Переносная микрогидроэлектростанция

Полезная модель относится к гидротехнике и гидроэнергетике и может быть использована при строительстве малых гидроэлектростанций (микроГЭС) в любой местности без нарушения гидрологических характеристик и экологии как самой реки или ручья, так и прилегающей к ним местности. Область применения полезной модели - малая гидроэнергетика, мобильные микроГЭС. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание высоконадежной, простой в эксплуатации, быстровозводимой переносной микрогидроэлектростанции с активной турбиной. Сущность полезной модели: в переносной микрогидроэлектростанции, содержащей водозаборник, затвор, напорный рукавный водовод, направляющий аппарат (сопло), активную турбину и электрогенератор с приводом, переносной водозаборник имеет извлекаемую решетку на входе, для крепления в русле реки снабжен стопорными фланцами в виде пластин, напорный водовод представляет собой один или несколько водонепроницаемых мягких рукавов, соединенных между собой, водозаборником и направляющим аппаратом легкоразъемными соединениями, а активная турбина и электрогенератор, соединенные между собой клиноременной передачей, и направляющий аппарат помещены в размещаемый на суше энергоблок. Балластное сопротивление нагрузки может быть также помещено в энергоблок и закреплено на направляющем аппарате для лучшего отвода тепла. Энергоблок может быть выполнен в виде рамы с откидным кожухом, при этом электрогенератор устанавливается на подвижной плите, дающей возможность регулировать натяжение ремня, а блок управления и передачи электроэнергии укреплен под крышкой кожуха

Полезная модель относится к гидротехнике и гидроэнергетике и может быть использована при строительстве малых гидроэлектростанций (микроГЭС) в любой местности без нарушения гидрологических характеристик и экологии как самой реки или ручья, так и прилегающей к ним местности. Область применения полезной модели - малая гидроэнергетика, мобильные микроГЭС.

Известны конструкции бесплотинных микроГЭС, имеющих водозаборники и трубопроводы, по которым вода подается к турбине (водоводы) [1] (Патент РФ 2162914), [2] (Патент РФ 2023904). Решения [1] и [2] имеют разные конструктивные особенности, однако оба относятся к стационарным микроГЭС, не предназначенным для перемещения. Техническими недостатками вышеприведенных гидроэлектростанций являются сложность конструкции, большие массогабаритные показатели на единицу мощности, большие затраты времени на монтаж.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является малая гидроэлектростанция с активной турбиной, включающая в себя плотину водозабора, конус водозабора, его затвор, напорный водовод, задвижку, сопло, активную турбину, смонтированную в кожухе, электрогенератор с приводом [3] (Патент РФ 2305793).

Недостатками этой гидроэлектростанции является наличие плотины водозабора, напорный водовод в виде металлической трубы, большие массогабаритные показатели на единицу мощности, сложность конструкции энергоблока - применение двух генераторов (основного и вспомогательного), ненадежность системы возбуждения и регулирования. Все эти недостатки исключают возможность применения гидроэлектростанции в качестве переносной или передвижной.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание высоконадежной, простой в эксплуатации, быстровозводимой переносной микрогидроэлектростанции с активной турбиной.

Технический результат достигается тем, что в микрогидроэлектростанции, содержащей водозаборник, затвор, напорный рукавный водовод, направляющий аппарат (сопло), активную турбину и электрогенератор с приводом, согласно предлагаемому решению переносной водозаборник имеет извлекаемую решетку на входе и снабжен стопорными фланцами в виде пластин для крепления в русле реки, напорный водовод представляет собой один или несколько водонепроницаемых мягких рукавов, соединенных между собой, водозаборником и направляющим аппаратом легкоразъемными соединениями, а активная турбина и электрогенератор, соединенные между собой клиноременной передачей, и направляющий аппарат помещены в размещаемый на суше энергоблок.

В энергоблок может быть помещено также балластное сопротивление нагрузки, закрепленное на направляющем аппарате для лучшего отвода тепла.

Энергоблок может быть выполнен в виде рамы с откидным кожухом, при этом электрогенератор установлен на подвижной плите, дающей возможность регулировать натяжение ремня, а блок управления и передачи электроэнергии укреплен под крышкой кожуха.

Известных технических решений с такими признаками не обнаружено.

На фигуре приведена схема микрогидроэлектростанции по предлагаемому решению.

Обозначены: 1 - водозаборник; 2 - затвор; 3 - легкоразъемные соединения; 4 - напорный рукавный водовод; 5 - направляющий аппарат; 6 - балластное сопротивление нагрузки; 7 - активная турбина; 8 - блок управления; 9 - электрогенератор; 10 - клиноременная передача; 11 - кожух; 12 - рама; 13 - стопорные фланцы.

Стопорные фланцы представляют собой металлические пластины, например, прямоугольные, в которых сделан вырез, повторяющий часть профиля водозаборника. Фланцы могут быть приварены к водозаборнику перпендикулярно его оси. Толщина пластин от 1 до 3 мм.

Решетка на входе водозаборника (на рис. не показана) может извлекаться для очистки и затем устанавливаться на место.

Напорный рукавный водовод может быть изготовлен из эластоискожи Т-мелиоративной (по ТУ 17-21-413-82)

Для транспортировки микроГЭС мягкие рукава водовода, отсоединенные от водозаборника и энергоблока, скатываются в бухты. Для установки микроГЭС после присоединения рукавов переносной водозаборник помещается в реку, при этом стопорные фланцы углубляются в донный грунт.

Микрогидроэлектростанция работает следующим образом.

С открытием затвора 2 вода из водозаборника 1 через напорный водовод 4 поступает в направляющий аппарат 5, где формируется и далее подается на лопасти активной турбины 7. Вращающий момент турбины через клиноременную передачу 10 передается на электрогенератор 9.

Автоматическое поддержание заданных уровней напряжения и частоты тока в сети осуществляется блоком управления 8 и балластным сопротивлением нагрузки 6. От блока управления электрическая энергия передается потребителю посредством кабельной или воздушной линии электропередач.

1. Переносная микрогидроэлектростанция, содержащая водозаборник, затвор, напорный рукавный водовод, направляющий аппарат (сопло), активную турбину и электрогенератор с приводом, отличающаяся тем, что переносной водозаборник имеет извлекаемую решетку на входе и снабжен стопорными фланцами в виде пластин для крепления в русле реки, напорный водовод представляет собой один или несколько водонепроницаемых мягких рукавов, соединенных между собой, водозаборником и направляющим аппаратом легкоразъемными соединениями, а активная турбина и электрогенератор, соединенные между собой клиноременной передачей, и направляющий аппарат помещены в размещаемый на суше энергоблок.

2. Переносная микрогидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что в энергоблок помещено также балластное сопротивление нагрузки, закрепленное на направляющем аппарате для лучшего отвода тепла.

3. Переносная микрогидроэлектростанция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что энергоблок выполнен в виде рамы с откидным кожухом, при этом электрогенератор установлен на подвижной плите, дающей возможность регулировать натяжение ремня, а блок управления и передачи электроэнергии укреплен под крышкой кожуха.