小型水力發電廠 - 類型和項目

水力發電廠是一組相互連接的組件，用於將能量（動能和勢能）轉換為電能，反之亦然。

按照現有的分類，小的是水力發電廠 (HPP) 功率高達 10-15 MW，包括：

流量和揚程對水電站的容量起著決定性的作用。使用預蓄積在水上部的供水來調節流量和壓力。水箱中的水越多，壓力水位就越高，水頭也就越高。

水電利用的水電潛力來源是大中小河流、灌溉供水系統、冰川坡面徑流和永久積雪。HPP之間的區別主要在於它們產生壓力的方式、流量調節的程度、安裝的主要設備的類型、使用水流的複雜性（單一或多功能）等。

小型水力發電廠（小型水力發電廠）在為遠離電力線的自治消費者供電方面發揮著特別重要的作用。本文討論了使用小溪流能量的常見項目。

使用當前環境的設置如圖 1 所示。 1 一個。它的功能如下。當垂直葉片 1 受到流動介質的影響時，會產生驅動壓載輪緣的流體動力。通過運動連桿 3，支架將扭矩傳遞到發電機軸，而發電機本身保持靜止。該水力發電廠在低地水道上運行，其規模和能量決定了其容量。

米。 1. 平面水電站運行方案： a) 平面水電站， b) b) 水電站。

水力發電廠（圖 1，b）在移動時通過葉輪 6 使用液體的能量。葉輪 1 包含一個軸和位於其上的葉片。該裝置安裝在固定在浮筒 6 上的框架 7 上。垂直於水流方向傾斜的葉片在輪子 4 的幫助下改變它們的方向以適應水流。

其中一個葉片由互鎖的內部和外部部件的複合材料製成，具有與軸線成一定角度的橫向連接器，並通過放置在部件和彈性連接之間的彈性墊削弱。彈性連接以板組的形式製成，板組面向介質流，長度可變，附著在葉片上並與其外部接觸。該設備面向平坦的水流。應用的發電機可以是同步型和異步型。

在如圖所示。如圖 2 所示，來自控制閥 1 的流體交替地轉移到腔室 2 和 3 中，反之亦然。

米。 2.渦輪在虹吸流道中

腔室中液體的旋轉運動引起空氣振盪，並且隨著渦輪機5和與其連接的發電機的啟動，它們通過管道4和6溢出。為了提高整個裝置的效率，它被安裝在虹吸管的流道中。無故障運行的先決條件是液體流動、清潔且無大碎片。此安裝需要垃圾架。

功率為 16 kW 的浮式水輪機（圖 3）旨在將水流的動能轉化為機械能，然後再轉化為電能。渦輪機是一個細長的圓形元件，由輕質（比水還輕）材料製成，表面有螺旋形翅片。該元件通過將扭矩傳遞給發電機的桿懸掛在兩側。

如圖。 3.浮式水輪機

水力發電裝置（圖 4）設計用於通過微型發電機發電，該發電機由環形傳動帶 1 驅動旋轉，其上裝有水桶 2。帶水桶 2 的皮帶 1 安裝在框架上3 能夠隨波逐流。框架3連接到支架4，發電機5位於該支架4上。

水桶位於皮帶的外側，開口面向水流的水平方向。桶數由保證發電機旋轉的條件決定。使用附有刀片的“梯子”型裝置的變體是可能的。

米。 4.皮帶與鏟斗的組裝

利用水流動能的裝置由位於對岸水中的垂直圓柱體組成，圓柱體上放置了一個滾筒（圖 5）。

米。 5.安裝微型水壩

刀片安裝在滾筒的上下軸之間。由於葉片之間的攻角和速度矢量，流動的水驅動汽缸旋轉，並通過滾筒，發電機產生電力。

利用水流能量的裝置包括一個垂直位於水流中的葉輪 1，在上邊緣 1 和下邊緣 3 上有鉸接的葉片 2（圖 6）。上邊緣1連接到發電機4。葉片2的位置由流動本身調節：垂直於前流並且平行於上游運動。

米。 6、水流能量轉換裝置

套筒微型水力發電站1kW(MHES-1)由鼠輪形式的水輪機1、導葉2、直徑為150mm的柔性管道3、吸水裝置4、發電機 5、控制單元 6 和框架 7（圖 7）。

米。 7、套管微水電1千瓦

這種MicroHPP的運行是這樣進行的：取水裝置4將液壓介質集中起來，通過管道3提供上水位與工作渦輪1之間的高度差，一定壓力的液壓流體相互作用渦輪驅動後者旋轉。渦輪機1的扭矩被傳遞至發電機。

虹吸式水力發電廠（圖 8）用於在距離大壩 1.75 m 的高度處或由於自然條件而出現液壓油滴的地方。

米。 8. 虹吸液壓裝置

這些裝置的操作如下：通過渦輪機 1 的液壓流體通道上升通過大壩的頂部，圖 1。如圖9所示，扭矩通過軸2和皮帶輪3傳遞給發電機4。廢液介質通過膨脹水管進入回水。

低壓微型水力發電裝置（圖 9）以至少 H = 1.5 m 的標稱液柱壓頭運行。隨著壓降降低，輸出功率降低。推薦的跌落高度為 1.4-1.6 m。

低壓水力發電廠

米。 9、低壓水電站

工作原理基於液壓流體與勢能的相互作用，轉化為旋轉，然後轉化為電能。在吸入裝置1中，液體進入渦輪2，液體被預渦流，並因下落的液體進一步穿透支管，與渦輪2的葉片相互作用，將液體的動能轉化為軸 3 上的扭矩，然後到發電機。

低壓站重量為16 kg，功率P = 200 W。螺旋槳式半直接水電變流器由壓力管路1、導向格柵2、螺旋槳水輪機3、圓形出水通道4、扭矩傳動軸 5 和發電機 6（圖 10）。

米。 10. 半直流轉換器

本設計的電功率範圍為 1-10 kW，高度差 Nm = 2.2-5.7 m。耗水量 QH = 0.05-0.21 m·3m / s。高度差 Nm = 2.2-5.7 m。渦輪機的轉速將為 wn = 1000 rpm。

基於2PEDV-22-219電機的膠囊式水力變流器（圖11）與之前的水力發電廠工作原理類似，水頭H = 2.5-6.3 m，水流量Q = 0.005-0.14 m 3 / s電力 1-5 千瓦。水輪機直徑為0.2～0.254米，水輪直徑為Dk=0.35～0.4米。

膠囊微型水電站

米。 11. 膠囊微水電站

直流液力變流器（圖12）由螺旋槳式水輪機1、導向柵2、扭矩傳遞軸3、發電機4、排氣管路5組成，利用壓力管路工作。

米。 12、直流油壓轉換器

水力轉換器（圖 13）旨在將快速流動的液體介質的能量轉換為電能。

米。 13、快速水流的水力換能器

它由位於膠囊 2 中的螺旋槳渦輪機 1 組成，並安裝在稱為“急流”的水流上。膠囊位於安裝在流體介質內部的導葉4中。來自渦輪機的扭矩傳遞到軸 5，然後傳遞到發電機 6。