Μελετη,σχεδιαση Και Κατασκευη Μικρου Υδροηλεκτρικου Συστηματος Με Υδρογεννητρια 350w Για Αγροτικες Εφαρμογες Χαμηλου Κοστους

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη, σχεδίαση και κατασκευή ενός πολύ μικρού υδροηλεκτρικού συστήματος 350W με σύγχρονη γεννήτρια αξονικής ροής μονίμων μαγνητών χωρίς πυρήνα για αγροτικές εφαρμογές χαμηλού κόστους και σύνδεση σε μικροδίκτυο. Γίνεται μία εισαγωγή στην έννοια της ενδιάμεσης τεχνολογίας και στα υδροηλεκτρικά συστήματα παραγωγής ενέργειας. Παρουσιάζονται οι κατηγορίες στις οποίες αυτά διακρίνονται, η βασική δομή των micro-υδροηλεκτρικών συστημάτων, τα χαρακτηριστικά τους και τα βασικά στάδια του τεχνοοικονομικού σχεδιασμό τους.Μελετώνται χωριστά τα επιμέρους τμήματα ενός micro-υδροηλεκτρικού συστήματος, ο σχεδιασμός και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους. Παρουσιάζονται τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα είδη υδροστροβίλων, τα χαρακτηριστικά τους, ο τρόπος διαστασιολόγησης και ελέγχου τους, καθώς και τα διάφορα συστήματα μετάδοσης της κίνησης από τον στρόβιλο στη γεννήτρια.Γίνεται αναφορά στις γεννήτριες που χρησιμοποιούνται συχνότερα στα υδροηλεκτρικά συστήματα, τα βασικά δομικά και λειτουργικά τους χαρακτηριστικά και τους πιο απλούς τρόπους ελέγχου τους. Ακόμα, γίνεται μία συνοπτική αναφορά στον διακοπτικό εξοπλισμό και τον εξοπλισμό προστασίας ενός micro-υδροηλεκτρικού σταθμού.Διακρίνονται τρεις κατηγορίες σύνδεσης ενός micro-υδροηλεκτρικού συστήματος σε αυτόνομο ή διασυνδεδεμένο δίκτυο, με ac ή dc σύστημα και παρουσιάζονται οι διάφοροι τρόποι υλοποίησής τους ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη γεννήτρια.Γίνεται μία προσπάθεια μετά από βιβλιογραφική έρευνα για τον καθορισμό κριτηρίων με βάση τα οποία να μπορεί να γίνει η επιλογή του καταλληλότερου εξοπλισμού, δηλ., σωλήνων, υδροστροβίλου, γεννήτριας, αλλά και τρόπου σύνδεσης ανάλογα με τις συνθήκες στον τόπο εγκατάστασης του micro-υδροηλεκτρικού συστήματος και τις απαιτήσεις των χρηστών.Το pico-υδροηλεκτρικό σύστημα της παρούσας εργασίας σχεδιάζεται με στόχο τη λειτουργία του στα πλαίσια ενός μικροδικτύου. Έτσι, γίνεται μία μελέτη για τη δυνατότητα τροφοδότησης μίας μικρής κλινικής σε κάποια αναπτυσσόμενη χώρα από ένα αυτόνομο μικροδίκτυο που θα περιλαμβάνει το υδροηλεκτρικό, φωτοβολταϊκά, μπαταρίες και κάποιο ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος.Ο υδροστρόβιλος και η γεννήτρια σχεδιάζονται, η γεννήτρια κατασκευάζεται και αφού γίνει η συναρμολόγηση του συστήματος διεξάγονται δοκιμές για να αξιολογηθεί η λειτουργία της γεννήτριας μόνη της αλλά και στα πλαίσια του υδροηλεκτρικού συστήματος, να διαπιστωθούν τυχόν παραλείψεις και να διατυπωθούν συμπεράσματα και βελτιωτικές προτάσεις.