Водопогружная ГЭС

 Принятые поправки к Федеральный закону от 27.12.2019 г. № 471-ФЗ  "О внесении изменений в Федеральный закон «Об электроэнергетике» в части развития микрогенерации начали действовать на территории РФ с 2021г. На сегодняшний день уже нарабатывается практика продажи электрической энергии от физических лиц в сеть. Небольшой опыт продажи электрической энергии в сеть уже есть. Это большой прогресс, который позволит частично снять нагрузку с крупных генерирующих поставщиков.  

Уже отработана схема  заключения договоров с сетевыми операторами. Все работает. Первые зачеты по реализованной энергии идут по цене 4-5 руб за 1 кВт час  по Краснодарскому краю. 

   В свете прогрессивных движений в этом направлении возникла необходимость создания автономных станций с возможностью генерации энергии в сеть напрямую. Такой вид генерации позволяет избавиться от накопительных аккумуляторных систем, которые значительно увеличивали стоимость станций и являлись самым "слабым" элементом системы. 

   Что касаемо солнечных станций сетевого типа, проблема в мире уже решена. Реализация энергии в сеть осуществляется во многих странах мира, используя накопленный мировой опыт включения в цепь солнечных сетевых инверторов. 

  Проблема включения в общую сеть гидростанций малой мощности до сегодняшнего дня оставалась от крытой. Для того, чтобы генератор согласовать с сетью нужно было выполнить целый ряд условий, а именно согласовать генератор по напряжению, частоте, чередованию фаз и т.д. Для крупных ГЭС  эта задача решена, но она связана со сборкой дорогостоящего оборудования. Используя мировой опыт наши конструктора решили возможность согласования генератора с сетью применив генераторы другого типа. Они отличаются от типовых генераторов, которые применяем для автономных систем. конструктивно.  Сегодня мы имеем возможность вливать энергию в сеть напрямую от ГЭС через коммутационную аппаратуру. При этом на вводе в объект необходимо будет установить и отстроить двунаправленный счетчик. Количество потребленной и реализованной энергии регистрируется счетчиком. 

  Для целей упрощённого варианта получения энергии от рек и каналов, созданы водопогружные ГЭС. Водопогружные ГЭС могут работать как на дне реки, канала, так и на понтоне. Как правило реки с быстрым течением имеют небольшую глубину. По этой причине пришлось разрабатывать и отрабатывать ортогональные станции, которые возможно применять на быстрых реках, каналах  с небольшой глубиной и со скоростью течения от 1 до 3 м/сек.   Работа самой турбины основана на работе аэродинамического профиля крыла. Разработаны  индивидуальные профили крыла которые эффективно могут создавать тянущую силу в воде на этих потоках. Расчетным и опытным путем были найдены эффективные обороты турбины. Коэффициент относительной частоты вращения турбины может меняться в пределах от 1-6., т.е турбина может вращаться со линейной скоростью превышающей скорость набегающего потока воды в 6 раз. Но мы работаем в зонах эффективных значений скоростей. Чтобы ортогональная турбина начала работать эффективно, пришлось при конструировании хорошо рассчитать и изготовить каждую вращающуюся деталь в воде. А это и лопасти и траверсы, и валы, и отбойные доски. Пришлось строить турбину в полном сочетании по характеристикам с генератором.  Для такого типа турбин пришлось разрабатывать безредукторные тихоходные водопогружные генераторы. Получился на выходе хороший вариант энергетического сетевого агрегата.

  Сегодня выпускаем мелкими сериями турбины мощностью до 3 кВА Акула,  и многоярусные турбины  со сбалансированным ротором 15 кВА.  Разработана турбина на поток 3 м/сек мощностью 50 кВт.

На базе этих блоков возможно создавать микро ГЭС распределенного типа и закачивать энергию в сеть любой требуемой мощности, той мощности , которую позволяет произвести водоем.  

Внешний вид турбины представлен на рисунке ниже 

 По такому же принципу создаем и производим ортогональные напорные турбины.  

 С точки зрения экономической целесообразности водопогружные  ГЭС занимают ведущую позицию в автономной энергетике. Основное их приемущество в том, что они не нуждаются в гидросооружениях.