O aumento regular dos preços da energia elétrica faz com que muitos pensem na questão das fontes alternativas de energia elétrica. Uma das melhores soluções neste caso é uma usina hidrelétrica. A busca de uma solução para esse problema não diz respeito apenas à escala do país. Cada vez mais, você pode ver mini-hidrelétricas para o lar (casa de campo). Os custos neste caso serão apenas para construção e manutenção. A desvantagem de tal estrutura é que sua construção só é possível sob certas condições. O fluxo de água é necessário. Além disso, a construção desta estrutura em seu quintal requer permissão das autoridades locais.
Esquema de miniusina hidrelétrica
O princípio de funcionamento de uma usina hidrelétrica para uma residência é bastante simples. O diagrama de estrutura é o seguinte. A água cai na turbina, fazendo com que as pás girem. Eles, por sua vez, devido ao torque ou queda de pressão, acionam o atuador hidráulico. A partir dele, a potência recebida é transmitida ao gerador elétrico, que geraeletricidade.
Atualmente, o esquema hidrelétrico é mais frequentemente completado com um sistema de controle. Isso permite que o projeto funcione no modo automático. Em caso de necessidade (por exemplo, um acidente), é possível alternar para o controle manual.
Variedades de mini-hidrelétricas
Deve-se entender que as minicentrais hidrelétricas podem produzir no máximo três mil quilowatts. Este é o poder máximo de tal estrutura. O valor exato dependerá do tipo de UHE e do projeto do equipamento utilizado.
Dependendo do tipo de fluxo de água, distinguem-se os seguintes tipos de estações:
- Canal, característica das planícies. São instalados em rios de baixa vazão.
- Estacionário usa a energia dos rios de água com um fluxo rápido de água.
- HPPs instaladas em locais onde a vazão de água cai. Eles são mais frequentemente encontrados em organizações industriais.
- Mobile, que são construídos usando uma manga reforçada.
Para a construção de uma usina hidrelétrica, até mesmo um pequeno córrego fluindo pelo local é suficiente. Proprietários de casas com água central não devem se desesperar.
Uma das empresas americanas desenvolveu uma estação que pode ser incorporada ao sistema de abastecimento de água em casa. Uma pequena turbina é construída no sistema de abastecimento de água, que é acionada pelo fluxo de água que se move por gravidade. Ele diminui a velocidadefluxo de água, mas reduz o custo da eletricidade. Além disso, esta instalação é totalmente segura.
Até mesmo mini-hidrelétricas estão sendo construídas na tubulação de esgoto. Mas sua construção exige a criação de certas condições. A água através do tubo deve fluir naturalmente devido à inclinação. O segundo requisito é que o diâmetro do tubo seja adequado ao equipamento. E isso não pode ser feito em uma casa isolada.
Classificação das mini UHEs
As minicentrais hidrelétricas (as casas em que são utilizadas são em sua maioria do setor privado) são na maioria das vezes um dos seguintes tipos, que diferem no princípio de operação:
- A roda d'água é do tipo tradicional e a mais fácil de fazer.
- Hélice. Usado nos casos em que o rio tem um canal com largura superior a dez metros.
- A guirlanda é instalada em rios com pouca vazão. Estruturas adicionais são usadas para aumentar a velocidade do fluxo de água.
- O rotor Darrieus é normalmente instalado em plantas industriais.
Estas opções são comuns porque não requerem a construção de uma barragem.
Roda d'água
Este é um tipo clássico de usina hidrelétrica, que é mais popular para o setor privado. As mini usinas hidrelétricas desse tipo são uma grande roda que pode girar. Suas lâminas são abaixadas na água. O resto da estrutura está acima do canal, forçando todo o mecanismo a se mover. Poderé transmitido através de um acionamento hidráulico para um gerador que gera corrente.
Estação de hélice
No quadro na posição vertical está um rotor e um moinho de vento subaquático, abaixado sob a água. O moinho de vento tem pás que giram sob a influência do fluxo de água. A melhor resistência é proporcionada por lâminas de dois centímetros de largura (com um fluxo rápido, cuja velocidade, no entanto, não ultrapassa dois metros por segundo).
Neste caso, as lâminas são acionadas devido à força de elevação resultante, e não devido à pressão da água. Além disso, a direção do movimento das pás é perpendicular à direção do fluxo. Este processo é semelhante aos parques eólicos, só que funciona debaixo d'água.
Garland HPP
Este tipo de minicentral hidrelétrica é um cabo esticado sobre o leito e fixado em um mancal de empuxo. Turbinas de pequeno tamanho e peso (rotores hidráulicos) são penduradas e fixadas rigidamente na forma de uma guirlanda. Eles consistem em dois semi-cilindros. Devido ao alinhamento dos eixos, ao serem abaixados na água, é criado um torque neles. Isso leva ao fato de que o cabo se dobra, se estica e começa a girar. Nesta situação, o cabo pode ser comparado a um eixo que serve para transmitir potência. Uma extremidade da corda está conectada à caixa de engrenagens. A energia é transferida para ele a partir da rotação do cabo e dos rotores hidráulicos.
A presença de várias "guirlandas" ajudará a aumentar a potência da estação. Eles podem ser conectados entre si. Mesmo isso não melhora muito.eficiência desta UHE. Esta é uma das desvantagens de tal estrutura.
Outra desvantagem desta espécie é o perigo que ela cria para os outros. Este tipo de estação só pode ser usado em lugares desertos. Os sinais de aviso são obrigatórios.
Rotor Daria
Uma mini usina hidrelétrica para uma casa particular desse tipo recebeu o nome de seu desenvolvedor - Georges Darier. Este projeto foi patenteado em 1931. É um rotor com lâminas nele. Para cada uma das lâminas, os parâmetros necessários são selecionados individualmente. O rotor é abaixado sob a água na posição vertical. As lâminas giram devido à queda de pressão que ocorre sob a ação da água que flui sobre sua superfície. Este processo é semelhante à força de sustentação que faz os aviões decolarem.
Este tipo de UHE possui um bom índice de eficiência. A segunda vantagem é que a direção do fluxo não importa.
Das desvantagens deste tipo de usinas, pode-se destacar um projeto complexo e instalação difícil.
Vantagens das minicentrais hidrelétricas
Independentemente do tipo de projeto, as minicentrais hidrelétricas apresentam várias vantagens:
- Amigável ao meio ambiente, não produz substâncias nocivas para a atmosfera.
- O processo de geração de eletricidade é silencioso.
- A água permanece limpa.
- A eletricidade é gerada constantemente, independentemente da hora do dia ou das condições climáticas.
- Mesmo um pequeno fluxo é suficiente para equipar a estação.
- A eletricidade excedente pode ser vendida aos vizinhos.
- Não precisa de muita documentação de autorização.
Mini Usina Hidrelétrica DIY
Você pode construir uma estação de água para gerar eletricidade. Para uma casa particular, vinte quilowatts por dia são suficientes. Mesmo uma minicentral hidrelétrica faça você mesmo pode lidar com esse valor. Mas deve-se lembrar que este processo é caracterizado por uma série de características:
- Cálculos precisos são difíceis de fazer.
- Dimensões, a espessura dos elementos é selecionada "a olho", apenas empiricamente.
- Estruturas improvisadas carecem de recursos de proteção, resultando em avarias frequentes e custos associados.
Portanto, se não houver experiência e certo conhecimento nessa área, é melhor abandonar a ideia desse tipo. Pode ser mais barato comprar uma estação pronta.
Se você ainda decidir fazer tudo com suas próprias mãos, então você precisa começar medindo a velocidade do fluxo de água no rio. Afinal, depende do poder que pode ser obtido. Se a velocidade for inferior a um metro por segundo, a construção de uma mini-hidrelétrica neste local não se justificará.
Outra etapa que não deve ser omitida são os cálculos. É necessário calcular cuidadosamente o valor dos custos que serão gastos na construção da estação. Como resultado, pode acontecer que a energia hidrelétrica não seja a melhor opção. Então você deve prestar atenção a outros tipos de eletricidade alternativa.
Mini usina hidrelétrica pode ser a melhor solução de economia de custospara eletricidade. Para a sua construção é necessário ter um rio perto da casa. Dependendo das características desejadas, você pode escolher a versão apropriada da usina hidrelétrica. Com a abordagem certa, você pode até fazer essa estrutura com suas próprias mãos.
