小型家用發電機裝置設計

摘 要:為了解決能源問題，充分利用水資源，將水能轉化成電能的原理，研究利用平時每戶人家都需要用水這個細節，在水從高處到達低處這么一個過程中，水的能量形式有一個轉化的過程，將水重力勢能會轉化成動能然后再將動能轉化成所需要的電能，在這過程中并沒有消耗其他能源和產生污染，被儲存起來的電能將用來提供居民的每日用電，發電過程不但環保而且成本低廉。

關鍵詞:家用發電機 水資源 低碳

中圖分類號:TM315文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0021-01

1 前言

近年來，能源供需形勢不斷惡化已成為制約全球經濟發展的主導問題，而我國對于能源的需求更是日益增長。在消耗型能源供給日趨緊張之時，進一步開發利用好國內水能資源，可以增加能源供給，通過調整能源結構保障國家能源安全，并可有效減排溫室氣體，保護生態環境，從而實現經濟社會的可持續發展。流水發電工程技術具有投資少、見效快的特點。更為重要的是，水能發電技術還將為解決貧困偏遠山區無電人口用電問題，為提高貧困偏遠山區人民生活水平，促進經濟發展作出重要貢獻。所以說，水能發電技術不但將創造出良好的經濟效益，還必將帶來更為深遠的社會效益。

2 家用發電機結構設計

家用發電機原理是通過線圈切割磁感應線發電，通過水從高處到低處，能量從勢能轉化到動能，然后利用水以一定速度沖擊勢能沖擊水車，讓水車轉動起來，帶動在水輪上的閉合線圈，驅動線圈切割磁感應線發電。儲存有電能儲存器可通過變壓器使得電壓達到220V，用于家庭小家電供電。

家用發電裝置結構包括:

1)水輪機裝置(包含:水車、水車支架、軸)水輪機裝置功能:發電裝置的核心部分，其組成有水車、水車支架、軸。水車——安裝了鐵絲，能在水車轉動時切割勻強磁場發電;水車支架——將水車架在支架上，使水車能在水的沖力下旋轉;軸——連接水車和水車車架。2)通電導線:將各元件連接成回路。3)通電鐵板:產生勻強磁場。4)蓄電池1:切割⑥磁場，儲存發電機發出來的電。5)蓄電池2:給被通電的鐵板通電產生(圖1)。

結構特點:

1)采用切割磁場發電。適應低水頭的水利條件，適用于多種環境條件。2)發電機設計為單相雙繞組異步電容式高速直流發電機，比同功率其它型式發電機的造價低25％左右，重量輕15％左右，便于采用整體式結構;轉軸密封防水是利用膠圈密封相結合兩種措施，靜態密封均以膠墊壓封。3)采用固定水車選裝模式，省去了微型水力發電裝置的機械調速機構，從而明顯減輕機組重量，降低了造價;為解決發電裝置用電負載變化時輸出電壓的穩定性問題，專門應用了電子動負載調節器，配以可自動分級切換的平衡負載與發電裝置配套。

3 家用發電機組參數和特點

技術特點:

1)本微型水力發電裝置是可為山區農戶使用計，以開發利用山區，小溪、塘壩以及灌渠等，低水頭、小流量零星的微小水能資源發電為主;安裝使用與操作方便。2)發電裝置由水輪機，蓄電池和新型自動穩頻穩壓裝置一電子自動負載調節器三個部份組成。整體式結構設計，體積小、重量輕、結構緊湊。3)電子自動負載調節器能有效地解決小型水力發電裝置運行負載電壓難于和無法穩定的技術難題;發電裝置造價低于同性能同容量微小水電裝置。

額定輸出功率:PN=6.6瓦;電壓允許波動范圍:＋10％～－20％;重量:5公斤;外形尺寸:Ф38×89mm。

4 經濟效益及結論

經實踐表明，平均每臺家用發電機組每天發電5度，農戶每天燒飯、照明用電均可保證。按生活用電費用核算，每天受益平均1元，而且除柴草、燈油燃料以及糧食加工開支和為此而花費的大量勞力和時間，經濟效益十分明顯。徹底改變了我們原來很為落后的山區人民的生活條件。經核算表明，每瓦的功率的造價為0.40元，在近似同功率、同性能的機組中在目前是最低的。

本文受浙江省大學生科技創新活動計劃“家用水能發電裝置”(新苗人才計劃2011R415012)資助。

參考文獻

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