Diskuse Elektrika.cz

Potřeboval bych se  poradit o rekonstrukci vodního kola za účelem výroby elektrické energie.

Mám jednu podmínku.
Chtěl bych, aby mi asynchronií generátor dával minimálně 1,5kw(nejlépe 2kw). Kdyby dával méně, tak si myslím, že by to nemělo cenu.

Ale zpět ke kolu.
Na chatě máme potok, který dává 60l/s v období sucha. Minulý rok jsem prováděl náhodná měření  a nejčastější hodnota průtoku byla 80l/s.
Maximální kapacita je 1.1m3, ale ta je každé jaro a občas na podzim překročena - povodně  (zle) Je tam nádrž 6x8x1.5 (dxšxh).
Celý dům byl koncipován jako brusírna poháněná vodním kolem. Ale to je již 60 let minulost. Zůstali tam pozůstatky ocelového kola o průměru 7m.
Mezi dnem nádrže a horní hranicí kola je výškový rozdíl 4.1m. Délka strouhy od nádrže ke kolu je 15m a pak voda padá dolů 2.3m na kolo.
Z tohoto kola ještě vystupují tyče na jedné straně a ty zabírají do menšího kola o průměru 1.5m - to mi sice bylo ukradeno, ale děda mi vyprávěl ...
Délka tyčí je asi metr, možná méně. Tohle malé kolo je vede do domu, kde je převodová skříň a v ní dřevěné převody a další rozvody po domě.
Co se týče generátoru, tak ten mne teď netrápí, ale počítám, že bych musel mít nízkootáčkový do 800o/s.

Teď k té mé podmínce.
Jelikož jsem na chatě cca 2 měsíce v roce, tak bych chtěl dodávat proud do sítě (kolo je zastřešeno),  aby se investice vrátila do 10 let.
Je mi líto toho potoka nevyužívat jinak, než jako dekoraci zahrady. Budu rád za vaše návrhy a připomínky.  ;)

Je od vás hezké, že chcete zachránit pěkný kousek historie. Při tomto výkonu je to koníček a ne ekonomický zázrak. Vámi uvedené jsem nepřepočítával, ale vzhledem že se jednalo o brusírnu tak výkon na hřídeli by mohl býti i větší. Začněte na stránkách "mve.energetika .cz",  jsou tam i orientační ekonomicko-energetické rozvahy jednotlivých provedení vodního díla, odkazy na zákony a vyhlášky. Uvedený předpokládaný výkon je vhodný tak na dobíjení baterií dynamem nebo na pohon jednoduchého stroje.   

Ty stránky sjíždím už asi 3 dny. Je to hodně dat najednou a tak jsem chtěl slyšet názor někoho, kdo do podobných věcí dělá a jestli se investice vrátí. Nemíním z toho bohatnou. Ale láká mě ta možnost a na druhou stranu je to větší finanční zátěž. Zkrátka jestli to má smysl nebo jestli mám díru zasypat, aby tam někdo nespadl. Jinak díky

Pro připojení na rozvodnou síť tam vidím dost problémů k řešení.

Pokud byste to chtěl provozovat v "ostrůvkovém režimu",  v minulosti vyšla knížka Malé vodní elektrárny, někde bych ji měl mít, vzhledem k "nevyužití" bych ji mohl někomu přenechat.

Vážený pane Šmudlo,
z Vašich údajů se nedá určit ani spád ani typ kola.
http://www.vodni-elektrarny.cz/vodni-kola
Vezmu to přes palec podle průměru kola, což je 7m! (asi brusírna skal na horách, že) - předkové nebyli žádní blbci a spád je průměr a při 7m spádu to patrně bude typ kola horní korečník s účinností asi 70%-75%.
Takže to vychází na hřídeli kola cca 2.5-3kW i při suchém průtoku 60l/s, při plném průtoku 80l/s až 4kW.
Jenže budou nesmírně nízké otáčky kola (asi odhadem 5ot/min) a tak 20% i více ztratíte v převodech do rychla. Musíte sehnat asynchronní motor s co nejnižšími otáčkami. I když má menší účinnost (75-77% pro 2-3kW motor),  vždy je to lepší než převodovat. I takhle je převodový poměr 160, nejméně 3 stupně převodovky. Vaší ekonomické podmínce 2 kW to vyhoví s rezervou.
Siemens motory, které připadají v úvahu jsou
2,2kW    1LA7 130-8AB..    75% účinnost    695ot/min motoricky    tj. generátoricky 805ot/min
  3kW     1LA7 133-8AB..    77% účinnost    700ot/min motoricky    tj. generátoricky 800ot/min    
  4kW     1LA7 163-8AB..    80% účinnost    715ot/min motoricky    tj. generátoricky 785ot/min        
Vodní kolo má šílenou setrvačnost, při tomhle výkonu se mezi generátorem a kolem objevují silné rázy při rozběhu. Převodovka musí mít pružný díl (řemenový převod, pružnou spojku...)

Jestli budete vyrábět energii do sítě, dáte nemalý peníz za papírování.
Kolo u vás vyrobí asi 2500Kč za měsíc. Ale pokud není kolo kapotované (v lednici) tak led v zimě kolo zastaví a můžete i 2 měsíce v roce stát. Takže 25 000 za rok.
Nebude tam stálá obsluha, tudíž musí být automatika, abyste mohl dálkově elektrárnu odstavit.
Investice budou asi nemalé.

,  omlouvám se, že odepisuji až teď, ale byl jsem právě na té chatě - kde má problém i mobil.
To jste mne ale velmi potěšili, pánové. Snažil jsem se poskytnout co nejvíce údajů, které mi přišli podstatné. Klidně napište, co by vám pomohlo si udělat lepší obrázek o spádu.
Pane Kurko, máte pravdu, je to bývalá brusírna. Jenom pro představu....p řes délku celého domu vedla obrovská osa, na kterou ,v kolmém směru, navazovala osa přes šířku domu a pak klínové řemeny rozváděly sílu na jednotlivá brusidla, která byla ve sklepě - takových strojů jsme našli (spíš trosky) 13. A co mě zaráží, kolo není celodřevěné, ale je ze železa. Dřevo bylo jenom tam, kde se nabírala voda - koreček(kapsa).  Má smysl ho nechat zrenovovat nebo vyměnit za dřevěné?? Co jsem koukal, tak asi jediné špatné místo je osa - jak se hnul protější břeh, tak ji ohnul. Né moc, ale není rovná
Kolo by běželo celoročně. Až ho budu renovovat, tak stejně budu muset obnovit dřevěný přístřešek. Sice se mi moc nechce věřit, že pouhá prkna ho ochrání před zamrznutím, ale už alespoň 3 roky nespadla teplota v zimě pod -20 na delší dobu.
A ještě jedna věc..... Jak mám převést otáčky z kola?? Zase to zkusím popsat: Nad velkým kolem je menší kolo a z něj vede teprve osa do domu k převodům. Z velkého kola vystupují tyče, které zabírají do menšího, takže velké kolo má průměr 7m plus ještě ty tyče(cca 1 metr). Je to zvláštní.... Mě přijde, že by tam asi mohly vznikat docela velké ztráty a tak bych tu sílu raději převáděl až od osy řetězem.
Zítra se dám do obvolávání úřadů, abych sehnal příslušná povolení. Děkuji vám za vaši pomoc.

Člověče, vy nejste chatař, vy jste majitelem vysoce hodnotné technické památky. A neskutečně zachovalé.
Jestli vás mohu poprosit, jděte cestou co nejšetrnějšího zachování všech původních mechanizmů.
Ono to má i svou hlavu a patu. Řetězový převod na kole by musel být nejméně 3řadý, při téhle rychlosti a silách válečkový nedovedu si představit ten problém s nandáváním rozet na hřídel - musely by být dělené. Řetězový převod musíte mazat a tak prasit vodu (i když ekologickým mazivem). V mokrém prostředí i při mazání a kapotování řetěz dlouho nevydrží.
Vy máte palečný převod, ten má pro vodní kola mnoho výhod. Hlavně se bezvadně seřizuje (ono to kolo je vždy šišaté),  umí tlumit rázy a hlavně jsou v něm menší síly. V dnešní době můžete použít na obložení palců speciální plasty pro převodová kola (aramidy..) a máte prakticky bezúdržbový převod (do rychla!) a zachováte historický ráz zařízení.
Brusírna na horách se dá předpokládat někde v Sudetech, Němci byli převelice pečliví úředníci (jak říkal táta i za války měli v zabíjení nelidský pořádek). Brusírna pro 13 strojů musela mít někde na obecním úřadě projekt, který se možná v okresním archívu nebo na obecním úřadě ještě zachoval. Tam bych doporučoval zajít a hledat. V živnostenských listech musela být někde žádost o rekonstrukci na kovová kola. Za války Hitler zakázal ve všech malých vodních mlýnech mlít obilí, aby měl pod palcem potraviny a tak mlýny přecházely na brusírny atd.  Takže z kontrol zda nemelou musí být v archivech také nějaké záznamy a případně fotografie.
Dobrým zvykem výrobců byly odlité značky a jména na litinových dílech (pánve ložisek, loukotě kol) mosazné tabulky na součástkách.
Je neuvěřitelné, co se dá v archívech strojírenských firem ještě dnes najít. A ty firmy se pak pyšní tím, co z jejich výroby ještě pracuje - je to pro ně tak dobrá reklama, že vám mohou leccos zazponzorovat - třeba opravu.
Ohnutý hřídel je veliký problém, bude muset ven a někde na lisu srovnat, nebo pořídit nový. A nový se bude muset spočítat, protože při dnešních výpočtových možnostech by mohl být i subtilnější, ale zase ne o moc pružnější. S výměnou hřídele se vždy stavebně u vodních kol počítalo - takže tam budou v obvodové zdi zazděná tenká okna pro vytažení hřídele a nad kolem místa pro uvázání koček a kladek.
Staří mlynáři vždy pro svého narozeného syna vyhlédli speciální strom na hřídel a pak jej po úpravách zakopali do země. Dřevo natáhlo v zemi křemičitany a ohromě se zpevilo. A když starý hřídel synovi dosloužil, vykopal strom a sekerníci vyrobili novou hřídel. Byla to veliká akce, ale počítalo se s ní.

Tie osi idúce po dvoch obvodových stenách sa nazývajú transmisie: http://mve.energetika.cz/prevody/transmise.htm Mimochodom, ste si istý, že tie remene boli klinové, nie ploché? Tie isté stránky, t.j. http://mve.energetika.cz/ obsahujú návody, ako zistiť prietok i spád. A vodné kolo na hornú vodu je tam aj vrátane výpočtu.

Oveľa viac, ako opis, by pomohlo niekoľko fotiek, najmä kola s nátokom a prevodov.

Čo sa týka prevodov, záleží, či plánujete zachovať stávajúcu transmisiu alebo jej časť, alebo chcete generátor pripojiť čo možno najbližšie k vodnému kolu. Ak vám ide len o využitie vody na výrobu elektriny, možno by stálo za úvahu kolo nahradiť bánkiho turbínou. Pri spáde cca 9m a prietoku 60l/s mi to cez palec vychádza na slušných 4,2kW na výstupe turbíny. Pri danom spáde by nemal byť problém nadimenzovať turbínu priamo na generátorickýc h 800ot./min.,  čím by odpadla potreba ďalších prevodov a účinnosť by tak dramaticky stúpla.

Zachovanie vodného kola a transmisií by bolo pekným zachovaním histórie, a zároveň by vám aspoň čiastočne vyriešilo problém prevodov, nakoľko predpokladám, že väčšina prevodov je do rýchla, najmä ten, čo je priamo na vodnom kole. Pri 8m priemre vodného kolesa - 7m kolesa + 1m tyče a pri 1,5m priemere malého kolesa, ktoré spomínate v pôvodnej otázke a pri 5 otáčkach za minútu, ktoré vypočítal p. Kurka, máte na transmisii cca 27 otáčok za minútu, ak je malé kolo priamo na osi transmisie.

Pri funkčných transmisiách budete môcť neskôr na ne prípadne niečo dať, napr. jednu z tých brúsok, alebo niekde zohnať starú vŕtačku, a pod. Na druhej strane ako píšete, transmisia sama o sebe bude mať nemalé straty, a bude vyžadovať pravidelnú údržbu. Nakoniec môže byť točiaca sa transmisia aj nebezpečná, ak sa okolo nej bude kde-kto obšmietať, najmä deti.

Otázkou je ten výpočet otáčok samotného vodného kolesa, tento vstupný údaj je velmi citlivý - zvýšenie o jedinú otáčku za minútu znamená zvýšenie o 20%,  že áno. Mne stále nie je jasný spôsob prívodu vody na kolo, podľa vášho opisu:

"Mezi dnem nádrže a horní hranicí kola je výškový rozdíl 4.1m. ... a pak voda padá dolů 2.3m na kolo."

mi to tak nejako vychádza, že otáčky by mohli byť vyššie, ako 5ot./min.,  ktoré spočítal p. Kurka, ak tento vychádzal iba z priemeru kolesa. Teraz sa mi to prepočítavať nechce, ale ak si neskôr nájdem čas, môžem to skúsiť. Mimochodom, stále vychádzame len z dohadu,  že ide o kolo na hornú vodu. Ak by išlo napr. o kolo na strednú vodu, všetky naše výpočty by boli mimo realitu.

O zmienenú problematiku sa zaujímam. Ak chcete, kontaktujte ma emailom na jozef.babjak@gmail.com.

Pripájam sa k prosbe. Možno namiesto chaty budete mať múzeum a väčšie problémy ako s energetikou budete mať s pamiatkármi, ale i tak, aspoň to skúste.


Nielen úradníci, ale aj inžinieri. Viacero doteraz fungujúcich vodných elektrární v čechách bolo vybudovaných za protektorátu. Slovné spojenie "nemecká precíznosť" sa nepoužíva len tak pre nič - za nič.

Pane Kurka, máte naprostou pravdu. Na zvedání kola je tam traverza - velké "íčko". Jsou to bývalé Sudety, dneska poblíž Tanvaldu. Co se týče dohledání - skvělý nápad. Uhodím na ně.  Jenom se bojím, že i když Němci byli pečliví, tak od války je to už ňáký pátek a dnešní správa není toho vyznání. S památkářema mám už bohaté zkušenosti a vedeme menší války. Sice vždycky vyhráli, ale zase dům vypadá velmi pěkně. S tou hřídelí to bude jeden z mnoha problému kola. Kolo je přidělané 4 obrovskými šrouby a rez se na nich podepsal tak, že se budou asi muset řezat a odvést. To nevadí....s tím se počítá. Mě jenom vždycky vadilo, že jsem nikde neviděl kovové kolo, ale "jenom" dřevěné. Co se týče transmise(díky, nemohl jsem si včera vzpomenout),  tak tu já znám jenom z fotek a vyprávění. Teď se dům snažím předělat na rodinný dům (byla tam jenom jedna místnost na spaní a bez koupelny).

Mě o tu výrobu elektřiny až tak nejde - že bych z toho musel tahat každý watt. Zastával jsem dvě možnosti: buď opravit a koukat se, nebo zasypat. Druhá možnost se mi nelíbila, ale zase z bezpečnostních důvodů...... A stavět kolo, jenom aby se točilo(to chtěl vždycky děda) se mi zdálo drahé. Fota dodám....sice jich teď moc nemám, ale něco se najde. Zítra se pokusím a zkusím nakreslit celou soustavu.

Děkuji, pane Babjak, za nabídku. Možná že ji využiji. Momentálně nevím nic víc, co bych tady neuvedl. Jakmile to nakreslím a dodám fota, tak se uvidí. Jinak jedná se o kolo na horní náhon...... a i kdyby tomu bylo v minulosti jinak, tak do budoucna bych ho tak udělal. Důležité je, že to půjde (dance) ,  resp. že mi dá ty 2 kW. Děkuji a jestli máte ještě něco, tak to jenom uvítám.

To šmudla:
Snad vám pomůže odkaz v příloze,sekce fotogalerie

to p. Martin Kurka
(Zde někdo nečetl pravidla! To musí někdo opravit a opozdí to zveřejnění!) nabízel jste v této diskusi knihu Malé vodní elektrárny. Máte ji ještě? Sháním jí, ale již jí nikde nemají. Měl bych o ni zájem. Prosím ozvěte se mi na mail:
bedrich.cizek@unicreditgroup.eu

Díky
Bedřich
 

Dal som do Googla '"Male vodni elektrarny" antikvariat'; majú ju v ponuke minimálne 4 české antikvariáty. Zároveň neverím, že by ju nebali v knižniciach. Viem, pre moderného človeka je to už netradičný zdroj.

,  
jsem v podobné situaci jako zakladatel vlákna (starý hamr, zachovalá lednice, funkční náhon, zarezlá bankiho turbina, kterou chci nahradit vodním kolem - z mnoha praktických důvodů - a připojit na alternátor (ostrovní provoz). Energii bych mařil na topných spirálách ("přitápění").

Bylo by možné se kontaktovat s uživatelem (šmudlou) po emailu?
Moje adresa je domovnik@centrum.cz.

Děkuji