Małe Elektrownie Wodne - Forum społeczności

Witajcie,

Jestem nowy na forum bo to moje pierwsze podejście do budowy mikroelektrowni wodnej. Właśnie kończę budowę domu na działce, na której znajduje się spory staw o powierzchni 1h. Staw graniczy ze sporym obszarem źródliskowym i jest stawem przepływowym, zasilanym kilkoma ciekami wodnymi. Jeden z cieków wodnych to strumień, z którego woda (90% przepływu) pobierana jest własnym jazem. Do tego staw zasila kilka innych strumyków oraz dwa źródła bijące z dna stawu. Nie licząc obszaru zasilającego źródła, zlewnia to kilka km^2, lecz o sporej retencji gdyż porośnięta jest w 99% lasem.

Przepływ na zrzucie ze stawu wynosi około 0.1 do 0.15m^3 na sekundę a piętrzenie to około 4.5m. Zasoby wodne są więc niezbyt duże, ale za to przepływy są bardzo stabilne w skali roku.

Samo uzyskanie pozwoleń nie będzie problemem, bo z tego co już się zorientowałem w urzędach, to biorąc pod uwagę że turbina zostanie zainstalowana na obecnym zrzucie wody ze stawu, dla którego wydano pozwolenie wodno-prawne, procedura wymaga jedynie zmiany istniejącego pozwolenia i przygotowania zmiany do operatu (max. 2 strony) a żadne parametry związane z gospodarowaniem wodą nie ulegają zmianie. Tu więc koszty będą praktycznie pomijalne

Zastanawiam się nad postawieniem mikroelektrowni wodnej, której moc będzie wynosiła około 2kw. Prąd będzie używany do własnych potrzeb (CWU w zimie, ogrzewanie niedużego basenu). W normalnych warunkach budowa takiej elektrowni byłaby nieopłacalna, ale biorąc pod uwagę moją sytuację wycena wygląda nie najgorzej:

- Koszty przygotowania zmiany pozwolenia - tylko opłata skarbowa. Zmianę operatu przygotuję sam;
- Projekt budowlany - ?
- Roboty ziemne - koszty paliwa i mojego czasu bo mam własną koparkę;
- Fundamenty i łoże turbiny - 2500 pln;
- Generator - 0 pln (mam zdemontowany z elektrowni wiatrowej. Leży i się kurzy);
- Turbina Archimedesa o długości 5m - 1500 pln netto
- Instalacja elektryczna itd - 2500pln.

Jeśli coś pominąłem to mnie poprawcie.

I tu pojawia się pytanie: gdzie można znaleźć wzory i inne dane do obliczeń turbin Archimedesa? Szukam od kilku tygodni i nic sensownego nie znalazłem

Znajdziesz wiele na tym forum, użyj opcji szukaj. To jedna z informacji na forum:

Poczytałem forum, ale ilość użytecznych wiadomości na temat turbin Archimedesa jest znikoma.

Ale nic to

W ubiegłym tygodniu trafiłem na YT na film z prezentacją małej turbiny Peltona, gdzieś w komentarzach znalazłem miejscowość gdzie była instalowana ta turbina i a Google znalazło stronę WWW. Jak się okazało, to nie jacyś amatorzy tylko niewielka firma produkująca komponenty do małych generatorów, rzędu 1-10KW - jak się później dowiedziałem z rozmowy tel, w wielu krajach, które nie mają takich ograniczeń formalnych jak my, elektrownie przydomowe o tak małej mocy zdobywają sporą popularność. Napisałem na adres ze strony bo ciekawy byłem ceny takich rozwiązań i... po pół godzinie rozmawialiśmy już przez telefon.

Jak się okazuje, koszt kompletnego turbozespołu o mocy 4KW z turbiną Peltona (generator, turbina, obudowa turbiny oraz dwie dysze regulowane) wynosi... 1300 eur. Oczywiście rurociąg, przetwornica itp. cenę tę mocno podniosą, ale w porównaniu z podawanymi tu kwotami na poziomie 40.000 pln za KW nawet nie ma o czym mówić

Niestety nie zajmują się oni turbinami Archimedesa, ale otrzymałem od nich numer do innej firmy, która zajmuje się produkcją takich mikroturbin. Sprawa więc się rozwiązała i po prostu kupię u nich taką turbinę, bo cena jest bardzo przystępna. Co więcej, firma ta zaproponowała bardzo pomysłowe rozwiązanie, które zainstalowane zostanie na istniejącym mnichu, przez co odpadną koszty budowy fundamentu i większość prac ziemnych.

Jakich użytecznych wiadomości na temat turbin Archimedesa oczekujesz? Mam trochę wiedzy na ten temat, tylko nie wiem co dla Ciebie jest wiedzą użyteczną.
Na Peltona masz za mały spad. Inne pomysłowe rozwiązanie jest intrygujące. Możesz je przybliżyć? Mniemam, ze chodzi o turbinkę Banki , ale .... to tylko domniemanie. Mam taką lokalizację, ale dotychczas nie zdecydowałem się na inwestycję. Parametry jak u Ciebie : 5 m spadu i 50-200 l//s przepływu.

Generalnie chodzi mi o wzory do obliczeń: skok i średnica dla danego spadu i przepływu, obliczenie obrotów takiej turbiny itp. Mimo wszystko wolałbym coś sam zbudować niż kupować gotowca. Nie chodzi o koszty, tylko o zwykłą inżynierską radość eksploatowania czegoś w dużej mierze samodzielnie zbudowanego.

Wiem że mam za mały spad na Peltona. Kontaktowałem się z nimi bo myślałem że mogą mieć w ofercie np. Archimedesa lub Banki i jak widać warto było

Pomysłowym rozwiązaniem które miałem na myśli jest bardzo nieinwazyjny montaż turbiny. Turbina zainstalowana jest w rurze, której koniec przymocowany jest do kołnierza zainstalowanego w dolnej części mnicha przy pomocy czegoś w rodzaju rury karbowanej. Górna zaś część turbiny, wraz z generatorem, zainstalowana jest na pływającej platformie. Platforma z generatorem zakotwiona jest do betonowego obciążnika by nie narażała rury karbowanej na zbytnie ruchy.

Nie wiem jak w Polsce, ale podobno w Niemczech w ogromnym stopniu upraszcza to kwestie formalne, gdyż taki generator nie jest traktowany jako obiekt budowlany.

Możliwe jest również rozwiązanie "odwrotne", tzn generator instalowany jest na konstrukcji mocowanej do mnicha, koniec turbiny znajduje się kilka metrów od mnicha a woda z zakończenia turbiny odprowadzana jest rurą do kołnierza w dolnej części mnicha, ale to rozwiązanie ma kilka wad. Jego zaletą jest zdecydowanie łatwiejszy dostęp do generatora oraz walory estetyczne - bo generator na mnichu nie rzuca się tak w oczy.

Dodatkowo wpadłem na pomysł, by wyposażyć turbinę w tłumik hałasu na wlocie a i sama turbina powinna być całkiem cicha, bo w końcu znajduje się w wodzie.

A masz adres strony by można było to podejrzeć?

Generalnie to znajdziesz wszystko u doktora Google. Mam taką książkę "WASSER FORDERSCHINECKEN" autorstwa Nagel/Radlik. To twórcy współczesnych "ślimaków" do celów energetycznych. Jest to teoretyczno-praktyczny poradnik konstrukcji turbin Archimedesa, są też diagramy i tabele z wymiarami dla średnic 400-3500 mm i przepływach już od 15 l/s, dla 2 i 3 wejściowych spirali, wszystkie dane techniczne. Jest w języku niemieckim, kupiłem go na ebayu po długim polowaniu. Jak znajdę trochę czasu, i weny do roboty, to zeskanuję Tobie diagram, odpowiedni na podane parametry. Chociaż, wg. mnie, goła geometria turbiny bez poznania podstaw teoretycznych, to trochę za mało na samodzielną konstrukcję turbozespołu.

Tutaj:

http://mve.energetika.cz/jineturbiny/archimedes.htm

i tutaj: http://www.dobraenergia.info/page8.php

takie ogólne pojęcie o tej spirali. Nie wiem czy to czytałeś?:



No i ten temat przeczytaj:

viewtopic.php?f=4&t=1413

Uff! Dosyć działalności charytatywnej jak na 1 dzień.

Wniosek mam taki, że jak koniecznie chcesz chcesz mieć satysfakcję z samodzielnego zaprojektowania i wykonania turbiny, to odpuść sobie Archimedesa i skup się na innej turbince. Z Archimedesem nie dasz rady w warunkach garażowych. Wspomnę tylko o konstrukcji łożyskowania i zapewnieniu powtarzalności geometrii spirali. Weź pod uwagę obliczenia podpór na długości znacznie większej jak wysokość spadu, pomyśl o regulacji turbiny w celu zapewnienia sprawności. To nie jest pospawanie stołu ślusarskiego z kształtowników! Do tego potrzebujesz kompletny, skończony projekt a nie radosną twórczość w trakcie wykonywania.
Czarno to widzę

P.s. Zapomnij o tym, że to zrobisz za parę tys. zł.

Witam.
Znalazłem bardzo ciekawa prace na temat budowy turbiny archimedesa problem polega na tym ,iż nie moge zdefiniować jednej z danych. Chodzi o daną K właściwie o to jak ją liczyć?
K jest to nachylenie śruby pod jakimś kątem (np 22 stopnie).
Mam nadzieje że ktoś pomoże rozgryźć tą niewiadomą. Artykuł w jezyku angielskim co dodatkowo utrudnia życie.
Dana K ma powiązanie z skokiem śruby właściwie to dało by się zrobić turbine bez tego K ale bardzo mnie ciekawi jego wpływ na reszte parametrów oraz to jak to faktycznie liczyć.
Info o K jest na stronie 74.
link do tekstu:
https://www.cs.drexel.edu/~crorres/screw/screw.pdf
Przykład z wyliczoną turbiną
http://web.williams.edu/Mathematics/sjm ... medean.pdf

K - tg kąta pochylenia osi śruby w stosunku do pow. dolnej wody.
Wg. mnie to się tego nie liczy, gdyż wynika z geometrycznych możliwości danej lokalizacji MEW. Jeżeli jest ich wiele to wybieramy optymalną. Natomiast skok śruby liczymy albo dobieramy w funkcji przyjętego K. W przywołanym przez Ciebie linku opisana jest teoria śruby i podstawy teoretyczne do obliczeń. Wystarczy potrudzić się ze zrozumieniem. Dr google pomoże. Powodzenia.

P.s. Aha, K ma wpływ na sprawność, którą bierze się pod uwagę przy optymalizacji.

Tylko skąd te optymalne K wziąść wyliczyć albo znaleźć? Teoretycznie to co piszesz się zgadza tylko w drugim linku który podałem gościu liczy skok z udziałem K i jego K jest dziwnie wysokie K=.75 dla pierwszego linku i dla drugiego K=.558 co po wyliczeniu daje skok dla drugiego linku P/D=1 (2.57/254=1.01) gdyby zastosowali K=.319 z artykułu z dwoma ostrzami powinna być to wartość zbliżona to wyjdzie im prawie dwa razy większy skok niż wyżej albo ja gdzieś popełniam błąd.
link do pracy z K dla różnych kątów .
http://edepot.wur.nl/183173

Wszystkie zależności masz na wykresie, str.78, FIG.13 Twojego pierwszego linku. Poszukać tylko trzeba wykresu sprawności turbiny w stosunku do K lub kąta pochylenia spirali.

P.s. Zresztą jak zrobisz regulację, to ten kąt i tak będzie zmienny.