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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Mikro-WKW. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Kharkov OJSC „Turboatom“ hat mit der Serienproduktion von Mikrowasserkraftwerken begonnen, die als eigenständige Einheiten zur nachhaltigen Energieversorgung der Verbraucher und parallel zu anderen Mikrowasserkraftwerken in einem „lokalen“ oder industriellen Netzwerk betrieben werden können. Die ursprüngliche Anordnung der Einheiten, die verwendeten modernen Materialien und das Design gewährleisten hohe Verbraucherqualitäten und einen zuverlässigen Betrieb dieser Kleinwasserkraftwerke. Technische Eigenschaften und Preise von Mikrowasserkraftwerken sind in der Tabelle angegeben:
Eine Organisation kaufte ein Mikro-WKW PR5-G-20 und installierte es auf einem Damm, der den Kanalfluss des Flusses Lomovatka blockierte, der durch das Gebiet des Erholungszentrums „Rodnichok“ fließt und in den Bezirk Kholodny der Stadt Almaznaya mündet. Die Wasserversorgung des Mikrowasserkraftwerks erfolgte über einen Siphon durch ein Rohr mit einem Durchmesser von 375 mm mit einem Druck von 2,5 ... 3,2 m (Abb. 1). Die Axialturbine des Wasserkraftwerks entwickelte die nötige Drehzahl, hielt die Last jedoch nicht. Offensichtlich fehlte der Arbeitsdruck. Um es zu erhöhen, war es notwendig, den Damm zu erhöhen oder das Wasserkraftwerk flussabwärts abzusenken.
Im ersten Fall war es beim Ausbau des Damms um mindestens 3 m erforderlich, umfangreiche Erdarbeiten durchzuführen und die Überschwemmungszone um das 4,7-fache zu vergrößern, was zur Überschwemmung fast des gesamten Geländes des Erholungszentrums führen würde und angrenzende Sommerhäuser. Im zweiten Fall war es notwendig, 500 m einer Versorgungsleitung mit einem Durchmesser von 375 mm vom Damm zum Wasserkraftwerk entlang des Kanals und der Sommerhäuser zu verlegen. Gleichzeitig müssten mehr als 20 hundertjährige Eichen und 9 Sommerhäuser zerstört werden. Beide Optionen erwiesen sich als inakzeptabel. Das Mikrowasserkraftwerk von OLO „Turboatom“ ist trotz aller Vorzüge für dieses Niederdruck-Wasserbauwerk nicht geeignet. In Anbetracht der Tatsache, dass der Fluss Lomovatka in einer Mulde fließt und einen Stauraum von mehr als 0,45 m3/s hat, kann eine Hydroschlagpumpe zum Bau eines Mikrowasserkraftwerks eingesetzt werden. In der Kanalströmung oder in der vom Wasserbauwerk herabfließenden Strömung wird eine Hydroperkussionspumpe mit der erforderlichen Kapazität installiert, die die Niederdruckströmung in eine Hochdruckströmung mit geringerer Durchflussrate umwandelt. Von der Hydroperkussionspumpe wird das Wasser entweder direkt zur Turbine (Abb. 2) oder in einen höher gelegenen Speicherbehälter mit einem Volumen von mindestens 600 m3 und dann zur Turbine geleitet (Abb. 3).
Im ersten Fall nähert sich die Axialturbine des Mikro-Wasserkraftwerks PR5-G-20 der Hydropercussion-Pumpe wie ein Kuhsattel. Bei einer Förderhöhe in der Beschleunigungsleitung von 2,5 m entwickelt die Hydroperkussionspumpe eine Förderhöhe von mindestens 40 m. Um diese zu reduzieren, muss das Volumen des Akkumulators um ein Vielfaches vergrößert werden. Sie können sich so ein Monster vorstellen. Im zweiten Fall lassen sich die Eigenschaften von Pumpe und HPS problemlos anpassen. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Möglichkeit der Zucht von Fischen oder Nutria in einem kontrollierten Reservoir sowie die Nutzung eines Reservoirs als Quelle der technischen Wasserversorgung. Diese Methode ist jedoch nicht billig und nicht immer möglich. Vor allem, wenn es nicht um theoretische Schlussfolgerungen geht, sondern um die praktische Umsetzung unter Bedingungen begrenzter Möglichkeiten und fehlender Finanzmittel für den Kauf teurer Ausrüstung. Es wird nicht empfohlen, der hydraulischen Stoßdämpferpumpe Wasser durch den Damm mit einem Siphon zuzuführen, da immer eine gewisse Luftmenge (Blase) an der Spitze des Rohrs verbleibt und die Rolle eines Dämpfers spielt. Während eines Wasserschlags „verschmiert“ die Blase die Transienten und stört den Betrieb des Beschleunigungsventils. Die Pumpe ist instabil und entfaltet ihre Eigenschaften nicht. Das Beschleunigungsrohr kann am Abfluss installiert werden. Dies ist die günstigste Möglichkeit, den Druck einer hydraulischen Struktur zum Betrieb einer hydraulischen Stoßdämpferpumpe zu nutzen. Es ist jedoch nicht möglich, die im Reservoir angesammelte Wasserreserve zu nutzen. Bei der Installation einer hydraulischen Stoßpumpe an einem Wasserbauwerk wird am besten ein Beschleunigungsrohr durch den Dammkörper unterhalb der Gefrierzone des Wassers verlegt. In diesem Fall müssen zwei Membranen am Rohr angebracht werden, um das Abfließen von Wasser entlang des Rohrs zu verhindern. Geschieht dies nicht, sickert Wasser entlang des Rohrs und spült dadurch den Dammkörper aus. Die Membran besteht aus einem Stahlblech mit einer Dicke von 6...10 mm und Abmessungen von 0,6×0,6 bis 1,0×1,0 m, in dessen Mitte ein Loch entlang des Rohrdurchmessers geschnitten ist. Die Membran wird an der richtigen Stelle auf das Rohr aufgesetzt und beidseitig mit einer durchgehenden Naht verbrüht. Die Membranen werden in einem Abstand von mindestens zwei Metern vom Rand des Dammkörpers angebracht (Abb. 4).
Am Anfang des Rohres wird eine Absperrvorrichtung wie ein Tor oder „Mönch“ installiert. Eine vollständige Dichtheit beim Verriegeln des Gerätes kann nicht erreicht werden. Die Hauptsache ist, dass das Gerät den Hauptstrom bei Installations- und Reparaturarbeiten begrenzt. Es ist nicht immer ratsam, am Rohrauslass ein Ventil anzubringen. Wenn die Eigenschaften der Kanalströmung den normalen Betrieb der Pumpe zulassen, ist es besser, sich nicht an den hydraulischen Strukturen zu beteiligen. Wenn die Eigenschaften etwas kurz sind, können Sie anstelle eines Erddamms einen Rückstau aus alten Gummireifen von Lastkraftwagen anordnen. Dazu werden Reifen senkrecht in den Kanalfluss hinter dem Beginn des Beschleunigungsrohrs eingebaut. Ein Kabel wird durch die Reifen geführt und an beiden Ufern an eingeschlagenen Ankern befestigt. In die Reifen werden Äste gesteckt, vorzugsweise Weidenzweige. Überschüssiges Wasser fließt ungehindert durch ein solches Hindernis. Allmählich verschmutzt das Rückstauwasser und beginnt, wie ein Biberdamm zu wirken. Eine ähnliche Struktur kann an Bächen und kleinen Flüssen angeordnet werden. Stapeln Sie die Reifen nicht auf einem Stapel, da sie bei Überschwemmung vom Wasserstrahl weggeschwemmt werden. Um die Leistungsfähigkeit einer Hydroperkussionspumpe beim Einsatz als Teil eines Mikrowasserkraftwerks optimal auszunutzen, empfiehlt es sich, als Druckwandler keine Axialturbine, sondern eine Bank- oder Peltonturbine zu verwenden. Ein vereinfachtes Design der Peltonturbine kann in kleinen Werkstätten hergestellt werden. Als Generator kommt in diesem Fall ein spezieller Langsamläufer zum Einsatz. Sie können einen Generator von einem LAZ- oder LIAZ-Bus verwenden. Autoren: D.A. Duyunov, A.V. Pizhankov, S.N. Levachkov
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