2012sillybilly (2012sillybilly) wrote,
2012sillybilly
2012sillybilly

Categories:

ПАРАХОД №41 водоэлектрогенератор...

шнекЯ отдаю себе отчет, что подобный агрегат вряд-ли кто способен сделать, я конечно же  не всчет)))).... Подобная штуковина может пригодиться тем у кого руки не из "жопы" и кто живет на берегу реки... Идея просто гениальна, вряд ли есть аналоги в мире.... если кому вдруг интересно, то расскажу... правда опять нужно набрать аж три голоса, принцип есть принцип((((((...


Уж почти двадцать лет как ючусь на воде. Нужно понимать, что главные проблемы жизни на воде это возможность выхода на сушу, а вторая это наличие электроэнергии. В какой-то степени стоянка на воде напоминает вопрос парковки авто. Например, если у вас есть домик на колесах, то вы можете припарковать его где угодно (где нет знака остановка-стоянка запрещена или рядом с автобусной остановкой), хоть на Невском, и спокойно в нем жить. Так и с судном, если нет знака "якоря не бросать" и рядом нет пасскажирского причала, то я не вижу почему бы не бросит якорь и спокойно жить. Причаливание к "стенке" черевато, она на балансе тех или иных стуктур с которыми надо вступать в договорные отношения.

Огромная проблема это получить электроэнергию. В тропиках сойдут и солнечные батареи, а в нашей полосе уж нет. Заключить договор с электроснабжающей организацией невообразимо сложно (знаю на своем опыте, в лучшем случае уйдет год-другой). С яхт-клубами другое дело, но цена за стоянку будет астрономической, да и мошность у них как правило мизерная.

Уже много лет как задумывался, а почему бы не отнять энергию реки и получить дармовую электроэнергию, тогда степень свободы проживания на воде возрасла бы на порядок. В голову пришли кой-какие идеи, вот их-то и расскажу, правда реализовать свои планы так и не успел, ведь на озере где теперь пребываю течения практически нет....

При дальнейших рассуждениях  использую свой 20летний опыт проживания на воде, прошу салагам и береговому интернетному мазуту пальцем мне не тыкать))))..... парАход типа 60футового ката или баржи до 350м.кв (20м х7м).

Вводные условмя - получить 220вольт, 4...12квт (что более чем достаточно), работоспособность-круглый год, возможность изготовить из подручных материалов собственными руками, себестоимость-минимальна. Течение- 1...2м.с (как у  р.Невы), хотя допускается и меньше. Электропитание должно обеспечивать условия проживания-как в отеле 5звезд.  

Сердце подобной системы, такое же как на парАходе(аккамуляторы 800....1500амп.час- геливые или АМГ. Зарядник-инвертор 100...200амп ток заряда, отдаваемая мощность 5кВт-1 фаза). Большую пиковую нагрузку можно обеспечить паралельной установкой инверторов(например, инверторы Мастервольт это позволяют). Естественно нужно иметь вспомогательный источник электричества 2...8кВт (на случай временного выхода водоэлектрогенератора из строя). http://2012sillybilly.livejournal.com/17870.html 

4...12кВт это пиковые нагрузки, реальное среднесуточное потребление (без учета зимнего периода) не более 500вт. Зимой нагрузка побольше (смотря какое отопление), так геотермальный котел попросит 2...4кВт(на выходе даст 9...20кВт тепла) http://2012sillybilly.livejournal.com/77361.html . 

Исходя из вышеизложенного выбираем мощность водоэлектрогенератора в пределах 2...5квт. Конечно нижний диапазон намного проще реализовать, но можно попробовать замахнуться и на значительно более мощный дивайс. 

Все дальнейшие умозаключения буду делать "по деревенски", никаких гребаных килоджоулей и ньютонов(тем более старик уже давно помер). 

Как пример установки возьму баржу знакомого итальянца, стоит она на Васильевском острове(напротив Центрального яхт-клуба), он собственноручно померил течение- 2мс(за редчайшим исключением при наводненя). Кстати, глядючи на меня он и решил ее построить. Уж как я его увещевал, отговаривал... не послушался тупой итальяшка-все талдычил что только русские иваны нифига в баржах не понимают, а уж мозговитые итальянцы (поголовно потомки Леонардо) усе умеют. Так он ее 3 года сторил, запустил, а неделю назад приезжал и мне в жилетку на взрыд плакал, что меня тогда не послушал....

Перейду к выбору конструкции механизма передачи поступательного движения воды в вращение самого электрогенератора.  

- Сначала в голову пришло колесо (как на речных мельницах или колесных параходах, смотри кто-то фотку вставил в комментах-свинью жарят), такая идея была отвергнута- слишком большой общий удельный обьем конструкции по сравнению с площадью рабочей зоны. Да и слишком сложно будет обогреть зимой даже в условиях теромоколпака. Достоинство-простота реализации и легкость сьема энергии с самого колеса на электрогенератор(все располагается над поверхностью воды, нет проблем с зубчатой или ременной передачей), высокое кпд. 

- Обычный пароходный винт. Достоинство-малые удельные габариты. Недостатки- сложность сьема энергии, относительно большая цена (ведь надо будет большой диаметр), возможность намотки водрослей (веревок и пр.)-предполагает регулярную чистку. На этом принцие основаны буксируемые яхтенные генераторы, можно их купить и готовые. Однако на относительно малых течениях(меньше 10...15узлов) они абсолютно бесполезны, да и в принципе маломощны(до 500...600вт)..

- После пития сухого-красного с итальянцем в голове созрела конструкция, лишенная перечисленных выше недостатков, но обладающая их достоинством....Лучше всего использовать конический шнек, на фото вверху показан его разрез. Достоинством шнека является невоспреимчивость к веревкам, лескам и пр., вся грязь как-бы автоматически слетает с него за счет центробежной силы, да и зацепиться на нем не зачто. По прикидкам и кпд шнека на малых оборотах должно быть поболе чем у винта (за счет большего удельного перекрытия потока), у стандартных винтов этот кофициент что-то 0.4...0.6, а у шнека = 1.0. Да и применив многовитковый шнек  можно уменьшить его проскальзывание относительно водяного потока. Не зря же капитан Немо плавал на своем Наутилусе используя шнеки вместо винтов. Шнек проблематично использовать при больших оборотах, но в нашем случае при малых течениях он должен быть превосходен. Замечу, что используя многозаходный шнек, данная конструкция может выродиться в турбину, такое решение тоже имеет право на жизнь.

Идея подобного водогенератора пришла при рассматривании движения ката на малых оборотах и скоростях (там диаметр винта около 500мм). Поэтому  для оценки параметров  шнека (диаметра и шага) вполне подойдет и знакомая нам методика расчета корабельного винта  http://2012sillybilly.livejournal.com/20280.html .

original 

На рисунке приведен образец расчета винта ката, используем его и для оценки параметров шнека (размера его гребного витка). Придеться использовать метод иттераций (буду походу изменять вводные), ведь слишком много неопределенных параметров. Допустим, скорость потока через шнек 4м.с (отмечаем соответствующую точку на графике= 7.7узла), а шаг 20 дюймов (500мм), что соответствует числу оборотов шнека RPM = 480, отмечаем точку на графике. Соеденяем эти точки прямой, ставим точку на вспомогательной линии. .Далее от этой точки проводим прямую до линии "hp" (2квт=2.5лс......5квт=6.5лс), далее продлеваем линию до пересечения с линией диаметра винта, получаем значения в диапазоне 400...500мм. Таким образом высота лопасти шнека составляет всего 200...250мм, что очень гуманно! Обратите внимание,  что в расчете скорость потока равна 4мс, т.к. предполагается наличие раструба перед шнеком увеличивающим скорость потока в трубе. При изготовлении конкретного шнека вы уж сами подберите нужные значения( скор.течения, мощность генератора и пр.)Например, если вы не хотите использовать раструб или желаете уменьшить высоту лопасти шнека, то можно уменьшить шаг шнека(например раза в два).... Главное-теоретически(думаю и на практике) все работает....

Перейдем к конструкции водоэлектрогенератора. Тут может быть масса варианов. Например, шнек с раструбом увеличивающим скорость потока, а можно использовать и голый шнек. Раструб конечно очень функционален, он не только увеличивает скорость потока, но и позволяет регулировать его скорость, что полезно при сезонных изменениях скорости течения реки. Позже расскажу о лучшем варианте конкретного технического исполнения всей конструкции.... Ага, я не учел кпд электрогенератора в расчетах, так эти потери с лихвой перекрываются повышенным кпд шнека по сравнению с винтом(взятым в расчете).

Наверно эта тема мало кому интересна, поэтомубыстренько закругляюсь без лишних тех.потдробностей.....

Компоновка водогенератора выглядит так, электрогенератор(2...5квт) оформляется в один герметичный блок с редуктором(планетерный механизм). Данный блок вставляется редуктором вперед внутрь конусного шнека(конус лучше выполнить чуть выпуклым, как бы надутым). Все вместе это крепиться внутрь рамы(мет.труба), например прямоугольного вида.  Осталось положить на дно и зафиксировать якорем на растяжке(чтобы можно было поднимать). Вот и все, к детелям переходить не буду, интереса мало, а жалко- идея просто превосходна!  

На практике я часто работал в маш.отсеке своего ката, так при неработающем одном из двигателей, проходящий под днищем поток сильно раскручивал винт неработающего двигателя. Даже при скорости 3узла было невозможно затормозить подметкой крутящуюся муфту(а ведь на тихоходной дрели 2квт это легко сделать), а уж при 5...6 даже страшно было прикасаться к муфте. Это лишний раз подтверждает работоспособность идеи при большом диаметре винта или шнека(порядка 500мм).

 

ЗЫ...Книга "Сказка озера Нево"  http://2012sillybilly.livejournal.com/5618.html   продается на благотварительной "Летающей ярмарке", все 100% от продаж идут нуждающимся детям... если кто случайно живет на Петроградской стороне ( инфа тутhttp://legko-legko.ru/ ) , то можно пойти и купить книжку (цена около 350руб, хотя себестоимость печати более 500руб, правда издавалась за чужой счет)....  а можно и что-то другое на ярмарке купить.....в качестве бонуса-предьявляете купленную там книжку, распиваем бутылек сухого-красного...заранее благодарен!

Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 26 comments