Тут потрібно зробити невеличкий відступ і пояснити, що в даній статті ми розрахуємо потужність водяного потоку для гребельних або рукавних ГЕС, тобто в тих випадках, коли прикладена до лопат турбіни сила обумовлена тиском води через падіння з висоти. Як розраховується потужність потоку води для заглибних ГЕС і інших безтілесних ГЕС я розповім в іншій статті.
Потужність водяного стовпа спрощено розраховується за формулою: Wn = mgh,
тут Wn - потенційна енергія води;
m - маса води, яка обрушується за одну секунду на турбіну;
g - прискорення вільного падіння, прийняте за 9,8 м / с 2;
h - висота падіння води (від дзеркала води в точці забору і до виходу з турбіни).
Тобто для розрахунку потужності нашої ГЕС, нам спочатку необхідно дізнатися скільки води буде проходити через турбіну за секунду. Як це зробити ?
Розрахунок для струмка найкраще робити на досить довгому прямолінійній відрізки однакової глибини. На початок відрізка струмка по ходу руху води кидаємо будь поплавок (пінопласт, пробку і т.д.) і заміряємо яку відстань він проплив за секунду. Далі розраховуємо зразкову перетин водяного потоку струмка на цьому відрізку і множимо його на довжину проходження поплавця за секунду. V (об'ём_в_секунду) = S (сеченіе_ручья) * L (длінну_прохожденія_поплавка). Це і буде обсяг води за секунду (якщо ви робили розрахунки в сантиметрах то результат потрібно поділити на 1000 для того щоб дізнатися кількість в літрах.
Припустимо наш струмок має зразкову перетин 50х30 см і швидкість рух потоку в 1,2 м / с перемножая ці величини 0,5 * 0,3 * 1,2 ми отримуємо обсяг води рівний 0,18м3 (180 літрів в секунду). який гідроенергетики називають бюджетом. Також візьмемо за приклад, що ми можемо забезпечити перепад води від точки забору до вигода з турбіни в 2 метри і тоді потенційна потужність нашого потоку в ватах буде розраховуватися як 180 * 9,8 * 2 = 3528 ват
Потрібно також врахувати що реальний ККД турбін рідко перевищує 80% а генераторів 90%. Так що максимальне значення вашої мікроГЕС буде не вище 3 кВт (а швидше за 2).