Учебный центр «Крисмас+»

Исследование турбин маломощных генераторов (Автор: Горбунов Матвей, Джаруллаев Рустам, МОУ СОШ № 11 г.Ейска, Краснодарский край. Руководитель: Семке А.И.)

Появление дач и даже фермерских хозяйств на бросовых, удаленных от электросети землях, галопирующий рост цен на топливо и электричество вызвали к жизни старые идеи автономного электроснабжения с широким использованием природной энергии солнца, ветра и воды. В том числе возрос интерес к мини- и микроГЭС.

Многие наши города и сельские населенные пункты расположены на берегах больших и малых рек, лиманов и озер, морей. Но очень немногие используют экологически чистую энергию этих рек, энергию волн для освещения населенных пунктов. Между тем, простейшие маломощные гидроустановки, не требующие устройства плотин, то есть использующие энергию воды, можно легко сконструировать.

В этой работе приводятся исследования, необходимые для создания простейшей гидросиловой установки.

Энергия частиц воды зависит от скорости течения реки, скорости волнового движения в море или заливе. Чем эта скорость больше, тем выше мощность может развивать водяной генератор.

В большинстве равнинных местностей России скорость среднего течения крупных рек колеблется от 0,8 м/с до 1,6 м/с в секунду на перекатах и быстротоках. В предгорьях Кавказа, Урала, Алтайского края скорость течения рек повышается и может достигать 1,6 – 3,2 м/с и выше.

Мощность водяного генератора, использующего энергию течения, зависит также от площади поперчного сечения потока, занимаемой лопастью генератора.

Цель исследования: исследовать качественные характеристики турбин маломощных генераторов

Задачи исследования:

1. Изучить информационные ресурсы по данной проблематике
2. Спроектировать и подготовить к исследованию модели турбин
3. Исследовать качественные характеристики турбин маломощных генераторов от площади, от формы.

Объект исследования – турбины маломощных генераторов.

Предмет исследования: качественные характеристики роторных, шаровых и конусообразных турбин маломощных генераторов.

Гипотеза исследования. Качественные характеристики (частота вращения, мощность) турбин маломощных генераторов зависят от площади турбин и от их формы.

В ходе наших исследований мы определили, что мощность турбин маломощных генераторов зависит от площади рабочей поверхности и, следовательно, от формы турбин генераторов.

Наиболее привлекательными в качестве турбин являются полые шары, закрепленные на валу. Такие турбины имеют максимальную площадь рабочей поверхности и при всех остальных равных параметрах дают максимальную мощность.

В настоящее время стоит остро вопрос об экологических аспектах энергетики. Бесплотинные ГЭС по-другому называют проточными или свободнопоточными ГЭС – один из возможных вариантов решения данной проблемы. Они наиболее привлекательны для конструкторов в связи с отсутствием серьезных затрат по строительству плотины.

Наше исследование поможет решить качественный выбор формы турбины для маломощного генератора, использующего энергию волн или течения.

Для автономных удаленных поселений, особо для народностей Северного Кавказа, живущих возле рек – энергетическую установку можно быстро и достаточно компактно и просто развернуть.

По существу, автономная энергетическая установка с шаровыми турбинами может решить многие энергетические и социальные проблемы всей автономной энергетической инфраструктуры и существенно улучшить условия проживания многих миллионов жителей России и мира.

См. также

Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для проведения комплексной оценки состояния окружающей среды

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников VI Всероссийского конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»