Val av vattenturbingenerator: Mätning av fallhöjd och flöde

För att avgöra om en flod är lämplig för elproduktion och vilken storlek på vattenturbin/generator som är lämplig är det första steget att mäta två nyckeldata: fallhöjd och flöde. Dessa två data bestämmer elproduktionskapaciteten och utgör grunden för valet av vattenturbin/generator samt offertberäkning.

Mätningen kräver inte professionella ingenjörer; allt som behövs är en mobiltelefon och en hink.

Mätning av fallhöjd

Fallhöjd avser den vertikala höjdskillnaden mellan intaget och installationsplatsen för vattenturbin/generator. Den mäts i meter. Det finns två typer av fallhöjd: bruttofallhöjd och nettofallhöjd.

Bruttodropp avser den vertikala nivåskillnaden mellan vattennivåerna på uppströms- och nedströmssidan, vilket är den teoretiska totala höjdskillnaden; medan nettodropp avser den faktiskt användbara droppen för vattenturbinen och generatorn. På grund av friktionsförlusten när vattnet flödar genom intagets rör (tryckledningen) är den nettohydrauliska droppen alltid något lägre än den bruttohydrauliska droppen. Detta är grunden för beräkning av den faktiska elproduktionen.

Det finns främst tre vanligt använda mätmetoder:

Mobiltelefonens APP – Höjdmätare

Öppna höjdmätarfunktionen på din mobiltelefon (på iPhone kan du använda den inbyggda appen "Kompass"; på Android-telefoner kan du ladda ner gratis applikationen för höjdmätning). Registrera höjden vid den förutbestämda intagpunkten, gå sedan till den förutbestämda installationsplatsen för vattenturbinen och registrera höjden igen. Skillnaden mellan de två avläsningarna är vattenhuvudhöjden. Denna process tar endast ungefär två minuter. Att ta flera mätningar och beräkna medelvärdet kan minska felaktigheter.

Tryckmätare

Om vattenröret redan är installerat kan en manometer monteras i rörets ände. Stäng ventilen så att vattnets flöde i röret stoppas. Avläsningen vid detta tillfälle motsvarar övertrycket. Omvandlingsförhållandet är: 1 bar ≈ 10 meter vattenhuvud, 1 MPa ≈ 100 meter vattenhuvud. När ventilen är öppen och vattenturbinen körs normalt visar manometern det rena vattenhuvudet.

Nivåmätare eller GPS

Om förhållandena på plats tillåter det är användning av en nivåmätare för att mäta vattennivåskillnaden mellan uppströms och nedströms den mest exakta metoden. Alternativt kan även en GPS-enhet med höjdmätning användas för mätningen.

Mätning av flöde

Flöde avser volymen vatten som passerar en given punkt per tidsenhet, vanligtvis uttryckt i kubikmeter per sekund (m³/s) eller liter per sekund (L/s). Endast genom att känna till flödeshastigheten kan man göra ett bättre val av lämplig vattenturbin-generator. Beroende på vattenkällans storlek finns det två praktiska mätmetoder.

Hinkmetoden: Lämplig för små flöden

För små flöden är detta den enklaste och mest exakta metoden:

● Använd stenar eller träbräd för att leda vattnet till en enda utloppspunkt;

● Placera en hink med känt innehåll under utloppet och använd en mobiltelefonens stoppur för att mäta tiden det tar att fylla hinken;

● Flöde = Hinkens kapacitet / Fyllningstid (s).

Till exempel, om en 20-liters hink kan fyllas på 4 sekunder är flödeshastigheten 20 / 4 = 5 l/s. Det är viktigt att notera att flera mätningar bör utföras och sedan genomsnittas för att få ett mer exakt och tillförlitligt resultat.

Tvärsnittsmetoden: Användbar för större vattenflödeskanaler

När flödeshastigheten är för hög för att det är praktiskt att använda en hink kan tvärsnittsmetoden användas för att mäta vattenflödet (och denna situation är också mycket lämplig för användning av en större vattenturbingenerator):

● Mät tvärsnittsarean: Multiplicera kanalens bredd med vattendjupet för att få arean A (m²). Om kanalens form är oregelbunden och svår att mäta kan den delas upp i flera delar, mätas separat och sedan summeras.

● Mät flödeshastigheten: Släpp löv eller andra flytande föremål på vattenytan och registrera tiden det tar för dem att driva en viss sträcka (till exempel 10 m). Dividera sträckan med tiden för att få flödeshastigheten V (m/s).

● Formeln för att beräkna flödet är: Q = Tvärsnittsarea A * Flödeshastighet V.

På samma sätt bör även flera mätningar utföras och genomsnittligas här.

Efter att ha mätt vattenhöjd och flöde kan vi presentera data för er, och vi kommer att välja den mest lämpliga vattenturbin-generatorn åt er.