小水力発電所の動作原理。スキーム、説明

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ミニ水力発電所の動作原理。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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マイクロ水力発電所の動作原理は、その水力構造が水力タービンのブレードに供給される水の必要な圧力を提供し、発電機を駆動して電気を発生させるというものです。この水圧は、自然の水の流れ（マイクロ水力発電所の分流型の場合）またはダム（ダム型の場合）から導出されて形成されます。

マイクロ水力発電所の技術的パラメータは、水力技術の条件によって異なります。

水の流れから - 1秒間にタービンを通過する水の量（リットル（または立方メートル））。
圧力から - タービン上の水の落下点の上部から下部までの距離（図4）。マイクロHPPはヘッドの特性により高圧、中圧、低圧に分けられます。

ミニ水力発電所の動作原理
図4。ヘッド値

また、マイクロ水力発電所の装置は、設置場所のレイアウトによって異なります。図５に転用型の圧力マイクロ水力発電所を示す。その動作原理は、水がわずかな傾斜のある分水路に沿って排出され、水路の長さによって必要な水圧が得られるというものです。さらに、水は圧力パイプラインを通じて下にある油圧ユニットに供給され、使用された水は川に戻されます。

ミニ水力発電所の動作原理
図5。迂回チャネルを備えた圧力マイクロHPP

以下の図 6 は、分流チャネルのないマイクロ HPP を示しています。分水路を備えた水力発電所との違いは、必要な圧力が自然条件、つまり河床の大きな傾斜によって達成されるという事実にあります。水は取水設備から圧力容器を通ってパイプラインに直接供給されます。

ミニ水力発電所の動作原理
図6。迂回チャネルのない圧力マイクロHPP

場合によっては、川や小川の流れにダムを建設することによってマイクロHPPが建設されます（図7）。これにより、次の XNUMX つの問題を解決できます。

水を必要な高さまで上げることによって必要な圧力を達成する。
水の流れと状態の調節（上記の例では、圧力容器によって解決されます）。

この小さな貯水池に溜まった水は、同じ原理に従って動作します。水は圧力パイプラインを通じて水力発電ユニットに供給されます。

ミニ水力発電所の動作原理
図7。ダム付小水力発電所

用水路上に小型のマイクロ水力発電所を建設することも可能です（図8）。前提条件は高流量（急速流）です。装置自体はチャネルの一部を占め、タービンは完全に水に浸され、流れの一部がそれ自体を通過し、残りの水はマイクロ HPP のバイパスチャネルを通過します。

ミニ水力発電所の動作原理
図8。用水路のマイクロ HPP

図に示すように、低圧（高さ 1,5 メートルから）だが十分な水流がある条件下では、最大 1 ～ 3 kW の容量を持つ垂直軸を備えた低圧水力発電所を設置することが可能です。 9. この設計は、垂直軸と同期発電機を備えたカプラン型低圧水力タービンを使用します。このようなマイクロ HPP は、次の水圧構造で構成されています。

給水口;
ゲートレギュレーター;
迂回チャネル;
トレイ;
吸入管;
放水路。

ミニ水力発電所の動作原理
図9。サクションパイプ付き低圧小水力発電所

ミニ水力発電所の動作原理
図 9-1 チョン・キジル・スー川（ジェティ・オグズ地区）の容量 1000 W のマイクロ水力発電所

水力タービンの配置 (垂直または水平) について言えば、それは流れパラメータ (圧力と水流) とタービンの種類に依存することを知っておく必要があります。要約すると、次のように言えます。

水車を水平に配置すると、水車軸や回転エネルギー伝達系の長さ、水車ホールの大型化などにより、マイクロ水力発電所全体の大型化につながります。）、しかし一般に、これによりマイクロ水力発電所の建設が簡素化されます（図10）。
水力タービンを垂直に配置することで、ユニットの軸方向のバランスを改善し、マイクロ水力発電所自体のサイズを大幅に縮小することができますが、同時に、この方式では水力タービンの設置（正確なバランス）がより要求されます。回転軸の）およびユニットの支持基盤（油圧ユニットの重量に耐えることを可能にする作業床の厳密な水平位置とその強度特性）、および構造に対する大きな軸方向の圧力（図11）。 XNUMX)。

ミニ水力発電所の動作原理
図10。水力発電ユニットを水平に配置したマイクロ水力発電所のスキーム

ミニ水力発電所の動作原理
図10-1。 Orto-Koy-Suu川のChon-Sary-Oi村の近くにある容量5kWのマイクロHPP

ミニ水力発電所の動作原理
図 11 テュップ地区バルベイ村における垂直配置の油圧ユニットの概略図

著者: Kartanbaev B.A.、Zhumadilov K.A.、Zazulsky A.A.

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