Микро ГЭС из велосипедного колеса

Перед поездкой в деревню пришла в голову мысль сделать гидроколесо из обычного велосипедного колеса. Если на соседние спицы надеть лопасть из оцинкованного железа, то автоматически получится лопасть с круткой. У обода угол установки будет маленький, у ступицы - большой. Может эти углы получатся неоптимальными, но идея подкупала своей простотой. Каждый самоделкин в случае успеха легко мог бы ее повторить.

Попробовал установить велосипедный генератор. Резинка, закрывающая головки спиц, вполне справлялась с ролью приводного ремня. Лампочка давала свет при спокойном, не быстром прокручивании колеса. Но велосипедного генератора надолго не хватило. После нескольких минут баловства со сделанной установкой генератор начало подклинивать. В нем нет шариковых подшипников. Стоят просто втулки. Однажды я делал ветряк диаметром около метра. Деревянный пропеллер я посадил тогда прямо на велосипедный генератор. В тот раз конструкция проработала несравненно больше. Около недели.

Если эксперимент будет удачным, то эту идею можно использовать велотуристам. Встал у речки на ночевку, сунул переднее колесо в воду. И можно получать энергию для зарядки фотоаппаратов, мобильников, магнитофонов...

Первые испытания в реке. К колесу через ременную передачу подсоединен центробежный насос от стиральной машины. Вместо ремня заплел веревку в кольцо.

Скорость течения реки в месте испытания 0,4 м/с. Высота подъема воды 20 см. У насоса не хватает напора. В стиральной машине насос вращается со скоростью около 6000 об/мин. Здесь 1200. Но производительность, тем не менее, внушительная. Ведро за две минуты. 7 кубометров в день! Идея потенциально жизнеспособная, Надо только подобрать подходящий насос.

Оставил две лопасти, практически ничего не изменилось.

Это очень важный результат. Мощность установки практически не зависит от числа лопастей. Это утверждение хорошо известно из практики ветряков. Хотелось подтвердить его с помощью инструментальных измерений для воды, но, к сожалению, из за нехватки времени в количественном отношении не удалось. Только качественно. Мощность на глаз получилась практически одинакова для одного, двух или четырех лопастей.

Вывинтил все спицы, кроме восьми, на которых были укреплены лопасти. Колесо завертелось шустрее. Высота подъема воды увеличилась до 30 см. Попробовал убрать две лопасти вместе со спицами. Колесо с двумя лопастями получилось очень хлипкое, стало раскачиваться в воде и задевать за обод. Восстановил 4 лопасти.

Для увеличения оборотов поставил дополнительный промежуточный шкив. Скорость вращения должна была увеличиться в два раза. На деле колесо перестало вращаться вообще. Ремни съели всю мощность этой микро установки.

Попробовал поставить центробежный насос от мотоблока. Вода побежала веселее. На быстрине со скоростью воды 1,5 м/с высота подъема была 1,5 метра при производительности 10 л/мин. (14 кубометров в сутки) Вывод подтвердился. Такие водоподъемные установки можно делать, только надо подобрать или сделать подходящий насос.

Приладил генератор на постоянных магнитах. Вместо шкива опять веревка. Очень удобно. Дешево, и "ремень" можно сделать любых размеров. Мощность получилась 5 Вт на фазу при скорости реки 1м/с. Причина малой мощности та же. Генератор высокооборотистый. Ему не хватает скорости.

После испытаний измерил углы установки лопастей и посмотрел по полярам. Углы установки сильно отличаются от оптимальных. Если выставить углы правильно, то мощность должна увеличиться раза в 3.

На этом цикл испытаний с велосипедным колесом был закончен. Три недели уже пролетели. Давно пора приниматься за испытания микро ГЭС, ради которой я и приехал.

В заключении техника безопасности. Будьте очень осторожны при испытаниях! Сила, с которой вырывается из рук установка, неожиданно велика. И неожиданно резво она крутится. Если попасть в лопасти, то последствия будут весьма и весьма серьезными. А эксплуатировать на постоянной основе ее можно лишь заключив в ограждение, в которое ребенок не сможет просунуть руку. Не крепите установку длинными подводными растяжками. Проволока или трос крепления, проходящий под водой - это смертельная угроза для купальщиков. Установка не должна иметь острых выступов. И последнее замечание. Подводная установка должна быть обозначена надводным буем. По речкам сплавляются туристы. Невидимая конструкция для них может обернуться катастрофой.

Розин МН
7 июля 2007 г.

Самодельная микро ГЭС

Часть 1. Напорная установка или "Гравицапа"
Часть 2. Микро ГЭС из велосипедного колеса
Часть 3. Измерения и испытания
Часть 4. Испытания пропеллерной микро ГЭС