Để sử dụng các tổ máy TĐSN một cách hiệu quả nhất, cần phải đánh giá một cách chính xác nguồn n−ớc cung cấp cho tổ máy. Do các tổ máy TĐSN có quy mô sử dụng cho các hộ gia đình nên chúng tôi đ−a ra ph−ơng pháp đơn giản nhất để tự các hộ gia đình có thể xác định đ−ợc loại tổ máy có thể dùng cho chính mình.
6.1.1. Ph−ơng pháp xác định cột n−ớc.
Cột n−ớc để tổ máy hoạt động chính là chênh lệch n−ớc từ điểm đầu của đ−ờng ống(nếu có bể thu n−ớc tại đầu đ−ờng ống thì tính từ mức mặt n−ớc của bể) đến vị trí cuối cùng của đ−ờng ống(tại vị trí đ−ờng ống nối vào vòi phun của tua bin). Ph−ơng pháp đo chiều cao để xác định cột n−ớc đ−ợc tiến hành nh− hình 31.
Hình 31. Ph−ơng pháp xác định cột n−ớc cho tổ máy TĐSN
Trong tr−ờng hợp có đồng hồ đo áp thì việc xác định đơn giản hơn, dùng một dây dẫn nhỏ, dẫn n−ớc từ phía trên xuống vị trí lắp máy và nối với đồng hồ. Đơn vị trên đồng hồ có thể là mét cột n−ớc(mH2O), kg/cm2hoặc bar. Mỗi đơn vị mH2O t−ơng đ−ơng bằng 1 mét chiều cao cột n−ớc và mỗi đơn vị kg/cm2 hoặc bar xác định bằng 10 mét chiều cao cột n−ớc.
Sau khi xác định đ−ợc chiều cao cột n−ớc , có thể sơ bộ chọn loại tổ máy theo cột n−ớc (kết hợp với l−u l−ợng có thể có) nh− sau:
H = 10 ữ 16 m chọn tổ máy TN200 - 10/1x18 hoặc TN500 - 10/1x26 H = 17 ữ 22 chọn tổ máy TN500 - 10/1x18 hoặc TN1000 - 10/1x26
Chú ý: Nếu đ−ờng ống áp lực (dẫn n−ớc từ nguồn về tổ máy) quá dài (>100m) thì mỗi 100m chiều dài phải trừ đi 0,5m cột n−ớc đo đ−ợc.
6.1.2. Xác định l−u l−ợng của nguồn n−ớc.
L−u l−ợng của nguồn n−ớc tính bằng đơn vị l/s(số lít n−ớc chảy qua đ−ờng ống trong một giây). Thông số này cùng với cột n−ớc quyết định công suất có thể phát ra đ−ợc của tổ máy. Ph−ơng pháp xác định l−u l−ợng nh− hình 32.
Hình 32. Ph−ơng pháp đo l−u l−ợng nguồn n−ớc
Dùng một ống dẫn n−ớc từ nguồn n−ớc (đoạn ống ngắn 1 ữ 2m, tốt nhất là đoạn ống có đ−ờng kính bằng đ−ờng kính ống áp lực để dẫn n−ớc khi lắp máy) đến một thùng chứa khoảng 100 ữ 200lít n−ớc. Dùng đồng hồ bấm giây để xác định thời gian bắt đầu h−ớng n−ớc tới khi đầy thùng. L−u l−ợng của nguồn n−ớc xác định theo công thức: t V Q= (6.1) Trong đó:
V: Thể tích của thùng đong (l)
t : Thời gian bắt đầu đo đến lúc đầy thùng.
Để tăng độ chính xác của phép đo, tiến hành càng nhiều lần càng tốt sau đó lấy giảtị trung bình của các lần đo.
Cần chú ý rằng, l−u l−ợng của nguồn n−ớc phải đo trong mùa khô (kiệt) để đảm bảo rằng để đảm bảo rằng tổ máy thủy điện có thể cung cấp điện trong suốt cả năm.
Khi đã xác định đ−ợc l−u l−ợng nguồn n−ớc thì kết hợp với cột n−ớc đo đ−ợc để chọn đ−ợc chính xác loại tổ máy phát điện.
6.1.3. Chọn vị trí lắp đặt máy.
Vị trí đặt máy đảm bảo một số yêu cầu sau:
- Đảm bảo an toàn cho ng−ời, súc vật. Cần có rào bảo vệ tránh cho trẻ nhỏ và động vật vào khu đặt máy.
- Tùy theo địa hình mà đặt máy sao cho có lợi nhất về mặt kinh tế: đ−ờng ống dẫn n−ớc ngắn nhất, đ−ờng dây dẫn điện từ tổ máy về nơi tiêu thụ ngắn nhất. Tham khảo trên hình 33.
Hình 33. Các cách dẫn n−ớc về tổ máy
- Vị trí đặt máy cũng cần đảm bảo sao cho khi có n−ớc lũ hoặc m−a lớn bất th−ờng không làm ngập tổ máy gây hỏng thiết bị.
6.2. Công trình trạm tổ máy TĐSN.
Sơ đồ tổng thể các bộ phận của một trạm thủy điện siêu nhỏ sử dụng TBTN nh− hình 34.
6.2.1. Bể áp lực.
Bể áp lực là bộ phận thu nguồn n−ớc từ sông suối để cấp cho tổ máy hoạt động qua đ−ờng ống áp lực. Đối với các trạm thủy điện siêu nhỏ hộ gia đình cột n−ớc cao thì có thể không cần bể áp lực mà lấy n−ớc trực tiếp từ thân t−ờng(đập)ngăn dòng trên sông suối. Trong tr−ờng hợp đó, đầu đ−ờng ống phải có bộ phận chắn rác và đất cát không cho chảy vào đ−ờng ống.
Tuy nhiên, tốt nhất là xây dựng đ−ợc một bể áp lực nh− hình 5.4. Các kích th−ớc tối thiểu của bể đ−ợc ghi trên bản vẽ và bề rộng của bể ≥ 0,5m. N−ớc tr−ớc khi vào bể đ−ợc lọc rác qua l−ới chắn rác có các nan lọc, khe hở giữa các nan chắn từ 0,5 ữ 1cm. Trên đỉnh bể đ−ợc đậy nắp để đảm bảo không có các vật rắn rơi vào trong bể gây hại cho tổ máy.
ủy điện cực n h ỏ cột n − ớc c a o Đề tài KC07 - 04 58
6.2.2. Đ−ờng ống áp lực.
Đ−ờng ống áp lực có nhiệm vụ dẫn n−ớc từ bể áp lực cung cấp cho tổ máy hoạt động. Với các tổ máy thủy điện siêu nhỏ do cột n−ớc không lớn nên có thể sử dụng ống PVC hoặc ống kim loại. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi lắp đạt đ−ờng ống áp lực cần chú ý những điểm đã trình bày ở mục 6.1.3 và phải cần giảm tối thiểu các góc ngoặt trên đ−ờng ống để tránh các tổn thất thủy lực làm giảm khả năng phát điện của tổ máy.
Dọc theo đ−ờng ống áp lực tốt nhất nên có các mố néo để giữ cho đ−ờng ống đ−ợc vững chắc trong suốt thời gian sử dụng.
Kích th−ớc của đ−ờng ống phụ thuộc vào các tổ máy, đ−ờng kính tối thiểu của các tổ máy cụ thể nh− sau:
- Tổ máy TN200 - 10/1x2,6: D0 = 80mm - Tổ máy TN200 - 10/1x1,8: D0 = 60mm - Tổ máy TN500 - 10/1x2,6: D0 = 80mm - Tổ máy TN500 - 10/1x1,8: D0 = 60mm - Tổ máy TN1000 - 10/1x2,6: D0 = 80mm
Đ−ờng kính ống áp lực cũng còn phụ thuộc vào chiều dài. Khi chiều dài dẫn n−ớc lớn cần phải tăng đ−ờng kính ống.