Гидроэлектростанция своими руками: как соорудить автономную мини-ГЭС


Если вы решили собственноручно изготовить водяную мельницу, вам понадобится подобрать материалы и подходящее место для установки декоративного сооружения. Кроме того, чтобы водяная декоративная мельница могла работать, нужно обеспечить искусственную циркуляцию воды, то есть установить устройство, которое будет передавать поток из водоема на лопасти, приводя их в движение. Нужно поэтапно разобрать все этапы изготовления конструкции мельницы от выбора стиля, сооружения модели и составления схемы до сборки домика и устройства лопастей.

Принцип работы мельницы очень прост: вода может течь на лопасти сверху, через желоб, или подаваться снизу. Общий принцип — в использовании течения воды. Декоративная гидромельница в старинном стиле украсит участок сада, а звук перегоняемой лопастями воды будет расслаблять и успокаивать.

Чтобы водяная декоративная мельница приносила пользу после изготовления, а не только украсила участок и расслабляла, к ней можно подключить небольшой генератор. Работать генератор будет только если на участке есть ручей, течение которого вращает колесо мельницы, а в противном случае генератор будет бесполезен. Разместить генератор можно в декоративном деревянном домике.

Материалы и инструменты

В качестве материала для постройки мельницы своими руками можно выбрать дерево, кирпич, пластик или их комбинацию. Наиболее популярным вариантом является использование деревянных брусков для сооружения каркаса и листов фанеры для обшивки мельницы. Дополнительно для постройки и крепления понадобятся:

  1. Саморезы для работы по дереву для крепления деталей;
  2. Одна крупная шпилька, ось колеса;
  3. Труба для желоба;
  4. Пропитка для дерева.

Объем необходимых для постройки материалов определяется размерами конструкции. Для расчета сметы желательно выполнить чертеж, отразить в нем схему модели будущей мельницы.

Иногда для сооружения мельницы используют кирпич. Домик для мельницы из него будет тяжелее и дороже, а кроме того, для установки на дачном участке водяной декоративной мельницы понадобится прочное основание и опора.

Подбираем стилевое соответствие

В качестве элемента декора водяная мельница способна украсить сад в любом стиле. Когда-то это сооружение стало частью не только европейской культуры, но и российской. Она ассоциируется с ароматом свежеиспеченного хлеба, домашним уютом и сказкой, поэтому является отличной находкой для тех, кто ищет колоритную деталь ландшафтного дизайна.

Мельница является символом уюта и достатка: там, где она есть, не может быть неприятностей и неожиданностей, там всегда пахнет свежим хлебом и парным молоком

В зависимости от решений, которые мы выбираем в процессе устройства водяной мельницы, она может выглядеть сказочно в русском духе, иметь средневековый готический вид или обрести футуристические черты.

Эту особенность сооружения нужно учитывать и заранее подумать, как водяную мельницу сделать такой, чтобы она отвечала общей идее ландшафтного дизайна.

Водяная мельница должна гармонично вписываться в общий стиль участка и соответствовать его ландшафтному дизайну в полной мере

Массивная мельница из дерева будет диссонировать с изящными фонтанами и ажурными мостиками в стиле классицизма. А сказочная беседка в русском стиле просто зрительно задавит аккуратную японскую мельничку. Подумаем о том, как можно обыграть это сооружение для разных стилевых решений.

Кантри или деревенский стиль

Типичными элементами стиля кантри можно считать деревянные скамейки и беседки, плетень, мостики из бревен и домики для ребятни, тоже сделанные из дерева. Отлично поддержать стилевое единство сможет мельница в том же духе, снабженная деревянным колесом.

Подробнее об оформлении сада в стиле кантри, можно узнать из материала:

Мельница в стиле кантри отлично гармонирует своим специально состаренным колесом с другими деталями дизайна: например, забором или скамейкой

Колорит старинной усадьбы в русском стиле подчеркнут деревянные скульптуры, тележка-клумба и бревенчатый сруб колодца. Растения «в тему» дополнят картину, поэтому позаботьтесь о камышах и примулах, подсолнухах и ромашках. Искусственно состаренное колесо сооружения дополнит картину патриархального деревенского быта.

Свежие записи

Сиреневые многолетники, которые красивы, компактны и не вытесняют другие растения Почему при покупке саженцев не стоит верить продавцам на слово и как по 3 признакам самим определить возраст растения Рассада помидоров стала фиолетовой или белесой: почему изменился цвет и как спасти растения

Благородный японский стиль

Основная идея японского дизайна – ничего лишнего в поле зрения быть не должно. Только камни, вода и растения, которыми так приятно любоваться. Мельничное колесо может стать дополнением к каменному замку с бойницами и башнями. Скамейки из камня дадут возможность отдохнуть, глядя на воду и мерное вращение колеса.

Японская мельница отлично гармонирует с заданным стилем, при котором взор не должен цепляться за лишние ненужные детали

Общая атмосфера покоя будет полностью соответствовать канонам японской философии, в которой мелодия ручья считается прекраснее звуков музыкальных инструментов. Успешно дополнить общее ощущение смогут аризема, карликовый японский клен, низкорослая сакура и чудесная японская айва.

Сад камней стал неотъемлемой частью японского стиля. О правилах его создания читайте:

Символика голландского сада

Если в других случаях водяная мельница служит своеобразной изюминкой, то при создании сада в голландском стиле она может стать основным элементом ландшафтного дизайна, вокруг которого будут разворачиваться композиции из садовых роз, нарциссов и тюльпанов.

Мельница в голландском стиле отличается колоритностью и лаконичностью одновременно: нарциссы, тюльпаны и розы чудесно дополнят общую картину

Если декоративное сооружение представляет собой миниатюру, своеобразный макет действующей водяной мельницы, она может быть выполнена в виде фахверкового домика, характерного для Голландии и Германии. Садовые гномы, водяные или изящный флюгер – отличное дополнение, подчеркивающее стилевую принадлежность сооружения.

Создание искусственного потока

Основная движущая сила водяной мельницы — водяной поток:

  1. Чтобы создать течение, необходимо установить на дачном участке насос, который будет по шлангам и трубкам перегонять воду от водоема к желобу декоративной мельницы;
  2. При наличии на участке водоема с движущейся водой следует установить мельницу так, чтобы ее колесо погружалось в воду на 1/3 диаметра. Вода водоема будет вращать колесо по кругу без дополнительных усилий.

Еще один вариант устройства водяного потока заключается в работе колеса от водяного напора из водосточного желоба. Недостатком такого решения является невозможность обеспечить беспрерывную работу мельницы, самостоятельное движение колеса которой будет происходить только во время дождя или таяния снега в саду. При отсутствии дождя воду для вращения придется перегонять из водоема.

Условия для установки гидроэлектростанции

Несмотря на заманчивую дешевизну энергии, вырабатываемую гидрогенератором, важно учесть особенности водного источника, ресурсы которого вы планируете задействовать для собственных нужд.

Ведь далеко не каждый водоток подойдет для эксплуатации мини-ГЭС, тем более круглогодичной, поэтому не помешает иметь в резерве возможность подключения к централизованной магистрали.

Несколько «за» и «против»

Основные плюсы индивидуальной гидроэлектростанции очевидны: недорогое оборудование, которое вырабатывает дешевое электричество, да еще и природе не вредит (в отличие от плотин, перекрывающих ток реки). Хотя абсолютно безопасной систему назвать нельзя – все-таки вращающиеся элементы турбин могут нанести травмы жителям подводного мира и даже людям.


Чтобы предупредить несчастные случаи, гидростанцию нужно оградить, а если система полностью скрыта водой – установить на берегу предупреждающий знак

Преимущества мини-ГЭС:

  1. В отличие от других «бесплатных» энергоисточников (солнечных батарей, ветрогенераторов), гидросистемы могут работать вне зависимости от времени суток и погоды. Единственное, что может им помешать – замерзание водоема.
  2. Для установки гидрогенератора необязательно наличие большой реки – те же водяные колеса с успехом можно использовать даже в мелких (но быстрых!) ручьях.
  3. Установки не выделяют вредных веществ, не загрязняют воду и работают практически бесшумно.
  4. Для монтажа мини-ГЭС мощностью до 100 кВт не нужно оформлять разрешительную документацию (хотя все зависит от местных властей и типа установки).
  5. Избыток электричества можно продавать в соседние дома.

Что касается недостатков – серьезной помехой для продуктивной эксплуатации оборудования может стать недостаточная сила течения. В этом случае придется возводить вспомогательные сооружения, что сопряжено с дополнительными затратами.

Если потенциальной энергии расположенной рядом реки при приблизительном расчете не хватит на выработку электричества в объеме, достаточном для практического применения, стоит обратить внимание на способы сооружения ветрогенераторов. Ветряк послужит эффективным дополнением.

Измерение силы водного потока

Первое, что нужно сделать, чтобы задуматься о виде и способе монтажа станции, – измерить скорость водного потока на облюбованном источнике.

Самый простой способ – опустить на стремнину любой легкий предмет (например, теннисный мячик, кусок пенопласта или рыбацкий поплавок) и засечь секундомером время, за которое он проплывет расстояние до какого-нибудь ориентира. Стандартная дистанция для «заплыва» — 10 метров.


Если водоем находится далековато от дома, можно построить отводной канал или трубопровод, и заодно и позаботиться о перепадах высоты

Теперь нужно пройденное расстояние в метрах разделить на количество секунд – это и будет скорость течения. Но если полученное значение будет меньше 1 м/сек, потребуется возвести искусственные сооружения, чтобы ускорить поток перепадами высот.

Это реально осуществить с помощью разборной плотины или неширокой сливной трубы. Но без хорошего течения от идеи с гидростанцией придется отказаться.

Этапы изготовления

Создание декоративной водяной мельницы заключается в поэтапном строительстве всех ее основных элементов, из сборки и установки на выбранное место на участке.

Колесо

Конструкция водяного колеса представляет собой два параллельных обода или круглых диска из фанеры, между которыми устанавливаются широкие лопасти из алюминиевого профиля или пластика. В центре колеса для мельницы высверливается отверстие под шпильку, которая станет опорой и осью вращения.

Для создания долговечного соединения можно оборудовать ось подшипниками качения.

Домик

Самое важно для дизайна — сооружение каркаса деревянного домика. В качестве основания гидромельницы можно использовать бетонный фундамент, заливка которого производится в выкопанную траншею с деревянной опалубкой. Более простой вариант — покрытая тротуарной плиткой ровная площадка сада рядом с водоемом.

Для устройства крыши постройки можно использовать рубероид, профлист или черепицу. Отличным вариантом будет использование черепицы в таком же стиле как та, что использовалась при строительстве дачного дома и прочих построек. Черепицу закрепляем надежно, а украсить крышу можно коньком в старинном стиле.

Пропитка деревянных частей

Для сохранности деревянных элементов, колеса и креплений водяной мельницы, их необходимо покрыть несколькими слоями водозащитной пропитки или яхтного лака. Данную процедуру следует повторять раз в 2-3 года. Такая пропитка не только позволит защитить деревянный домик мельницы от влаги и грибка, но и украсит его.

Покрыть лаком нужно все деревянные детали постройки до начала изготовления. Чтобы глянцевое покрытие не утратило своих декоративных свойств, детали мельницы должны хорошо просохнуть.

Чтобы защитить от коррозии металлические крепления и ось, используйте специальные краски и лаки.

Монтаж

После заливки фундамента мельницы, сборки по чертежу каркаса и колеса, налаживания подачи воды, а также установки и декорирования желоба для ее слива, происходит монтаж основной части мельницы — вращающегося колеса.

Для крепления колеса к основной постройке нужно просверлить отверстие в обшивке, в которое вставляется шпилька, одним концом опирающаяся на опору (желательно с подшипником), а на второй — напрессовывается на подшипник лопастного колеса. После этого на свободном конце шпильки закрепляем гайку и окончательно фиксируем колесо на оси.

Завершающий этап устройства декоративной конструкции своими руками будет включать маскировку всех неприглядных элементов мельницы (шлангов, трубок, насоса), которые перегоняют воду из водоема к лопастям колеса. Маскировка насоса и шлангов выполняется при помощи живых растений, натуральных камней или иных декоративных украшений и устройств.

Когда работа закончена, производится пробный пуск мельницы с проверкой работы колеса, отсутствия утечек воды, а также устойчивости и надежности всей декоративной конструкции.

Принцип работы

Прежде чем перейти к рассмотрению процесса сооружения такой конструкции, следует узнать, как работает водяная мельница. Для ее работы обычно используют воду, подаваемую из водоема — реки, пруда или водохранилища по трубе, через которую она направляется к колесу. В момент обрушения мощного потока воды лопасти колеса начинают вращаться, приводя, в свою очередь, в движение ось мельницы.


Особенностью конструкции полноразмерной мельницы является то, что в ней предусмотрены шлюзовые ворота, которые контролируют прохождение жидкости и предупреждают наводнение. Такой же принцип может быть положен и в основу работы декоративной постройки. Сверху на колесо льется вода из дачного водоема, под силой падающей жидкости лопасти начинают вращаться.

Воду обычно подают при помощи шланга: для этого один конец помещают в пруд, а другой крепят на крыше мельницы. Поддерживать циркуляцию жидкости сможет насос, заставляя ее течь по кругу и приводя в движение колесо.

Изготовление каркаса водяного колеса

Изготовление колеса начинаем с каркаса, который состоит из двух колец (обода) и диагоналей, скрепляющих фрагменты кольца и придающих жесткость всей конструкции.

Кольца изготавливаем из доски 30 х 200 мм. Каждое кольцо состоит из восьми дуг (частей), а на два кольца нам потребуется изготовить шестнадцать таких деталей. Вот чертеж дуги с точными размерами.

Ширина дуги получается 134 мм, такой размер получился в результате минимизирования затрат на стройматериалы, доска шириной 200 мм популярна и вы ее без труда найдете на любом рынке или в магазине. Также можно применить доску другой толщиной, если не будет 30 мм, смело берите толщиной 25 мм, ее прочности вполне хватит и облегчит конструкцию, я просто перестраховывался.

Для изготовления дуг, сделайте точный шаблон из картона или жести, проще вымерить и вычертить один раз на шаблоне, а затем переносить на все заготовки. Для выпиливания дугообразных сторон используйте лобзик. Торцевые стороны должны быть ровными, для плотного прилегания дуг друг к другу, поэтому их отрезайте торцовочной или отрезной дисковой пилой.

После изготовления дуг, выложите их на ровной поверхности, должно получиться кольцо, если стыки плохо совпадают, подгоните их немного, но это не столь важно, самое главное, чтобы кольцо имело правильную круглую форму, а для проверки этого, где бы вы ни промерили диагональ, размер диаметра должен быть один и тот же.

Скрепите их саморезами как показано на эскизе:

Но не перемещайте кольцо, нет жесткости, необходимо изготовить и прикрутить диагонали, сейчас и займемся их изготовлением. Диагонали изготавливаем из бруса 30 х 70 мм. Для двух колец нам понадобится 4 штуки длинных по 2 м и 8 штук коротких по 1 метру (всего 16 м.п.). Длинные изготавливаем, отпиливая до размера 2000 мм, а затем запиливаем в средине для стыковки друг с другом как на чертеже:

Короткие изготавливаем согласно чертежа, 8 шт:

Длинные стыкуем и скручиваем между собой, но подальше от средины, там мы будем потом просверливать отверстие диаметром 30 мм.

Прикладываем сначала длинные диагонали к кольцу так, чтобы диагонали перекрывали стык дуг, и стык дуг был посредине диагонали. Не спешите прикручивать, перепроверьте, что бы все было ровно и симметрично, от этого зависит правильность конструкции. Прикрутите длинные диагонали к кольцу несколькими саморезами, попозже укрепим болтами.

Так же присоединяем короткие диагонали и наживляем их при помощи саморезов.

Затем изготавливаем четыре крепежные пластины, которые усилят конструкцию. Металл применяем не менее 2 мм. Вырезаем болгаркой до нужного размера и высверливаем отверстия для болтов согласно чертежу:

Далее необходимо прикрутить пластины, но для этого опять промериваем все диагонали. Прикладываем пластину, центральное отверстие в пластине должно быть ровно по центру круга, просверливаем отверстия в диагоналях через пластину по одному, чтобы не сбить центровку, прикладываем с другой стороны пластину и скручиваем болтами.

После того как скрутили пластины, просверливаем отверстия для болтов в местах крепления диагоналей с кольцами, по два болта в один конец, как на эскизе:

Далее просверливаем отверстие в средине диагоналей через металлическую пластину диаметром 30 мм.

Все то же самое со вторым кольцом. Все, каркас готов, теперь его можно двигать и перемещать.

Чтобы проверить правильность сборки, оденьте каркас на что-нибудь и крутаните, должно крутиться ровно без больших биений.

Самодельная мельница

К сооружению главной конструкции приступают по завершении обеспечения перепада уровней воды. Конструкция мельницы довольно простая: нужен домик с насосом и колесо, движимое силой воды, переходящей в нижний резервуар из верхнего.

Если есть каскад, можно справиться без домика — хватит одного или нескольких колес. Строение может быть из дерева, кирпича, иного подходящего материала.

Колесо можно сделать так:

  • Из колеса велосипеда.
  • С применением катушки для кабеля.
  • Из круга, выпиленного из сколоченных досок.
  • Из куска трубы с лопастями, прикрепленными к ним.

В любом случае должно быть следующее:

  • Лопасти.
  • В центре колеса труба для монтажа оси, вокруг которой происходит вращение.
  • Части прикрепляются механически.

Делается две опоры, на которые, с помощью подшипников, подвижно крепится ось. Желоб подводится к верху колеса. Если лопасти из дерева, стоит вскрыть их лаком, отталкивающим воду. Металлические лопасти рекомендуется покрасить для защиты от ржавчины. Сооружаются каналы, по которым вода потечет в огород или иное место.

Опоры могут быть выложены из бута или кирпича: разрушающиеся со временем грани лишь придадут конструкции оригинальности. Камень и кирпич сочетается с деревом.

Срок службы деревянных элементов будет большим, если они изготовлены из древесины твердой породы. Металлические части обрабатываются ортофосфорной кислотой: коррозия в этом случае останется поверхностной, а естественное старение добавит виду оригинальности.

Декоративное оформление может выполняться с помощью следующих материалов:

Место, куда бьет струя воды, можно устелить морской галькой. По сторонам от желоба и около домика высаживают декоративные растения. Участок вокруг конструкции может быть вымощен плиткой.

Окончательная отделка

Подобно любой поделке из древесины, мельница должна иметь привлекательный внешний вид и покрытие, обеспечивающее ей долговечность. С этой целью все без исключения деревянные детали пропитывают антисептиком, что защитит древесину от гниения и вредителей, тем самым гарантируя продолжительный срок службы.

Завершающим штрихом станет покраска. Подойдет любая краска по дереву для наружных работ, цвет и оттенок – на усмотрение мастера. Мельницу из красивой древесины можно просто покрыть несколькими слоями лака.

Подготовка участка

Для сооружения постройки первым делом необходимо выбрать подходящее место и подготовить его. Следует расчистить участок и распланировать расположение всех частей водяной мельницы.

Идеальное место для установки водяной мельницы – берег ручья или реки: проточная вода создает постоянную крутящую силу для колеса.

Но так как наша мельница декоративная, то построить её можно на любом садовом участке. Для функционирования колеса достаточно небольшого прудика.

Если водоем уже обустроен, то проблем с установкой постройки быть не должно. Но если вы только собираетесь устраивать пруд, а в нем водяную мельницу, тогда вам пригодятся следующие советы:

  • не следует располагать водоем с мельницей в местах большого скопления деревьев и кустов;
  • место должно быть хорошо проветриваемое;
  • если на участке есть неровные места, то устраивать мельницу лучше на них;
  • следует учитывать, что рядом с водяной мельницей будет повышенная влажность и мокрая почва.

Шпалеры для вьющихся растений украсят ваш дачный участок и разделят его на зоны.

Каковы возможности водяной мельницы?

Дачный участок существует не только, чтобы высаживать на нем разнообразные овощи и фрукты. Его еще используют для отдыха. По этой причине хозяева пытаются украсить территорию, чтобы находиться на ней было максимально приятно. Для этого может послужить водяная мельница. Она будет украшать участок, а вода, которая журчит, будет дарить умиротворение. Такая мельница становится отличным дополнением всей территории дачи.

Но некоторые люди применяют данную конструкцию не только для декора, но и для осуществления некоторых функций. Но для этого должен быть естественный водяной поток. Любой водоем, который есть на участке, будет вырабатывать энергию, которую можно использовать, к примеру, для освещения.

Стоит понимать, что это не мощный источник. Он не способен осветить весь дом. Но небольшие светильники будут светиться с его помощью ночью.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]