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评估微水力发电站的可行性

马特·戴迪,巴德学院物理学教授,物理项目主任

评估微水力发电站的可行性

为了使微水力装置可行,必须满足一定的水流条件.

水力发电站的发电量取决于三个因素:

功率=(头) × (流量) × (系统效率) .

head 水从进入微水力发电系统到退出微水力发电系统所经过的垂直落差是多少.  例如, 这可能是安装该装置的大坝的高度, 或水轮机的水输入和输出之间的高程差.

可用流量 从流的总流量开始, 但将受到外围足彩APP推荐或法律条件的限制,限制从河流中分流多少水,以及受水流季节性变化的影响.

系统效率 表示发电系统中由于水流摩擦等因素造成的损失, 涡轮, 或发电机.  

计算流场的可能能量是物理学的一个直接应用, 并且是详细的 一个站点的最大水力 页面.  在不考虑系统效率的情况下,以下是一些产生5kw功率的组合:

Head & 流量组合产出5kW
一个 两个 三个 四个 五个 六个
(米)

0.5

1.0 2.0 5.0

10.0

流(米3/s)

1.02

0.51 0.26 0.10

0.05

 

然而,微水力发电系统并没有100%的效率.  的 water loses energy running through the pipes; the interaction with the 涡轮 blades loses more energy; the generator connected to the 涡轮 does not convert all of the energy into electricity.  这类系统的整体效率 一般接近50%, 这意味着上面表格中的头数和流量数都将产生2.5千瓦电能.

因为溪水的流量在一年中变化很大, 应对所有季节的可能发电量作出良好的估计,以便对该地点的经济可行性作出现实的评估.  的 全国水利信息系统 有没有一种资源可以帮助大坝所有者了解其坝址水流的季节性和年度变化.

不同类型的微水轮机更适合各种流量和水头条件.  粗略而言, 冲激式涡轮机需要一个高的头来给水射流高速度, 低水头的情况更适合反应涡轮机.  文中对汽轮机的选择作了较为详细的讨论 类型的涡轮机 帖子.

从能源使用

试图理清有关能源的数字是非常令人困惑的, 让十大外围足彩网站app把它放到一个更容易理解的尺度上,一个家.  一般的你.S. 家庭消费11,一年的电力消耗为000千瓦时, 而且使用的速度在一天和一年的时间内都有所不同.  因为一年有8760个小时, 一个微型水电站平均只需要产生1.平均为一个家庭提供3千瓦的电力.

可以与太阳能作一个有益的比较.  在阳光充足的情况下,一个单独的屋顶太阳能电池板可以产生大约300瓦的电力, 所以屋顶上的20个面板阵列最多可以产生6千瓦的电力.  但是太阳并不总是最大限度地照射在太阳能电池板上(或者根本没有照射), 因此,考虑到每天和季节的变化,太阳能板的有效日照时间就相当于每天有4到5小时的充足日照时间.  这意味着有效平均发电量为1.一年中消耗1千瓦,比家庭消耗少一点.

在这种规模下,微水力发电可能是一种合理的能源.


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