Станция водоворот

Гидроэлектростанция - водоворот...

Хостинг фото




Это не бассейн для купания, из которого выдернули затычку, а экспериментальная электростанция нового типа, которая работает и развивается с осени 2005-го в Австрии (фото с сайта home.tele2.at).

Создавая этот необычный проект, его автор думал в первую очередь об экосистемах, которые страдают от электростанций, например, гидравлических. Даже мини-ГЭС на маленьких речках и каналах тут небезупречны. Но изобретатель парадоксальным образом нашёл способ повысить КПД таких сооружений.

Огромные плотины, перекрывающие большие реки, очевидно, служат великолепным источником энергии. Но об экологических последствиях перегораживания рек известно всем. Малые ГЭС на небольших реках и ручейках вроде бы наносят природе куда меньший ущерб. Но вот об их высокой мощности говорить не приходится.

Казалось бы, непросто совместить эффективность ГЭС с их экологической безупречностью. Между тем, такая конструкция существует и доказала свою работоспособность на практике.


Диаметр бассейна с водоворотом составляет 5,5 метров. Максимальная высота падения воды достигает 1,6 метра. На фото внизу станция ещё не достроена (фотографии с сайта home.tele2.at).

Необычную схему для малых ГЭС нашёл австрийский изобретатель Франц Цотлётерер (Franz Zotlöterer) из местечка Оберграфендорф (Obergrafendorf) со своим проектом «Техника водоворота» (Wasserwirbeltechnik).

Прежде всего он решил, что перегораживать всю реку плотиной – нецелесообразно и вредно. Вместо этого он предложил часть потока, вблизи берега, отводить в специальный канал, направляющий воду к плотине.

Последняя тоже весьма необычна на вид. Это бетонный цилиндр, к которому вода подходит по касательной, обрушиваясь в центре в глубину. Так в центре цилиндра образуется водоворот, который и закручивает турбину.

Преимуществ у такой схемы мини-ГЭС Цотлётерер обнаружил целую кучу.


Обычно река «оснащена» меандрами, вихревое течение в которых способствует аэрации воды. В канале с плотинами мини-ГЭС этого нет. Зато, если заменить обычные плотины «водоворотными», природная аэрация восстанавливается (иллюстрация с сайта home.tele2.at).

Во-первых, КПД преобразования энергии падающей воды в ток достиг 73%, что очень хорошо. А ведь Франц использовал не самый совершенный электрический генератор.

С перерывами станция начала давать ток в общественную энергосеть ещё в сентябре 2005-го, непрерывно – с марта 2006-го.

И за последний год непрерывной работы его «Гравитационно-водоворотная станция» (так внушительно немец назвал новый тип ГЭС), установленная на каком-то ручье, выработала свыше 50 мегаватт-часов электричества при рабочем перепаде высот воды примерно в 1,3 метра (вообще-то, он колебался) и расходе примерно в 1 кубометр в секунду.

Максимальная электрическая мощность этой мини-станции достигает 9,5 киловатт. В среднем этого достаточно для питания 10-15 коттеджей (с учётом неравномерности уровня потребления).

Во-вторых, скорость вращения турбины оказалась довольно низкой, так что для рыбы, попавшей в водоворот, лопасти колеса опасности не представляют. Тем более что лопасти эти не рассекают воду, а поворачиваются синхронно с водоворотом.


Автор новации отмечает сравнительную простоту и дешевизну строительства своей ГЭС. Однако, несмотря на миниатюрность, станция, «как взрослая», участвует в энергоснабжении страны (фотографии с сайта home.tele2.at).

В-третьих, водоворот перемешивает загрязнители, одновременно хорошо аэрируя воду, что способствует интенсивной работе микроорганизмов, очищающих её естественным образом.

Это свойство станции восстанавливает процессы, идущие в обычной реке, которой присущи многочисленные повороты. В больших спрямлённых руслах каналов и водохранилищ почти ламинарное течение приводит к исчезновению аэрации воды и, как следствие, потере её способности к самоочищению.

В-четвёртых, водоворот способствует терморегуляции в водоёме. Увеличенная площадь контакта воды с воздухом приводит к её охлаждению за счёт испарения жарким летом.

Зимой же ГЭС продолжает работать подо льдом. Наиболее плотная вода (с температурой в 4 градуса) тяготеет к центру водоворота. По краям цилиндра образуется ледяная корка, которая выступает в роли утеплителя, не дающего слишком сильно охладиться центру.

Фактически водоворот действует как машина, стремящаяся, в некоторой степени, привести температуру протекающей воды зимой к 4 градусам, что, по идее, может оказывать некое благоприятное влияние на жизнь ниже по течению (тут автор ГЭС подробностей не объясняет).

Зато он приводит ещё один весомый аргумент в пользу своей конструкции. Эта станция обошлась примерно в $75 тысяч, что дешевле, чем аналогичная по мощности мини-ГЭС, построенная по классическому образцу.



Как видим, турбина примитивна по форме и устройству, однако имеет неплохой КПД. Справа: счётчик показывает почти 52 мегаватт-часа, проданных изобретателем станции энергокомпании EnergieVersorger Niederösterreichs (фотографии с сайта home.tele2.at).

На этом достоинства водоворота не исчерпываются. Франц отмечает лучшую ремонтопригодность, значительно меньшие сложность и периодичность обслуживания, более простую конструкцию и прочие технологические преимущества этой станции.

Изобретатель уверен, что такая схема наиболее оптимальна для возведения ГЭС мощностью до 150 киловатт. Причём конструкция начинает превосходно работать (показывает хороший КПД турбины) уже при перепаде высот воды всего в 0,7 метра.

Конечно, существуют модели малых ГЭС, работающих вообще без перепада высот (просто на течении). Но в «водоворотной» ГЭС, как уверен австриец, сочетаются очень высокая эффективность (как с точки зрения физики, так и в плане финансовых затрат) и непревзойдённая дружественность живой природе.

Тем не менее Цотлётерер ещё не вполне доволен результатами. Он продолжает совершенствовать проект и рассчитывает поднять мощность своей мини-ГЭС. Очередная реконструкция сооружения намечена на это лето.
(с)
Уфффф. Как сложно вставлять фото.... просто ужас.....

капс отредактирован

интересно.. нам какраз нужна минигэс на ручье... это может стать альтернативой предлагаемому варианту.

(Шахтер @ 24.01.2012 - время: 22:46) интересно.. нам какраз нужна минигэс на ручье... это может стать альтернативой предлагаемому варианту.
У вас показываются рисунки темы?

(Mnogotochie @ 24.01.2012 - время: 22:50) (Шахтер @ 24.01.2012 - время: 22:46) интересно.. нам какраз нужна минигэс на ручье... это может стать альтернативой предлагаемому варианту.
У вас показываются рисунки темы?
к сожалению нет :( пишет, что нужно изменить адрес...
Но из описания устройство приблизительно понятно..

(Mnogotochie @ 24.01.2012 - время: 22:50) (Шахтер @ 24.01.2012 - время: 22:46) интересно.. нам какраз нужна минигэс на ручье... это может стать альтернативой предлагаемому варианту.
У вас показываются рисунки темы?
Просит изменить адрес. Или отсутствует указание источника перехода

(Mnogotochie @ 24.01.2012 - время: 23:08) А теперь отображаются рисунки?
Да, теперь все видно :)

Интересная конструкция, но все же я не вижу там ничего на 75 тысяч... на мой взгляд она тянет тысяч на 10 или может чуть больше. Тут только земельные работы и заливка бетона, никаких дорогостоящих или сложных технических устройств.

(Mnogotochie @ 24.01.2012 - время: 23:19) Опытным путем установлено, что в полный рост нельзя. Можно только миниатюры. Или я что-то делаю неправильно...
Ты как-то через ж. фото добавляешь.

(Mnogotochie @ 24.01.2012 - время: 21:47)
Зато он приводит ещё один весомый аргумент в пользу своей конструкции. Эта станция обошлась примерно в $75 тысяч, что дешевле, чем аналогичная по мощности мини-ГЭС, построенная по классическому образцу.


75 тысяч долларов, так во всяком случае у вас написано в тексте :)

(Mnogotochie @ 24.01.2012 - время: 23:23) (Румпельштицкин @ 24.01.2012 - время: 23:21) Ты как-то через ж. фото добавляешь.
Я использую в кнопках кодов кнопку IMG и указываю полную ссылку на файл рисунка из свойств рисунка...
Сначало работает, а потом нет...
А как надо?
Надо тупо в пост вставлять код, который вам выдается после загрузки фото на хостингфайлов.

(Шахтер @ 24.01.2012 - время: 23:24) 75 тысяч долларов, так во всяком случае у вас написано в тексте :)
А вы видите акуратный бетонный лоток до конструкции и после?
Сама конструкция в два яруса - верхняя воронка и нижний отвод воды...
А стоимость самого генератора и устройства синхронизации частоты?
И турбина тоже чего-то стоит...
И учтите, что это Европа...

На руском языке ничего нету...






Не правда-ли интересная и дешовая конструкция не приносящая никакого экологического ущерба...

Так как добавили сейчас намного хуже, чем они в куче были бы.

Перепостите все фото в теме, больших картинок не видно.

(Mnogotochie @ 24.01.2012 - время: 23:28) (Шахтер @ 24.01.2012 - время: 23:24) 75 тысяч долларов, так во всяком случае у вас написано в тексте :)
Чего то не вижу где...
А вы видите акуратный бетонный лоток до конструкции и после?
Сама конструкция в два яруса - верхняя воронка и нижний отвод воды...
А подземное электропомещение, где очевидно стоит генератор и электрооборудование...
А стоимость самого генератора и устройства синхронизации частоты?
И турбина тоже чего-то стоит...
И учтите, что это Европа...

На руском языке ничего нету...

Не правда-ли интересная и дешовая конструкция не приносящая никакого экологического ущерба...
Бетонный лоток и вся бетонная конструкция это 5-6 тысяч евро вместе со всем земельными работами.
Никаких подземных помещений с генераторами просто нету - никто не станет закапывать генератор, когда его можно просто разместить сверху над конструкцией и в случае чего легко обслуживать и менять. В данном случае очевидно, что генератор просто снят, для демонстрации эффекта.

там в тексте у вас написана мощность - 9.5 киловатт. Такой генератор без труда унесет взрослый человек. Турбина - дешевый сварной винт из листовой стали.
Устройство синхронизации? Скорее всего обычный инвертор за 300 баксов.

так что вся конструкция даже на 10 тысяч тянет с трудом.

(Шахтер @ 24.01.2012 - время: 23:57)
Бетонный лоток и вся бетонная конструкция это 5-6 тысяч евро вместе со всем земельными работами.
Никаких подземных помещений с генераторами просто нету - никто не станет закапывать генератор, когда его можно просто разместить сверху над конструкцией и в случае чего легко обслуживать и менять. В данном случае очевидно, что генератор просто снят, для демонстрации эффекта.

там в тексте у вас написана мощность - 9.5 киловатт. Такой генератор без труда унесет взрослый человек. Турбина - дешевый сварной винт из листовой стали.
Устройство синхронизации? Скорее всего обычный инвертор за 300 баксов.

так что вся конструкция даже на 10 тысяч тянет с трудом.
Во столько она обошлась автору изобретения...
Не факт что ему все сразу удалось...
Кроме того не стоит забывать про водоотвод и временную конструкцию...

Интересно, как они решили проблему нестабильного потока? Ведь стоит потоку уменьшится и воронка сразу просядет, а если его увеличить - захлебнется.

И выложите формулы расчета параметров цилиндра в зависимости от от объема и скорости течения, если не сложно...

(Шахтер @ 25.01.2012 - время: 12:43) Интересно, как они решили проблему нестабильного потока? Ведь стоит потоку уменьшится и воронка сразу просядет, а если его увеличить - захлебнется.

И выложите формулы расчета параметров цилиндра в зависимости от от объема и скорости течения, если не сложно...
Проблема нестабильного потока может быть решена например с помощью лотка Вентури с переливом.
Лоток Вентури - очень простая конструкция сужения открытого лотка, обеспечивающая протекание жидкости с одинаковой скоростью...
Меняется только высота столба жидкости...
Строим лоток Вентури высотой скажем 60см... Имеем стабильный поток воды одинакового объема и скорости...
А все лишнее сливается через край по обводному каналу...

Кроме того, скорость кручения воды в улитке не зависит от скорости входного потока воды и определяется только высотой водного столба в улитке...
При правильном построении улитки скорость кручения воды будет стабильна при широких диопозонах высоты водного столба в ней...

Небольшой научный фильм о воронкообразовании в жидкости...

Мой проект мини-гидроэлектростанции...

Но данная конструкция гидроэлектростанции, построенной Францем Цотлётерером (Franz Zotlöterer) на мой взгляд несовершенна и не использует всю энергию водного потока...

Я предлягаю использовать комбинированный вариант, состоящий из трех гидроэлектростанций и использующий всю энергию водного потока...
Такая гидроэлектростанция будет максимально эффективна с точки зрения потраченных ресурсов на ее строительство и полученной электроэнергии...

Итак...

1ая. Гидроэлектростанция - это шнековая гидроэлектростанция в бетонном лотке, подводящем воду в улитку станции-воронки Франца Цотлётерера...




2ая. Гидроэлектростанция - непосредственно станция-воронка Франца Цотлётерера...




3я. Гидроэлектростанция - беличье колесо, установленное на выходе воды из станции воронки...




Такая комбинированная гидроэлектростанция, состоящая по сути из трех, резко снижает затраты на ее производство и повышает КПД выработки электроэнергии...
При строительстве станции-воронки Франца Цотлётерера уже заложены конструктивы для двух других гидроэлектростанций...
Так что затрат тут никаких... Только выгода от модернизации...

Итак, имеем очень простую, дешовую, экологически чистую и с высоким КПД гидроэлектростанцию, построить которую может практически любой...

Экономическая эффективность в условиях Российского Северо - Запада вызывает большие сомнения - неустойчивостьводного потока, вплоть до полного прекращения в засуху или сильные морозы... Относительно дешевые цены на электроэнергию, вложения и эксплуатационная стоимость конструкции, цена Проекта(!) Но главное - согласования, разрешения на строительство, бумаги, комиссии, регистрации, откаты - наши Российские реалии. Вердикт - хорошо, но не здесь!

(Мавзон @ 25.01.2012 - время: 22:16) Но главное - согласования, разрешения на строительство, бумаги, комиссии, регистрации, откаты - наши Российские реалии. Вердикт - хорошо, но не здесь!
Ох уж эта Россея...
Но никто не может вам запретить построить такую гидроэлектростанцию на своей земле...

Ну а водопоток в южных регионах - стабилен... Надо только предусмотреть водоотвод паводковых вод, что совсем не сложно...

(Mnogotochie @ 25.01.2012 - время: 22:22) Ох уж эта Россея...
Но никто не может вам запретить построить такую гидроэлектростанцию на своей земле...

Купить участок реки(!) и протащить под это дело согласованный(!) проект - не так просто и для людей, для которых обычная оплата 10 Квт/час электрознергии - как расходы на гуталин. Разве только в Южных (внезаконных) районах.