Народное творчество из бересты. Продлят очарованье лета припасы к зимним холодам...("Сделай сам" №2∙2004)

Миниатюрная ГЭС в индивидуальном хозяйстве

Ю.Н.Новожилов

В настоящее время утвердилась такая категория деловых людей, как фермеры. В развитом фермерском хозяйстве может иметь место большое потребление электроэнергии на освещение, на привод насосов инструментов и различных сельскохозяйственных машин. Учитывая высокие тарифы на электроэнергию и явную тенденцию к их дальнейшему росту, возникает вопрос об организации выработки электроэнергии в самом фермерском хозяйстве.

Это возможно, когда через территорию фермерского хозяйства протекает ручей или небольшая речка, пригодная для установки на ней миниатюрной гидроэлектростанции мощностью от 5 квт и выше.

В хозяйстве обычно электроэнергия из общих государственных сетей может расходоваться днем на привод насосов, станков, сельскохозяйственных машин, а вечером — на освещение. Как правило, ночью электроэнергия из общих государственных сетей используется мало. Свой источник электроэнергии в виде миниатюрной ГЭС позволяет не только получать ее бесплатно, но и рационально использовать в любое время суток. В вечернее и дневное время электроэнергия от своей ГЭС может использоваться на те же нужды, перечисленные выше. А как можно в условиях фермерского хозяйства рационально использовать эту электроэнергию, когда она на освещение, привод механизмов не требуется, а малая ГЭС может ее вырабатывать, например, ночью? Заряжать ею электрические аккумуляторы или закачивать воду в расположенные выше водохранилища в обычных фермерских хозяйствах непрактично.

Однако в период, когда вырабатываемая своя электроэнергия для освещения и привода механизмов не требуется, ее можно с успехом полезно использовать для отопления жилых и производственных помещений, а также для подогрева кормов для животных и других технологических сред.

Преобразование электроэнергии может быть обеспечено с помощью, например, термоэлектрических нагревателей — ТЭНов, стандартных элементов, изготовляемых промышленностью. С их помощью в тепло будет превращаться электроэнергия любого качества, вне зависимости от ее напряжения, частоты.

На рис. 1 показана схема, позволяющая индивидуально подключать тот или иной потребитель к силовым распределительным цепям электроэнергии, вырабатываемой на малой ГЭС.

Рис. 1. Универсальная схема использования миниатюрной ГЭС:

_{1 — гидротурбина; 2 — электрический генератор; 3, 4, 5 — приводы инструментов, станков; 6, 7 — ТЭНы}

Вода речки, ручья, протекая через гидротурбину 1, приводит ее во вращение, которое передается ротору электрического генератора 2. Вырабатываемая им электроэнергия поступает в распределительные сети. С помощью коммутационных аппаратов SA.1, SA.2, SA.3, SA.4, SA.5, SA.6 ее можно подавать соответственно; на осветительные лампы; на приводы инструментов, станков, машин; на преобразователи электрической энергии в тепловую — на ТЭНы.

Очевидно, что использование электроэнергии, вырабатываемой малой ГЭС для получения тепла в то время, когда она не расходуется на другие нужды, — весьма целесообразно. Такой режим работы своей ГЭС и такое использование генерируемой ею электроэнергии позволяет получить материальную, ощутимую экономию топлива — дров, газа или иного энергоносителя.

ГЭС, имеющая мощность 5 квт, вырабатывает за сутки столько электрической энергии, что при преобразовании ее в тепло можно получить экономию около 30 килограммов дров в сутки. Суммарная, годовая экономия зависит от количества часов работы малой ГЭС и оттого, сколько выработанной электроэнергии преобразовано в тепло, однако в любом случае результат экономии будет заслуживать внимание.

Как видно, здесь использован тот факт, что своя ГЭС может работать круглосуточно, постоянно, но для обычного использования — на освещение, привод механизмов — электроэнергия не всегда нужна, разумно ее в это время преобразовывать в тепло.

Это новое, причем весьма интересное и рациональное использование электроэнергии, вырабатываемой малой ГЭС, принадлежащей фермеру, колхозу или иному производственному предприятию, организации.

В наше время высоких тарифов на энергоносители и конкурентной борьбы снижение затрат на энергоносители имеет немаловажное значение. Какую бы форму собственности не имела ферма или иное хозяйство, у них есть общая задача — экономия энергоресурсов.

Очевидно, что в таком режиме может работать не только своя ГЭС, но и ветряной двигатель с электрическим генератором.

И у малой ГЭС, и у ветряного двигателя есть свои недостатки и положительные стороны. Небольшая речка или ручей, на которых установлена малая ГЭС, зимой в сильные морозы могут перемерзать. Зато все остальное время энергию от нее можно получать постоянно и бесплатно.

Интересно, что во время весеннего и осеннего паводков, когда выработка электроэнергии на своей ГЭС увеличивается, ее успешно можно использовать на отопление, которое в это время необходимо.

Ветряной двигатель может работать в любое время года, но только при ветре, однако всегда возможны безветренные периоды. Для хозяйства может оказаться целесообразным одновременно иметь оба таких источника энергии: и ГЭС, и ветродвигатель.

Конечно, эта схема не исключает полностью обычное отопление помещений, она разумно его дополняет, что позволяет снизить расходы топлива. Такая схема может иметь важное значение для безлесных районов. Она достаточно технична.

Повышение эффективности солнечного водонагревателя

Ю.Н.Новожилов

Давно известен простейший солнечный подогреватель воды для душа и других сельских нужд. Это металлическая бочка, покрашенная в черный цвет и установленная в незатененном месте. Ее освещает своими лучами солнце и нагревает содержащуюся в ней воду.

Эффективность подогрева воды в бочке можно повысить, если ее поместить в застекленную камеру, выполненную, например, из старых оконных рам (рис. 1).

Рис. 1

В этой камере 1 за стеклом создается так называемый тепличный или парниковый эффект, благодаря которому температура в камере повышается до более высоких показателей. Соответственно повышается температура и воды в бочке 2, находящейся над душевой кабиной 3.

Бочка с водой, установленная как обычно без экранирования стеклянными рамами, тепло, получаемое от солнечных лучей, частично теряет, нагревая соприкасающийся с ней воздух, особенно если дует ветерок.

А вот бочка, помещенная в камеру со стеклянными стенками, тепло от солнечных лучей получает, а от ветра она защищена.

Более того, солнечные лучи свободно проникают в камеру к бочке через стекло. Они нагревают бочку с водой. А вот образующиеся там инфракрасные лучи обратно через стекло выйти не могут. Поэтому температура в камере повышается. Естественно, что в этих условиях вода в бочке нагревается интенсивнее.