Valg av vannkraftturbin og generator: Måling av fallhøyde og vannstrøm

For å avgjøre om en elv er egnet for kraftproduksjon og hvilken størrelse på vannkraftturbin-generator som er passende, er det første steget å måle to nøkkeldata: fallhøyde og vannstrøm. Disse to dataene bestemmer kraftproduksjonskapasiteten og utgjør grunnlaget for valg av vannkraftturbin-generator og prisoppgivelse.

Målingen krever ikke fagutdannede ingeniører; alt som trengs er en mobiltelefon og en spand.

Måling av fallhøyde

Fallhøyde refererer til den vertikale høydeforskjellen mellom inntaket og installasjonsstedet for vannkraftturbin-generatoren. Den måles i meter. Det finnes to typer fallhøyde: bruttofallhøyde og nettofallhøyde.

Bruttohøyde refererer til den vertikale fallhøyden mellom vannivået på innsiden og utsiden, altså den teoretiske totale høydeforskjellen; mens nettohøyde refererer til den faktisk bruksbare fallhøyden for vannkraftturbinen og generatoren. På grunn av friksjonstap som oppstår når vannet strømmer gjennom innløpsrøret (trykkrøret), er nettohøyden alltid litt lavere enn bruttohøyden. Dette er grunnlaget for beregning av faktisk kraftproduksjon.

Det finnes hovedsakelig tre vanlig brukte målemetoder:

Mobiltelefon-APP – Høydemåler

Åpne høydemålingsfunksjonen på mobiltelefonen din (iPhone kan bruke den innebygde «Kompass»-appen; Android-telefoner kan laste ned gratis høydemåler-app). Registrer høyden ved det forhåndsbestemte inntakspunktet, gå deretter til det forhåndsbestemte installasjonsstedet for vannkraftturbinen og registrer høyden igjen. Forskjellen mellom de to målingene er vannhodet. Denne prosessen tar bare ca. to minutter. Å ta flere målinger og beregne gjennomsnittet reduserer feil.

Trykkmåler

Hvis vannrøret allerede er installert, kan en trykkmåler monteres i enden av røret. Lukk ventilen slik at vannstrømmen i røret stopper. Lesningen på dette tidspunktet tilsvarer manometrisk trykk. Omregningsforholdet er: 1 bar ≈ 10 meter vannhode, 1 MPa ≈ 100 meter vannhode. Når ventilen er åpen og vannkraftturbinen kjører normalt, viser trykkmåleren det rene vannhodet.

Nivåmåler eller GPS

Hvis forholdene på stedet tillater det, er bruk av en nivåmåler for å måle vannstandsforskjellen mellom oppstrøms og nedstrøms den mest nøyaktige metoden. Alternativt kan også en GPS-enhet med høydemålingsfunksjon brukes til måling.

Måling av strømningshastighet

Strømningshastighet refererer til volumet av vann som strømmer gjennom et tverrsnitt per tidsenhet, vanligvis målt i kubikkmeter per sekund (m³/s) eller liter per sekund (L/s). Kun ved å kjenne strømningshastigheten kan man velge den mest passende vannkraftgeneratoren. Avhengig av størrelsen på vannkilden finnes det to praktiske målemetoder.

Spannmålsmetoden: Egnet for små strømningshastigheter

For små strømningshastigheter er dette den enkleste og mest nøyaktige metoden:

● Bruk steiner eller treplater for å lede vannet mot én utløpsåpning;

● Plasser en vannspand med kjent kapasitet under utløpet og bruk en mobiltelefonens stoppeklokke for å registrere tiden det tar å fylle spanden;

● Strømningshastighet = Spandkapasitet / Fyllingstid (s).

For eksempel: Hvis en 20-liters spand fylles på 4 sekunder, er strømningshastigheten 20 / 4 = 5 L/s. Det er viktig å merke seg at flere målinger bør tas og gjennomsnittet beregnes for å oppnå et mer nøyaktig og pålitelig resultat.

Tverrsnittsmetoden: Brukes for større vannstrømkanaler

Når strømningshastigheten er for høy til å bruke en spand, kan tverrsnittsmetoden brukes til å måle vannstrømmen (og denne situasjonen er også svært egnet for bruk av en større vannkraftgenerator):

● Mål tverrsnittsarealet: Multipliser bredden på kanalen med vannets dybde for å få arealet A (m²). Hvis kanalens form er uregelmessig og vanskelig å måle, kan den deles opp i flere deler, måles separat og deretter summeres.

● Mål strømhastigheten: Slipp blader eller andre flytende gjenstander på vannoverflaten og registrer tiden det tar for dem å drive en bestemt avstand (for eksempel 10 m). Del avstanden på tiden for å få strømhastigheten V (m/s).

● Formelen for å beregne vannstrømmen er: Q = Tverrsnittsareal A * Strømhastighet V.

På samme måte bør også flere målinger tas her og deretter gjennomsnittliges.

Etter at vi har målt vannhøyden og vannstrømmen, kan vi presentere dataene for deg, og vi vil finne den mest egna vannkraftturbinen for deg.