Способ строительства малых гидроэлектростанций

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии. Способ включает сооружение гидротаранов с питающими водоводами. Питающие водоводы гидротаранов целиком выполняют из пьезоэлектрических материалов, при упругой деформации которых, за счет повышения давления воды при гидравлическом ударе в питающих водоводах, в пьезоэлектрических материалах генерируется электрическая энергия. Использование заявленного технического решения упрощает конструкцию и обеспечивает выработку электроэнергии с низконапорных природных и техногенных водотоков путем прямого преобразования механической энергии воды, воздействующей на стенки питающих водоводов из пьезоэлектрических материалов гидротаранных установок, в электрическую мощность.

 

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии.

Известен способ строительства малых гидроэлектростанций, включающий гидроагрегаты в виде в виде водоводов, в которых создают колебания давления, вызванные гидравлическими ударами, и линейные электрогенераторы, подвижные рабочие органы которых соединяют с подвижными частями стенок водоводов гидроагрегатов [Способ строительства малых гидроэлектростанций. Патент РФ №2412302, зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ 20.02.2011 г.].

Недостатком этого способа строительства малых гидроэлектростанций является сложная схема преобразования энергии потока воды в полезную мощность. Способ предполагает преобразование энергии потока воды сначала в механическую работу подвижных органов линейных электрогенераторов, а затем уже в полезную электрическую мощность.

Известен способ, предусматривающий преобразование кинетической энергии потока воды в питающем водоводе гидротарана в потенциальную энергию гидравлического удара, аккумулирование потенциальной энергии воды в специальном гидравлическом аккумуляторе и подачу ее на гидротурбину, вращающую электрогенератор [Гидравлический генератор. Патент Японии JP 57181976 (А), дата публикации 09.11.1982 г.].

Недостатком японского аналога является также сложная и длинная схема преобразования механической энергии потока воды в электрическую мощность, что приводит к увеличению размеров гидроагрегатов и, соответственно, их стоимости.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототипом) по наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при этом результату является способ [авторское свидетельство SU №1209917 А, кл. F03B 13/00, опубликованное 07.02.1986]. Способ реализуется размещением на внутренней поверхности питающего водовода пьезоэлектрических элементов, которые при воздействии ударного давления воды на них генерируют электрическую энергию. Недостатком прототипа является сложная конструктивная схема питающего водовода с установленными и закрепленными на его внутренней поверхности пьезоэлектрическими элементами, что увеличивает стоимость конструкции и снижает надежность ее работы.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является создание несложного способа строительства малых гидроэлектростанций на низконапорных водотоках, способного генерировать полезную мощность путем прямого преобразования механической энергии потока воды в электрическую энергию с использованием пьезоэлектрических материалов.

Согласно изобретению техническая задача решается следующим образом. Способ строительства малых гидроэлектростанций включает сооружение гидротаранов с питающими водоводами, накапливающими кинетическую энергию потока воды, быстрое преобразование ее в потенциальную энергию гидравлического удара, воздействующего на внутреннюю поверхность питающих водоводов. Питающие водоводы гидротаранов целиком выполняют из пьезоэлектрических материалов, при упругой деформации которых за счет повышения давления воды при гидравлическом ударе в пьезоэлектрических материалах генерируется электрическая энергия.

В предложенном способе энергия потока воды напрямую превращается в полезную электрическую энергию. Размеры и количество питающих водоводов гидротаранов выбирают согласно гидрологическим параметрам природного или техногенного водотока. Водоводы устанавливают в потоке параллельно друг другу, а срабатывание ударных клапанов гидротаранов сдвигают по времени для непрерывного снятия с потока воды полезной электрической мощности. Таким образом, отпадает необходимость в специальных аккумуляторах потенциальной энергии большой емкости, роль аккумуляторов и преобразователей энергии выполняют сами водоводы, что существенно снижает затраты на сооружение гидроэлектростанций. Кроме того, параллельно установленные в поток водоводы являются для последнего гидравлическими сопротивлениями, поэтому создают перед собой необходимый подпор для накопления энергии в питающих водоводах и срабатывания автоматических ударных клапанов в гидротаранах, инициирующих гидравлический удар.

Использование заявленного технического решения упрощает конструкцию и обеспечивает выработку электроэнергии с низконапорных природных и техногенных водотоков путем прямого преобразования механической энергии воды, воздействующей на стенки питающих водоводов из пьезоэлектрических материалов гидротаранных установок, в электрическую мощность.

Способ строительства малых гидроэлектростанций, включающий сооружение гидротаранов с питающими водоводами, отличающийся тем, что питающие водоводы гидротаранов целиком выполняют из пьезоэлектрических материалов, при упругой деформации которых, за счет повышения давления воды при гидравлическом ударе в питающих водоводах, в пьезоэлектрических материалах генерируется электрическая энергия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы 4, размещенными над этими каналами 4 лопатками 5, образующими центростремительные напорные каналы, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с основными 10 и дополнительными лопастями, образующими сливные 11 и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26, с размещенными над напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидравлики и может быть использовано для подъема воды в прибрежных зонах океанов, морей, крупных озер и водоемов. Прибойный гидравлический таран содержит питательную трубу 1, один конец которой размещен у водоема с возможностью ее периодического заполнения набегающей волной, а на другом конце установлены ударный клапан 2, воздушный колпак 3 с нагнетательными трубопроводом 4 и нагнетательным клапаном 5, сообщающим колпак 3 с трубой 1.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов 11 выполнен в отсасывающую трубу 26, с размещенными над напорными каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26 с размещенными над каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидравлических таранов. Гидравлический таран включает водоисточник 1, перегороженный перемычкой с трубчатым патрубком 3.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидравлических таранов, и может быть использовано при проектировании и производстве водоподъемных устройств в системе мелиорации и водного хозяйства без дополнительных источников энергии для подачи воздуха в воздушный колпак гидротарана.

Изобретение относится к водоподъемным устройствам, использующим потенциальную энергию воды, и может быть использовано в местах перепада уровней воды, например на плотинах прудов.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям гидравлических таранов, и может быть использовано в качестве водоподъемного устройства. Гидравлический таран содержит подающий трубопровод 1 с ударным клапаном 39 и напорный патрубок 29, 30, колпак 25, 26, разделенный перегородкой 45 в виде сетки на две камеры, пружины 42.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям гидравлических таранов, и может быть использовано в качестве водоподъемного устройства. Гидравлический таран содержит подающий трубопровод 1, ударные клапаны 10, 11, два гидроцилиндра 8, 9, переливной трубопровод 32.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций (ГЭС и ГАЭС).

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к устройствам для преобразования энергии потока текучей среды в электрическую. Гидроэлектростанция конвейерного типа содержит направляющий канал, рабочий орган с гибким элементом в виде замкнутой цепной передачи, состоящей из связанных между собой звеньев-кареток с блоками лопастей, каждый из которых содержит по меньшей мере две симметричные пары лопастей.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к гидроэлектростанциям. Русловая гидроэлектростанция 2 установлена на фундаменте 26 и содержит несколько жестких, непроницаемых для воды, имеющих эллиптическое поперечное сечение корпусов 6 с турбинными модулями 8, расположенными с возможностью передачи вращения с валов 13, заключенных в кольцо 27, турбин 12 через обгонные муфты 14 общему валу 15, проходящему через береговой колодец 21 с циркулирующей в нем донной речной водой, через редуктор 16 к валу ротора электрогенератора 17, установленного на берегу 3.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано в прикладной гидроакустике для обеспечения безопасности (промышленной и экологической) гидротехнических сооружений (ГТС) объектов повышенного риска: атомных электростанций (АЭС), гидроэлектростанций, тепловых электростанций, приливо-отливных электростанций, морских нефтегазовых платформ и т.д.

Балка (8) крепления обтекателя (2) гидроэнергетической установки (1) имеет сечение в плоскости, перпендикулярной к продольной оси (А8) балки (8), в виде параллелограмма. Балка (8) содержит, по меньшей мере, одну щель, которая в основном проходит параллельно продольной оси (A8) балки (8).

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к строительству низконапорных гидроэлектростанций. При осуществлении способа строительства ОПЭС, совмещенной с СПК 1, все составляющие строящегося объекта в виде готовых железобетонных или металлических блоков от завода до места сборки доставляют наплавным способом.

Изобретение относится к области гидроэнергетики. Гидроаккумулирующая электростанция на равнинных реках содержит русловые гидроэнергоагрегаты, включающие осевые насосы, приводящиеся во вращение русловыми гидроколесами через мультипликаторы.

Способ заключается в сужении прилегающей ко всем водоподводящим каналам части водоема-охладителя 4 путем перегораживания его части искусственной дамбой. Способ включает создание первого 28 рубежа безопасности и первой физической защиты 36 от проникновения биологических подводных объектов (БПО) и средств их доставки, первой очистки оборотной технической воды 37 от механических (МПР) и биологических (БПР) примесей, первой защиты рыб, в том числе ее молоди, первого охлаждения оборотной технической воды.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии. Гидроэлектростанция содержит трубу-водовод 2 с установленной в ней гидротурбиной 6, соединенной с генератором 7.

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации потенциальной энергии воды глубоководных водоемов, а именно для трансформации энергии гидростатического давления воды в электрическую. Подводная гидростатическая электростанция содержит прикрепленный к дну водоема разделенный на отсеки цилиндрический корпус, закрытый с торцов крышками с входным и выходным патрубками, снабженными оградительными сетками и клапанами. Внутри цилиндрического корпуса по ходу движения воды последовательно расположены: фильтрационный отсек, в котором помещен перфорированный контейнер, заполненный фильтрующей загрузкой; буферный отсек, заполненный отфильтрованной водой; отсек электрогенератора, в котором расположен электрогенератор, электроразъемы, электрокабели, автоматическая аппаратура управления и контроля, регулирующий трансформатор, стартовый аккумулятор и напорные трубы; турбинный отсек, в котором расположена гидротурбина с горизонтальным валом и отсасывающей трубой, соединенная через вал с ротором электрогенератора и через напорные трубы с буферным отсеком; отсек удаления отработавшей воды, в котором помещен перфорированный контейнер, заполненный пористым, механически прочным, коррозионно-стойким материалом, и решетчатый электронагреватель воды, расположенный у кромки выходного торца перфорированного контейнера. Техническим результатом является повышение эффективности подводной гидростатической электростанции при утилизации потенциальной энергии воды глубоководных водоемов. 3 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии. Способ включает сооружение гидротаранов с питающими водоводами. Питающие водоводы гидротаранов целиком выполняют из пьезоэлектрических материалов, при упругой деформации которых, за счет повышения давления воды при гидравлическом ударе в питающих водоводах, в пьезоэлектрических материалах генерируется электрическая энергия. Использование заявленного технического решения упрощает конструкцию и обеспечивает выработку электроэнергии с низконапорных природных и техногенных водотоков путем прямого преобразования механической энергии воды, воздействующей на стенки питающих водоводов из пьезоэлектрических материалов гидротаранных установок, в электрическую мощность.

Наверх