ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ МИКРО-ГЭС В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ НАСЕЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ ВОДЫ И РАСХОДА ВОДЫ

АННОТАЦИЯ

В статье предложена Микро-ГЭС, вырабатывающая экологически чистой электроэнергии, устанавливаемой в гидротехнических сооружениях Ферганской области. Показана возможность создания Микро-ГЭС для электроснабжения и теплоснабжения потребителей. Приведены результаты исследования низконапорного агрегата Микро-ГЭС.

ABSTRACT

The article proposes a Micro-hydroelectric power station that generates environmentally friendly electricity installed in the hydraulic structures of the Fergana region. The possibility of creating a Micro-HPP for power supply and heat supply to consumers is shown. The results of the study of the low-pressure unit of the Micro-HPP are presented.

Ключевые слова: Микро-ГЭС, гидротехнические сооружения, низконапорный блок, асинхронный двигатель, гидроагрегат, система автоматического регулирования.

Keywords: Micro-hydroelectric power station, hydraulic structures, low-pressure unit, asynchronous motor, hydraulic unit, automatic control system.

Введение. Неоднократно подчеркивалась важность поддержания чистоты окружающей среды и предотвращения ее загрязнения, а также экономии природных топливных ресурсов. Однако уже не секрет, что эта проблема превратилась в «глобальную экологическую проблему» в конце ХХ - начале ХХI веков. Сосредоточимся на возникновении проблемы нехватки энергии. С одной стороны, рост населения мира и увеличение затрат на энергию, связанных с его стремлением к повседневной жизни, являются естественными, с другой стороны, использование традиционных технологий для производства энергии по мере необходимости. Это хорошо известный факт, что возобновляемые источники энергии, такие как энергия солнца и ветра, могут быть основным источником выработки электроэнергии в районах, где отсутствует гидроэнергетический потенциал. [1-8]

Основная часть. Микрогидроэлектростанции, разработанные совместно с учеными Ферганского политехнического института, с одной стороны, сочетают в себе энергетическую безопасность отдельных потребителей, с другой - возможность децентрализованного электроснабжения. Внедрение этих устройств повысит энергетическую безопасность отдельного потребителя, обеспечит независимость от централизованного электроснабжения и сэкономит на ископаемом топливе. [8-15] Строительство такого энергообъекта не требует больших вложений, большого количества энергоемких строительных материалов и больших трудозатрат, относительно быстро окупается. Они не оказывают отрицательного воздействия на образ жизни человека, животный мир и местные условия микроклимата. [16-22] Микро-ГЭС не выделяют парниковые газы при производстве электроэнергии и не загрязняют окружающую среду продуктами сгорания и токсичными отходами. Микро-ГЭС часто используются для снабжения небольших изолированных потребителей вдали от централизованных сетей электроснабжения. [23-29]

Источниками микрогидроэнергетики могут быть естественные и искусственные водотоки, малые и средние реки, ручьи, водные потоки из водохранилищ, искусственных бассейнов и другие. Для установки микрогидроэлектростанций можно использовать небольшие ручьи со свободным потоком воды или с напором от 1 до 10 м при расходе воды не менее 0,2 кубических метров (200 л/с) в секунду. Напор воды создается за счет установки водозаборного устройства вдоль реки, сооружения водозаборного канала, напорного бассейна и напорного водопровода. Для изучения таких возможностей разработана «Программа микропроцессорных устройств для определения расхода воды и энергоемкости потока воды». Свидетельство об официальной регистрации программы, созданной для ЭВМ № DGU 07319. 29.10.2019.

Рисунок 1.    Принципиальная схема и общий вид

Мощность Микро-ГЭС можно определить из следующего выражения:

P = 9,81·QHη,  кВт

Q - скорость потока воды, м³/с (удельная часть расхода - сила потока воды, определяемая створом); H - давление воды, направляемой в гидротурбину, м; η - КПД гидроэлектростанции.

Конструкция Микро-ГЭС позволяет легко устанавливать и демонтировать и не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала во время эксплуатации.

Рисунок 2. Экспериментальный образец Микро-ГЭС и блок управления с инвертором  аккумулятор

Микро-ГЭС включает в себя гидравлику, карданный редуктор, генератор на постоянных магнитах, поддон для направления воды и металлическое основание для установки вышеупомянутых основных элементов, а также систему управления энергопотреблением. объект в целом.

Гидроблок, который выполнен в виде водяного колеса более совершенной конструкции, имеет 35 изогнутых лопастей для оптимального приема направленного потока воды и вывода с меньшим сопротивлением, чем у воды. В опытной установке диаметр воздушного винта составляет 1000 мм, но в зависимости от мощности Микро-ГЭС диаметр воздушного винта может быть увеличен до 4000 мм. Генератор вырабатывается при 300 об/мин для выработки электроэнергии. имеет мощность 3 кВт/ч на постоянных магнитах, что обеспечивает работу Микро-ГЭС в свободном потоке. Генератор установлен на монтажной стойке определенной высоты, защищенной от брызг воды и соединен с гидротурбиной через конический редуктор и карданный привод. Передача давления выполнена в форме конуса для ускорения и направления потока воды к турбине. Ускоренный поток воды, вытекающий из узкого выходного отверстия желоба, принимает форму потока, направленного к стойкам гидротурбины. Если нижняя часть конуса находится ниже уровня водяного колеса во время установки, гидравлика называется нижней буровой установкой. Однако КПД гидроэлектрический блок Микро-ГЭС может быть в пределах 35%. Если поток воды направлен к середине водяного колеса, то гидроэлектрический блок называется среднескоростным. Однако KПД   Микро-ГЭС может быть в пределах 55%. Таким образом, напор в основном создается естественным уклоном или быстрым течением реки, а электростанции размещаются в Микро-ГЭС постоянного тока и использование конической трубы увеличивает эффективность водяного потока, направляемого на опору турбины.

Система управления, которая включает в себя соответствующие микропроцессорные преобразователи и контроллер, обеспечивает запуск или остановку Микро-ГЭС и подачу электроэнергии потребителю. Однако регулируемые энергетические параметры вырабатываемой электроэнергии также контролируются. Принцип работы микрогидроэлектростанции заключается в том, что ускоряющийся поток воды, направленный по прямой линии от выходного конца конической тарелки, входит в центр гидравлических лопастей и вращает его; а вращение гидравлического блока передается генератору через конический редуктор и карданную передачу, где вырабатывается электричество. Чем меньше потери в редукторах, тем больше получаемая мощность. При увеличении диаметра рабочего колеса турбины до 4 м мощность может возрасти (что более нелогично). В этом случае турбина во время вращения поддерживается подшипниками на опорных стойках, установленных по боковым верхним краям трубы. Электроэнергия передается напрямую потребителю или через систему батарей через систему управления, которая включает в себя соответствующие микропроцессорные преобразователи и контроллер. Выбор крутящего момента такой гидравлики также требует особых технических решений. Мы разработали различные конструкции поворотного марша из гидравлики, представляющей собой ноу-хау. В настоящее время разрабатываемый проект Микро-ГЭС с разным расходом воды в Чимёнсое проходит экспериментальные испытания. Технический результат, полученный в результате разработки, заключается в том, что предлагаемый проект Микро-ГЭС с отбором стока из реки прост, а изготовление не требует больших затрат. Схема ГЭС является технологически продвинутой в эксплуатации и обслуживании, поскольку турбины и генераторы расположены на открытых площадках и могут использоваться во всех направлениях. Мини-ГЭС можно сделать прямо на месте (а не на традиционном заводе), в мастерских потребителей энергии.

Выводы. Программное обеспечение микропроцессорного устройства для определения потребления энергии и использования потока воды. Анализ выработки электроэнергии в Ферганской ГЭС. Техническая и экологическая организация Микро-ГЭС будет рассмотрена с учетом требований социально-экологического характера. Технические характеристики экспериментальных Микро-ГЭС.

Список литературы:

1. Эргашев С. Ф. и др. Микро-ГЭС мощностью 5 кВт для индивидуальных потребителей //Известия Ошского технологического университета. – 2019. – №. 2. – с. 168-170.
2. Эргашев С. Ф. и др. Автоматизированная система управления водными ресурсами на основе элементов компьютерной автоматики. – 2020.
3. Йулдашев X. Т. и др. Исследование процессов токового усиления в системе полупроводник-газоразрядный промежуток //Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences. – 2021. – Т. 1. – №. 10. – с. 114-123.
4. Jamoldinovich A. E. The importance of metrology and standardization today Alikhonov Elmurod //International scientific and technical journal “Innovation technical and technology”. – 2020. – Т. 1. – №. 4. – с. 1-3.
5. Otakulov O. X. et al. Modeling of geothermal Micro-GES //Scientific-technical journal. – 2020. – Т. 24. – №. 2. – с. 89-93.
6. Рустамов У. С. Микро-ГЭС для индивидуальных потребителей //Евразийский Союз Ученых. – 2019. – №. 11-4 (68).
7. Йулдашев Х. Т. и др. Исследование фонового излучения и возможности его ограничения в полупроводниковой ионизационной системе //Журнал физики и инженерии поверхности. – 2017.
8. Rustamov U. S. et al. Farg‘ona viloyati aholisini elektr energiyasi tanqisligini bartaraf etishda Mikro-GESlardan foydalanish //Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences. – 2021. – Т. 1. – №. 10. – с. 603-610.
9. Рустамов У. С. Математическое и компьютерное моделирование Микро-ГЭС башенного типа //Экономика и социум. – 2020. – №. 12. – с. 58-62.
10. Ergashev S. F. et al. Automated Water Management System Based on Computer Automation Elements //Automatics & Software Enginery. 2020. N3 (33). – 2020. – с. 7.
11. Йулдашев Х. Т. и др. Дослідження фонового випромінювання та можливості його обмеження в напівпровідниковій іонізаційній системі //Журнал фізики та інженерії поверхні. – 2017. – Т. 2. – №. 1. – с. 44-48.
12. Yuldashev K. T., Akhmedov S. S., Ibrohimov J. M. Damping cell from gallium arsenide with plasma contacts in an extreme gas discharge cell //Journal of Tashkent Institute of Railway Engineers. – 2020. – Т. 16. – №. 1. – с. 36-41.
13. Yuldashev H. T., Mirzaev S. Z. Investigation of background radiation and the possibility of its limitation in a semiconductor ionization system //Academicia: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2021. – Т. 11. – №. 4. – с. 1364-1369.
14. Ibrokhimov J. M. Application of the solar combined systems consisting of the field of flat and parabolocylindrical collecting channels for hot water supply of the industrial factories //Academicia: An international multidisciplinary research journal. – 2020. – Т. 10. – №. 12. – с. 1293-1296.
15. Ibrokhimov J. M. Features of methods of optimising calculation of parameters the combined solar power installations //Academicia: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2021. – Т. 11. – №. 5. – с. 1043-1047.
16. Alikhonov E. J. et al. Determination of linear density of cotton ribbons by photoelectric method //Science and Education. – 2021. – Т. 2. – №. 11. – с. 461-467.
17. Xabibulloogli E. A., Abdukarimovna M. U. Assesment of metrological reliability of measurements using the method of producing functions //Academicia: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2021. – Т. 11. – №. 8. – с. 520-528.
18. Шаймардонович Ж. Ҳ. и др. Сиғим электродли дон ва дон маҳсулотларини намлигини ўлчаш ўзгарткичининг умумий ўлчаш хатолигини ҳисоблаш усули //Science and Education. – 2020. – Т. 1. – №. 6.
19. Боймирзаев А. Р. Особенности свечения разряда в полупроводниковом газоразрядном преобразователе ИК-изображения //Евразийский союз ученых. – 2019. – №. 10-5. – с. 19-20.
20. Мамасадиков Ю. М. Оптоэлектронный двухволновый метод для дистанционного газового анализа //Современные технологии в нефтегазовом деле-2018. – 2018. – с. 158-160.
21. Абдумаликова З. И. Исследование кинетика пробоя в газоразрядной ячейке с полупроводниковым электродом //Евразийский союз ученых. – 2019. – №. 10-5. – с. 14-18.
22. Khurshidjon Y. et al. The study of photoelectric and photographic characteristics of semiconductor photographic system ionisation type //Academicia: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2020. – Т. 10. – №. 5. – с. 72-82.
23. Ergashov K. M., Madmarova U. A. Technics of the infra-red drying of farm products //Academicia: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2020. – Т. 10. – №. 11. – с. 1351-1355.
24. Мамасадиков Ю., Aлихонов Э.Ж. Оптоэлектронное устройство для контроля линейной плотности хлопковых лент с функциональной разветкой // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 10(91).
25. Мамасадиков Ю., Мамасадикова З.Ю. Оптоэлектронное устройство для контроля концентрации углеводородов в воздухе на полупроводниковых излучающих диодах // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 10(91).
26. Aлихонов Э.Ж. Определение линейной плотности хлопковые ленты фотоэлектрическим методом // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 11(92).
27. Kizi M. S. H. Разработка системы менеджмента качества на промышленном предприятии development of a quality management system at an industrial enterprise.
28. Turgunov B. M. et al. Principles of assessment and management of quality systems in industrial enterprises //Точная наука. – 2019. – №. 44. – с. 5-14.
29. Obidov J. G., Alixonov E. J. Organization of the education process based on a credit system, advantages and prospects //Academicia: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2021. – Т. 11. – №. 4. – с. 1149-1155.