcej materiału, ile razy niższe obroty),
    - ma bardzo NIEKORZYSTNY MAGNETOWÓD (a praktycznie to właściwie wcale magnetowodu nie ma, więc wykorzystanie siły magnesów jest kiepskie),
    - nie ma możliwości sterowania generowanym napięciem, więc ew. stabilizator musi być na CAŁĄ wytwarzaną moc.
  • #22
    mapek_sz
    Level 21  
    Dokładnie te wady. Moja mikroelektrownia będzie na pływakach, bo potok jest kapryśny. Zamiast mieć 40cm potrafi w ciągu doby podnieść się o 2m. Tak więc waga osprzętu ma decydujące znaczenie.
    Jeśli ktoś zna dobry sposób zasilenia mojego ups-a to bardzo proszę o rady. Zastanawiam się nad podpięciem jednego akumulatora kwasowo-ołowiowego równolegle z żelowy, a ten ładować z alternatora. Mam jednak sporo wątpliwości czy to będzie dobre rozwiązanie.

    Słuszne wątpliwości! Nie wolno łączyć równolegle akumulatorów o różnych charakterystykach!!! [retrofood]
  • #23
    Rzuuf
    Level 43  
    Akumulator żelowy jest takim samym kwasowym, jak "mokry", różnica tylko w tym, że żelowy jest niewylewny i może pracować w (prawie) każdej pozycji, ale za to jest bardzo wrażliwy na napięcie ładowania: powyżej 14,4V niszczy go nieodwołalnie (utrata wody z elektrolitu).
    Magazynowanie prądu w akumulatorach elektrochemicznych to niezbyt dobry interes: "przechowanie" 1kWh kosztuje kilka razy więcej, niż zakup 1kWh z energetyki.
  • #24
    mapek_sz
    Level 21  
    wiem, akumulatory będą pracować tylko w trybie buforowym. Tylko w ekstremalnych przypadkach będą wykorzystywane. W sumie wolał bym się bez nich obejść. To spory koszt, a tak naprawdę mi zbędny. Woda płynie zawsze. To nie wiatrak.
  • #25
    kybernetes
    Level 39  
    Mam parę uwag do tej konstrukcji:
    1. Alternator w celu oddania mocy znamionowej potrzebuje jakieś 5000 obr/min. Przy niższych obrotach moc jest znacznie mniejsza a 1400 obr/min to prędkość przy której alternator zaczyna dopiero ładować.
    2. Jedyny sensowny i tani pędnik dla elektrowni pokazanej na filmie to koło nasiębierne, ponieważ ten pędnik w pełni wykorzystuje energie grawitacyjną wody. Przy turbinie akcyjnej jak na filmie, miażdżąca większość uzyskiwanej mocy pochodzi z energii kinetycznej strumienia wody. Aby ją uzyskać należałoby wykonać kanał-koryto, o długości kilku metrów (przy wspomnianym spadku 0,5 m - jednak szczegóły wykonania takiego urządzenia należałoby skonsultować z literaturą techn.), w którym woda mogłaby się rozpędzić lub wykonać całkowitą obudowę rurową strumienia idącego na turbinę. Inaczej jej sprawność będzie znikoma.
    3. Akumulatory powinny być wykonane w takiej technologii, która zapewni ich wieloletnią stabilną eksploatację. Dedykowane akumulatory stacyjne są b. drogie, natomiast akumulatory trakcyjne choć gorsze są znacznie tańsze. Zwykłe akumulatory czy to rozruchowe, czy to podtrzymujące napięcie (np. żelowe do UPS) w tym zastosowaniu będą bardzo nietrwałe a w zw. z tym kosztowne.
    4. Zamiast konstrukcji na pływakach (nie potrafię sobie nawet wyobrazić jak miałoby to skutecznie działać) lepiej wykonać po prostu klasyczne przelewy, którymi odciekałby nadmiar wody. Tak się to robi od zarania dziejów i funkcjonuje znakomicie. Przecież po to się właśnie buduje tamy aby wodę spiętrzyć, wykorzystać pracę tej spiętrzonej wody i jednocześnie zabezpieczyć się przed wahaniami jej poziomu.
  • #26
    retrofood
    VIP Meritorious for electroda.pl
    kybernetes wrote:
    Mam parę uwag do tej konstrukcji:

    4. Zamiast konstrukcji na pływakach (nie potrafię sobie nawet wyobrazić jak miałoby to skutecznie działać) lepiej wykonać po prostu klasyczne przelewy, którymi odciekałby nadmiar wody. Tak się to robi od zarania dziejów i funkcjonuje znakomicie. Przecież po to się właśnie buduje tamy aby wodę spiętrzyć, wykorzystać pracę tej spiętrzonej wody i jednocześnie zabezpieczyć się przed wahaniami jej poziomu.


    Ja też mam uwagę. Mniej konstrukcyjną, a bardziej prawną. Tamy nie da się zbudować bez pozwolenia wodno-prawnego, a jego uzyskanie do łatwych nie należy. Zalecam ponownie analizę materiałów dostępnych w podanym przeze mnie linku.
  • #27
    mapek_sz
    Level 21  
    odpowiem najpierw do kybernetes, bo w takiej kolejności są posty:
    1: kwestia prądnicy jest rozwojowa. Zobaczę co wyduszę z alternatora. Rozmawiałem z elektrykiem i twierdził że przy 800 obrotach alternator można wzbudzić i ładuje. praktyka pokaże czy ma racje.
    2: koło pokazane na filmiku nie będzie napędzać altka w takiej postaci jak widać. Ma już założoną obudowę. Będzie to coś pośredniego pomiędzy kołem nasiębiernym a turbiną Banki. Docelowo właśnie o niej myślę.
    3: już pisałem o akumulatorach. Stosując alternator nie da się ich wyeliminować. jeżeli nie będą one służyły jako magazyn energii (czego nie planuje), to można stosować akumulatory żelowe o niskiej pojemności. Są bardzo tanie, a do wzbudzenia altka wystarczą.
    4:Kolega retrofood mniej więcej wskazał powód dla jakiego nie można tego zrobić. Żadne stałe konstrukcje nie wchodzą w grę. Jeśli chodzi o pływaki, to będzie to opcja ratunkowa w sytuacji gdy poziom wody przekroczy dopuszczalny. Oczywiście turbina w tym momencie będzie zatrzymana. Koryto rzeczki pozwala spiętrzyć wodę na 2,5m. Niestety brak możliwości na zgodę odpowiednich instytucji. taka elektrownia nie jest dla nich żadnym partnerem do rozmów. Cały projekt musi być tak zrobiony że w przeciągu powiedzmy godziny lub dwóch nic nie ma. W takim wypadku nie będę potrzebował pozwoleń.
    Poruszone kwestie są nadal w toku, wiec nie zarzekam się że nie będzie zmian. Obecną konstrukcje traktuje jako eksperyment i nabranie doświadczeń, bo przy tak małych elektrowniach wodnych, trudno o sprawdzone wzorce.
    -------------------------------------------------------------------------------
    Do Pana retrofood:
    Ma pan 100% rację. Dlatego to ma być konstrukcja mobilna. Ile się uda z niej osiągnąć, tyle będzie. Niemniej dziękuję za słuszną uwagę.
    -----------------------------------------------------------------------------------
    Temat ładowania 4 aku w trybie buforowym z altka 12V nadal stoi. Nie ukrywam że liczyłem na poradę.
    pozdrawiam
  • #28
    kybernetes
    Level 39  
    mapek_sz wrote:
    Rozmawiałem z elektrykiem i twierdził że przy 800 obrotach alternator można wzbudzić i ładuje.

    Prawdopodobnie znajomy miał na myśli obroty silnika przy którym zamontowany jest ten alternator. Przełożenie kół pasowych na alternatorze wynosi 1:2,5-3, tak więc przy biegu jałowym i 800 obrotach silnika na osi alternatora jest ponad 2000 obr/min.
  • #29
    mapek_sz
    Level 21  
    Być może. Zpodałem więc temat na google. Mamy taki oto link:
    Link
    jest opisany przykładowy alternator bosch kc 14v 45/70. Z tabel wynika że oddaje on 45 A przy 1850 obrotach. Na pewno nie ma tu mowy o obrotach silnika. Dalej możemy pooglądać tabelkę ładowania, gdzie widać że przy 1000 obrotów napięcie na nim wynosi 13,1 V. Co prawda niższych parametrów napięcia nie podano, ale to nie znaczy że się wzbudza dopiero przy 1000.
    Teraz odnośnie jeszcze tego elektryka. Poradził mi żeby podpiąć równolegle dwie kontrolki ładowania, zwiększając tym sposobem prąd wzbudzenia. Wydaje mi się że to jednak nic nie da, bo alternator ma wbudowany regulator i to on decyduje o prądzie wzbudzenia...ale mogę się mylić.
    Osobiście uznam za sukces jeśli uda mi sie wydusić 30A. Pozwoli to w rozsądnym czasie nagrzać 60 litrowy zbiornik z wodą. Mój alternator to też bosch, ale 70-90A.

    doczytałem tego pdf-a i elektryk ma jednak racje. prąd wzbudzenia można zwiększyć. Toleruje on lampkę do 10W. Czyli prąd nieco poniżej 1A. Zwykła lampka ma 2W. Ten elektryk to taki bardziej praktyk niż teoretyk. Sprawdzę w wolnej chwili jak wpływa prąd wzbudzenia na obroty przy jakich się wzbudza mój altek.
    pozdrawiam
  • #30
    kybernetes
    Level 39  
    mapek_sz wrote:
    jest opisany przykładowy alternator bosch kc 14v 45/70. Z tabel wynika że oddaje on 45 A przy 1850 obrotach. Na pewno nie ma tu mowy o obrotach silnika. Dalej możemy pooglądać tabelkę ładowania, gdzie widać że przy 1000 obrotów napięcie na nim wynosi 13,1 V. Co prawda niższych parametrów napięcia nie podano, ale to nie znaczy że się wzbudza dopiero przy 1000.


    Hm, widzisz, jak by to powiedzieć... parametry w tych tabelkach trzeba właściwie odczytywać. Ja tam np. widzę, że ten alternator zacznie ładować akumulator mniej więcej przy 1800 obr/min, w pełni naładuje go przy jakichś 2500 obr/min, natomiast połowę mocy znamionowej (0,5 kW)osiągnie przy jakichś 1700 obr/min 38 A i 13,35 V. Tak więc - szału nie ma i 1400 obr/min - mimo, że ten alternator może dawać przy takich obrotach 30% mocy - absolutnie nie wystarczy (napięcie <13 V, niewystarczające do ładowania akumulatora).