Станция-водоворот оберегает живое в маленьких реках
Создавая данный необыкновенный проект, его создатель думал прежде всего об экосистемах, каковые страдают от электростанций, к примеру, гидравлических. Кроме того мини-ГЭС на каналах и маленьких речках тут небезупречны.
Но изобретатель парадоксальным образом отыскал метод повысить КПД таких сооружений.
Огромные плотины, перекрывающие громадные реки, разумеется, являются великолепным источником энергии. Но об экологических последствиях перегораживания рек известно всем. Малые ГЭС на ручейках и небольших реках помой-му наносят природе куда меньший ущерб.
Но вот об их высокой мощности сказать не приходится.
Казалось бы, непросто совместить эффективность ГЭС с их экологической безупречностью. В это же время, такая конструкция существует и доказала собственную работоспособность на практике.
Диаметр бассейна с водоворотом образовывает 5,5 метров. Большая высота падения воды достигает 1,6 метра.
На фото внизу станция ещё не достроена (фотографии с сайта home.tele2.at).
Необыкновенную схему для малых ГЭС отыскал австрийский изобретатель Франц Цотлётерер (Franz Zotloterer) из местечка Оберграфендорф (Obergrafendorf) со своим проектом «Техника водоворота» (Wasserwirbeltechnik).
В первую очередь он сделал вывод, что перегораживать всю реку плотиной – не нужно и вредно. Вместо этого он внес предложение часть потока, вблизи берега, отводить в особый канал, направляющий воду к плотине.
Последняя также очень необыкновенна на вид. Это цементный цилиндр, к которому вода подходит по касательной, обрушиваясь в центре в глубину.
Так в центре цилиндра образуется водоворот, что и закручивает турбину.
Преимуществ у таковой схемы мини-ГЭС Цотлётерер нашёл целую кучу.
В большинстве случаев река «оснащена» меандрами, вихревое течение в которых содействует аэрации воды. В канале с плотинами мини-ГЭС этого нет.
Но, в случае если заменить простые плотины «водоворотными», природная аэрация восстанавливается (иллюстрация с сайта home.tele2.at).
Во-первых, КПД преобразования энергии падающей воды в ток достиг 73%, что отлично. А ведь Франц применял не самый идеальный электрический генератор.
С перерывами станция начала давать ток в публичную энергосеть ещё в сентябре 2005-го, непрерывно – с марта 2006-го.
И за последний год постоянной работы его «Гравитационно-водоворотная станция» (так внушительно немец назвал новый тип ГЭС), установленная на каком-то ручье, выработала более чем 50 мегаватт-часов электричества при рабочем перепаде высот воды приблизительно в 1,3 метра (вообще-то, он колебался) и расходе приблизительно в 1 кубометр в секунду.
Большая электрическая мощность данной мини-станции достигает 9,5 киловатт. В среднем этого хватит для питания 10-15 коттеджей (с учётом неравномерности уровня потребления).
Во-вторых, скорость вращения турбины была низкой, так что для рыбы, попавшей в водоворот, лопасти колеса опасности не воображают. Тем более что лопасти эти не рассекают воду, а поворачиваются синхронно с водоворотом.
Создатель новации отмечает дешевизну строительства и сравнительную простоту собственной ГЭС.
Но, не обращая внимания на миниатюрность, станция, «как взрослая», участвует в энергоснабжении страны (фотографии с сайта home.tele2.at).
В-третьих, водоворот перемешивает загрязнители, в один момент прекрасно аэрируя воду, что содействует интенсивной работе микроорганизмов, очищающих её естественным образом.
Это свойство станции восстанавливает процессы, идущие в простой реке, которой свойственны бессчётные повороты. В громадных спрямлённых руслах водохранилищ и каналов практически ламинарное течение ведет к исчезновению аэрации воды и, как следствие, утрата её способности к самоочищению.
В-четвёртых, водоворот содействует терморегуляции в водоёме. Увеличенная площадь контакта воды с воздухом ведет к её охлаждению за счёт испарения жарким летом.
Зимний период же ГЭС работает подо льдом. самая плотная вода (с температурой в 4 градуса) тяготеет к центру водоворота.
По краям цилиндра образуется ледяная корка, которая выступает в роли утеплителя, не дающего через чур очень сильно охладиться центру.
Практически водоворот действует как машина, стремящаяся, в некоей степени, привести температуру протекающей воды зимний период к 4 градусам, что, по идее, может оказывать некое благоприятное влияние на судьбу ниже по течению (тут создатель ГЭС подробностей не растолковывает).
Но он приводит ещё один весомый довод в пользу собственной конструкции. Эта станция обошлась приблизительно в $75 тысяч, что дешевле, чем подобная по мощности мини-ГЭС, выстроенная по хорошему примеру.
Как видим, турбина примитивна по устройству и форме, но имеет хорошей КПД.
Справа: счётчик показывает практически 52 мегаватт-часа, реализованных изобретателем станции энергокомпании EnergieVersorger Niederosterreichs (фотографии с сайта home.tele2.at).
На этом преимущества водоворота не исчерпываются. Франц отмечает лучшую ремонтопригодность, намного меньшие периодичность и сложность обслуживания, более несложную конструкцию и другие технологические преимущества данной станции.
Изобретатель уверен, что такая схема самый оптимальна для возведения ГЭС мощностью до 150 киловатт. Причём конструкция начинает превосходно трудиться (показывает хороший КПД турбины) уже при перепаде высот воды всего в 0,7 метра.
Само собой разумеется, существуют модели малых ГЭС, трудящихся по большому счету без перепада высот (легко на течении). Но в «водоворотной» ГЭС, как уверен австриец, сочетаются довольно высокая эффективность (как с позиций физики, так и в плане денежных затрат) и непревзойдённая дружественность живой природе.
Однако Цотлётерер ещё не в полной мере доволен результатами. Он совершенствует проект и рассчитывает поднять мощность собственной мини-ГЭС.
Очередная реконструкция сооружения намечена на это лето.
