小水力發電

    目前全世界最小型的水力發電機.( 200W )

    適山澗,山坡排水溝等地區。

    國小安裝另有優待。

    (另有12kW 及18kW )

                    

    繪 圖 : 查 丁 壬

     

低水頭式的 :

小 水 力 發 電 機 使 用 說 明 書:

PowerPal 這個廠牌的低水頭水力發電機有 200W, 500W, 1000W 等三種機型.
安全提示:
電力設備改進我們的生活,但也可能因為沒做好下列預防措施而造成危險:
1.絕對不讓電力設備接觸潮濕;當心觸電.
2.發電機運轉時切勿切斷電線或打開機具維修.在維修前須先切斷主電源.
3.警告兒童電力設備的危險性,不讓他們玩電器的接頭.
4.不要用手指觸碰旋轉中的螺旋葉片,若被垃圾卡住時,在清除之前需先將發電機移開河道.
5.若有任何安全問題,請與您的供應商聯絡.

操作注意:
PowerPal 水力發電機在設計上,為一操作維護容易的機種,但以下的操作注意事項,可確保PowerPal水力發電機的長期使用.
1.本說明書的每個模式中,在水流速較高的情況下,Powerpal發電機可以提供比流速更高的電力輸出,這 是額外的好處,但也有上限.若本說明書所列的最大電力負載超過PowerPal水力發電機.那麼它的銅線 圈可能導致無法修護的損壞,必須全部換掉.參閱(見規格表)部分.
2.別忘了潤滑承載的部位,缺乏潤滑將使承載部位過度磨損而縮短使用壽命.一直確定電壓ˋ插孔的電 壓是110V還是220V,否則其他的照明或電器將減損使用壽命.
3.發電機轉輪轉速過低時將產生低頻,將會妨礙像電視的電器用品正常運作,並且傷及電動馬達. PowerPal水力發電機設計在運轉速度過低時自動停止運轉,轉輪的摩擦力大到讓它停止運轉.這個內建 的設計可防止低頻的問題.發電機轉輪轉速過高時將產生高頻,這可能是水流速度快或是使用負載小的 關係,可以調整水流閘門或是打開其他的電器以增加負載.高頻一般不會傷害機具或是影響電視機畫質 .燈炮不受頻率影響,是受電壓影響.

PowerPal的組件
在PowerPal箱子中包括:
1.發電機-渦輪組件一組.
2.電力負載控制器一組.
3.備用低承載和保險絲一組.
4.保證書一張.
5.說明書一本.
PowerPal水力發電機包括兩個最主要的組件---一個水力發電機和一個電力負載控制器.其他的組件也 是必須的,但是可以在當地製造,入水引道可用錫ˋ木材ˋ玻璃ˋ纖維或是水泥製作,出水管通常用FRP 製作.經銷商可提供您意見.
因此,其他不在PowerPal箱子中但任需要的零組件:
1.入水引道一個.
2.出水管.
3.由發電機到住屋的電線.參閱(規格表)部份以確定電線的尺寸.
4.家用電線.
以上這些可在經銷商或電子材料行買到.

系統圖說
以下介紹如何將非電力部分組件組裝起來:
A.交流發電機.
B.渦輪機.
C.入水引道.
D.出水管.
E.瀑布水壩壩牆切流設施.
F.水道.
不同的測量表示正確建構和安裝系統的方法,後面的圖示(引道-平面圖)表示精確的內部測量以建構入水引道.
以200瓦而言,入水引道的水流截斷面積約要: 40 x 40公分.
選擇地點
PowerPal可適用於許多地點,最重要的是要有充分的水流,水流是在任何瞬間流過渦輪的量,以公升每秒來測 量.其次最重要的是落差,下面的表格表示出水流速度和每一型發電機可達到輸出電力的落差.

測量水流
水流可大約由水流速度來計算,速度由入水引道的截面積可以粗略估計,每一型發電機所需要最小流速如下:
200W:0.54公尺/ 每秒.
500W:0.50公尺/ 每秒.
1000W:0.41公尺/ 每秒.
大約每秒鐘流半公尺,或是每十秒鐘五公尺.放一片葉子在水流上,看它流多遠.注意這方法僅供參考,若在大型 的機具系統上,必須有足夠的水流測量.

測量落差
落差就是入水面和出水面的高度差,已在系統圖上表示.
所有型號的PowerPal水力發電機落差都是1.5公尺.若不足則輸出的電力也將減少,太高則輸出的電力將升 高,當然我們會想提高輸出,但是落差太大時渦輪將旋轉太快而導致承載器壽命減損,盡量保持落差在1.4到 1.6公尺之間.
*請勿嘗試超出預設的落差高度. 要達到需要的水流和落差,必須調整流量.

地點設置
以下三種基本狀況適合建構PowerPal水力發電機.
1. 瀑 布
這是最簡單的,如果你的房子靠近一座約高1.5公尺的小瀑布,那你就可以用來做發電平台,也許需要一點小修 改水道. 雖然最簡單,但是也最容易受水流量改變而影響,暴雨或乾旱時就要調整.
2. 水 壩
如果水流平坦,你得建個水壩.可以用泥土和石塊ˋ泥土和竹子(或其他木材)或甚至用水泥.壩牆須高1.75公尺 以合於落差.若有個低於1.5公尺公尺的小瀑布也適合作為水壩的設置.若完成水壩後,水流速度過快,則可以在 壩體上切個小分流,以減低渦輪機的水流. 水壩有優點也有缺點.若水壩建立於村落,也可以作為魚池或洗衣池.水壩也可以建立一排的發電機,以供應多 個家庭電力使用,多個家庭合建水壩發電機也可以節省成本.水壩若有足夠的分流道,就比較不受洪水影響,所 以PowerPal在雨季任能有效的運作,在此水流也比瀑布型的較為不受影響.缺點是洪水可能造成湖泊,可能淹沒 一些陸地,切開的分流越大,湖泊越小.
3. 分 流
這是水壩的修改型,優點是可以很簡單的建構適合於控制水流的角度。它用砂石建成適合的分到水流,沿著河道旁挖個溝渠,由上游開始 到入水口,讓溝渠伸長到溝渠水流面與河道的落差達到1.5公尺,然後挖開溝渠讓水流入,直到盡頭流回河道。需要一些整修以調節流速, 可以將溝渠傾斜向水面,或在溝底舖上一層平滑的物質,例如塑膠防水布,以減低摩擦力。比水壩還簡單,最適合小村落或獨棟房子, 不受最糟糕的洪水影響。
系統建立
確定地點並完成地面工作之後,就可以建構PowerPal水力發電機了。
1. 接好入水引道(A)和出水管(B),在銜接點塞入橡膠封條(C),將引道和管子栓緊,注意接點必須氣密(不漏氣)。
2. 將引道-管出水組合放在河道上,但讓管子的盡頭沉在水面下,但不要接觸到河床,大約流20公分(參閱系統圖),引道的座必須水平, 完成此步驟後會看到水流入管中再由管底流出。
3. 如果有必要的話,將欄砂濾網放在引道盡頭,但不是水流閘道。
4. 將渦輪機放進管子中(如圖),應該能剛好,讓PowerPal垂直但不搖晃。並且應該能聽到PowerPal馬上開始運轉的聲音和平順的震動, 如果沒有就是有問題,重新檢查一下你是否有照著步驟做。下方的承載部位受水潤滑,所以水應該可以由管子下端的洞鑽下去。
* 不要觸碰螺旋槳葉片。
5. 如果流進入水引道的水流速太快,就必須插入水流閘門以減低水流速度。流速太高也可能是引道水位太高,水位不能高到溢出入 水引道。另一個指標是引道內水的漩渦,水面應該很平滑,沒有漩渦,如果插入水流閘門後,有大的亂流產生,就必須減低這個情況, 利用石頭或樹枝可以修改道內的水流。
6. 將電力負載控制器(ELC)插上PowerPal發電機的插槽。
* 不可使電力接頭潮濕,小心觸電。接電時手須乾燥。
有關電力負載控制器(ELC)水力渦輪機將水力轉換成電力,發電機輸出電壓是負載而定,若無電器負載,輸出電壓可達280伏特道300伏特, 輸出的電壓隨增加電力負載而減少,「電力負載控制器」可穩壓,家中電器因此可以安全使用。
7. 確定電力負載控制器上白色指示盤和紅色開關都在的位置,旋轉白色指示燈以調整輸出電壓,直到電表讀數到220伏特(A),然後將 紅色開關轉到(B)。接一個燈泡或小型電器在控制器上來測試(C),這個電器現在應該可以正常運作,就可以拔掉它。
* 不要直接將電器接到發電機上,要接到控制器。電壓不對可能會燒掉電器。
8. 200W和500W請用3.75安培的電纜線(0.75sq.mm/Amp),這種線比較厚比較好;1000W型用5安培的線(1.0sq.mm/Amp)。將電源插頭 插上PowerPal發電機的插座上,將電力負載控制器吊在房子裡乾燥的地方,連接電線的插座,再重複上面安裝的步驟。現在房子裡的 電器用品就可以使用了。電壓顯示維持在220伏特,只有在水流速度改變的時候才要檢查調節電壓,大雨會增加水流速,長期的乾旱會 減少,時常檢查電表上的電壓讀數,有必要就調整。
注意與維護
常常注意發電機就能延長使用壽命,以下的內容十分重要。
如果水流導致發電機組內部潮濕,拔掉護套,把發電機曬乾,機器不會有損壞。但是要檢查承載器的上部有無潮濕,如果是,將發電機 倒轉讓內部組件的水流乾,不要用火烤,渦輪機的接合部位會因過熱受損,發電機內部在一般熱帶地區凝固,並不會影響運作。 只有一樣工作必須定期完成,就是潤滑上部的承載組件。
潤滑承載部
發電機有三個承載部位,兩個在發電機下方的轉軸頂端,一個在轉軸底端,即渦輪機上方,上方的承載組件由兩個相隔5公分的鋼珠組成, 均已在出廠前就潤滑過,每三個月需要在潤滑,2立方公分的潤滑油即可,下方的承載組件是由多氨基化合物製成,以水潤滑不用上油。
* 沒有按時上油會縮短使用壽命而很快就需要更換,增加的摩擦力也會減低電力輸出。上油前先讓發電機乾燥。
要在上承載組件上油,先把發電機斷線並移開水道,垂直放立在地上,然後尋以下步驟:
1. 拔掉護套
2. 放根鐵條停止螺旋槳運轉
3. 順時針旋轉鬆開渦輪機頂端中央的螺絲帽
4. 將渦輪機頂端的洞用2×M8的螺絲鎖上,將渦輪機拔出 。
5. 拔出軸上的金屬環(管)
6. 最上方的承載組件已經可以看到,可以上油,在承載器上方上一圈油。再度運轉時,熱會將油四散開來。沒有油槍可以用 螺絲起子或其他工具上油。
當重組發電機時,確定所有的零件都正確的裝上,螺絲都鎖好。

*** 其他有關小水力安裝維修問題請洽: 強而科技開發有限公司 (台灣首先引進小型低水頭水力發電機廠商)


*** 另外一種高壓管式小型水力發電機如下 : 發電量從 200W ~600W ~1000W
    

* 壓力管式小型水力發電機的工作原理 : 將一條管徑3 ~2英吋(上口徑大 ,下口徑小)的導水管,從10公尺的高處,接至水力發電機底部,利用管徑內的落水壓力,斜向衝擊,利用噴水口沖擊推動渦輪葉片,帶動發電機 .
    

其工作環境條件為 :
水頭高度 : 10 ~12公尺.
耐高壓的管徑 : 2 ~3英吋以上.
流量 : 每秒 0.008立方公尺 /. (單一噴水口) . 此為一種較為節省水量的發電方式.(因為縮小噴水口)


其 他 水 力 發 電


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