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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA MicroHP. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa Kharkov OJSC "Turboatom" lançou uma produção em série de usinas microhidrelétricas, que podem operar como unidades autônomas projetadas para o fornecimento de energia sustentável aos consumidores e em paralelo com outras usinas microhidrelétricas em uma rede "local" ou industrial. O layout original das unidades, os materiais modernos aplicados e o design garantem altas qualidades de consumo e operação confiável dessas microcentrais hidrelétricas. As características técnicas e os preços das microcentrais hidrelétricas são apresentados na tabela:
Uma organização comprou um micro HPP PR5-G-20 e o instalou em uma barragem que bloqueava o fluxo do canal do rio Lomovatka, que atravessa o território do centro recreativo "Rodnichok" e deságua no distrito de Kholodny da cidade de Almaznaya. A água era fornecida à microcentral hidroeléctrica através de um sifão através de um tubo com um diâmetro de 375 mm com uma pressão de 2,5 ... 3,2 m (Fig. 1). A turbina axial da UHE desenvolveu a velocidade necessária, mas não suportou a carga. Obviamente, não havia pressão de trabalho suficiente. Para aumentá-la, era necessário aumentar a barragem ou rebaixar a hidrelétrica a jusante.
No primeiro caso, ao construir a barragem em pelo menos 3 m, era necessário realizar uma grande movimentação de terra e aumentar a zona de inundação em 4,7 vezes, o que levaria ao alagamento de quase todo o território do centro recreativo e chalés de verão adjacentes. No segundo caso, foi necessário colocar 500 m de um tubo de abastecimento com um diâmetro de 375 mm desde a barragem até à central hidroeléctrica ao longo do canal e das casas de veraneio. Ao mesmo tempo, mais de 20 carvalhos centenários e 9 áreas suburbanas teriam que ser destruídos. Ambas as opções se mostraram inaceitáveis. Com todos os seus méritos, a microcentral hidroeléctrica produzida pela OLO "Turboatom" não é adequada para esta estrutura hidráulica de baixa pressão. Considerando que o rio Lomovatka corre em uma cavidade e tem um débito de mais de 0,45 m3/s, uma bomba de hidropercussão pode ser usada para construir uma microcentral hidrelétrica. Na vazão do canal ou na vazão descendente da estrutura hidráulica, é instalada uma bomba de hidropercussão, com a capacidade necessária, que converte a vazão de baixa pressão em alta pressão, com menor vazão. Da bomba de hidropercussão, a água é fornecida diretamente para a turbina (Fig. 2) ou para um reservatório de armazenamento superior com um volume de pelo menos 600 m3 e depois para a turbina (Fig. 3).
No primeiro caso, a turbina axial do PR5-G-20 micro HPP se encaixa na bomba de hidropercussão como a sela de uma vaca. Com uma altura manométrica na tubulação de aceleração de 2,5 m, a bomba de hidropercussão desenvolverá uma altura manométrica de pelo menos 40 m. Para reduzi-la, será necessário aumentar várias vezes o volume do acumulador. Você pode imaginar tal monstro. No segundo caso, as características da bomba e do HPS são facilmente combinadas. Uma vantagem adicional é a possibilidade de criar peixes ou nutria em um reservatório controlado, bem como o uso de um reservatório como fonte de abastecimento técnico de água. Mas esse método não é barato e nem sempre é possível. Especialmente se não se trata de conclusões teóricas, mas de implementação prática em condições de oportunidades limitadas e falta de financiamento para a compra de equipamentos caros. Não é recomendado fornecer água à bomba de choque hidráulico através da barragem com sifão, pois uma certa quantidade de ar (bolha) sempre fica no topo da tubulação, fazendo o papel de amortecedor. Durante um golpe de aríete, a bolha "mancha" os transientes e interrompe a operação da válvula de aceleração. A bomba é instável e não desenvolve suas características. O tubo de aceleração pode ser instalado no dreno. Esta é a forma mais barata de usar a pressão de uma estrutura hidráulica para operar uma bomba de choque hidráulico. Mas não permite utilizar a reserva de água acumulada no reservatório. Mais preferencialmente, ao instalar uma bomba de choque hidráulica em uma estrutura hidráulica, um tubo de aceleração é colocado no corpo da barragem abaixo da zona de congelamento da água. Neste caso, dois diafragmas devem ser instalados no tubo para evitar o escoamento de água ao longo do tubo. Se isso não for feito, a água vai vazar pelo cano e, com isso, vai lavar o corpo da barragem. O diafragma é feito de chapa de aço com espessura de 6...10 mm e dimensões de 0,6×0,6 a 1,0×1,0 m, no centro da qual é feito um furo ao longo do diâmetro do tubo. O diafragma é colocado no tubo no lugar certo e escaldado em ambos os lados com uma costura contínua. Os diafragmas são instalados a uma distância de pelo menos dois metros da borda do corpo da barragem (Fig. 4).
No início do tubo, é instalado um dispositivo de fechamento, como um portão ou "monge". O aperto total ao travar o dispositivo não pode ser alcançado. O principal é que o dispositivo restringe o fluxo principal durante os trabalhos de instalação e reparo. Colocar uma válvula na saída do tubo nem sempre é aconselhável. Se as características da vazão do canal permitirem o funcionamento normal da bomba, é melhor não mexer nas estruturas hidráulicas. Se as características forem um pouco curtas, em vez de uma barragem de terra, pode-se organizar um remanso de escoamento de pneus velhos de caminhões. Para fazer isso, os pneus são instalados verticalmente no canal de fluxo atrás do início do tubo de aceleração. Um cabo é passado pelos pneus, fixado em âncoras cravadas nas duas margens. Os galhos são inseridos dentro dos pneus, de preferência salgueiro. O excesso de fluxo de água flui livremente através de tal obstrução. Gradualmente, o remanso fica cheio de lixo e começa a funcionar como uma represa de castores. Uma estrutura semelhante pode ser organizada em riachos e pequenos rios. Não empilhe os pneus em uma pilha, durante a enchente eles serão levados pela corrente de água. Para maximizar o uso das capacidades de uma bomba de hidropercussão, quando ela é usada como parte de uma usina microhidrelétrica, é aconselhável usar não uma turbina axial, mas uma turbina Bank ou Pelton como conversor de pressão. Um projeto simplificado da turbina Pelton pode ser feito em pequenas oficinas. Nesse caso, um gerador especial de baixa velocidade é usado como gerador. Você pode usar um gerador de um barramento LAZ ou LIAZ. Autores: D. A. Duyunov, A. V. Pizhankov, S. N. Levachkov
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