The object of research, development or design (in Russian) : конструкция бесплотинной проточной гидротурбины

The object of research, development or design (in Kazakh) : бөгетсіз ағымды гидротурбинаның құрылысы

Aim of work (in Russian) : разработка научно-технологических решений при проектировании, исследовании и испытаниях, обеспечивающих повышение эффективности использования бесплотинной проточной гидротурбины для электроснабжения

Aim of work (in Kazakh) : бөгетсіз ағымды гидротурбинаны электрмен жабдықтау үшін пайдалану тиімділігін арттыруды қамтамасыз ететін жобалау, зерттеу және сынау кезіндегі ғылыми-технологиялық шешімдерді әзірлеу

Методы исследования (на русском) : Проводились расчетные работы, проектирование и моделирование процесса работы гидродвигателя, токарно-фрезерные, сварные, мехобработка и измерительные работы

Методы исследования (на казахском) : Жобалау мен гидрожетектің жұмыс процесін модельдеу бойынша есептеу жұмыстары жүргізілді, токарь-фрезерлеу, дәнекерлеу, механикалық өңдеу және өлшеу жұмыстары орындалды.

Obtained results and novelty (in Russian) : изготовлены детали согласно разработанной документации; произведена сборка; подана заявка на патент на изобретение РК и опубликованы статьи.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : әзірленген құжаттамаға сәйкес бөлшектер дайындалды; жинақтау жұмыстары жүргізілді; ҚР-да өнертабысқа патентке өтінім берілді және ғылыми мақалалар жарияланды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : МикроГЭС представляет собой проточную бесплотинную гидротурбину мощностью около 1 кВт с возможностью каскадного соединения до 10–20 кВт. Рабочее колесо изготовлено из полиэтилена, диаметр 608–1304 мм, лопасти сложной геометрии высотой 530–606 мм и шириной 500–503 мм, суммарный крутящий момент на лопасти достигает 77,6 Н·м, общая сила воздействия — 244 Н. Установка оснащена автоматизированной системой управления (АСУ) для контроля тока, напряжения и мощности, генератор постоянного тока с магнитами NdFeB номиналом 48 В и 12 А, КПД >65 %. Металлические детали покрыты HVAF-слоем на основе СВМПЭ + GO + PE-g-MA толщиной 210–212 мкм, что обеспечивает стойкость к коррозии, кавитации и абразивному износу. Эксплуатационные показатели микроГЭС включают минимальную рабочую скорость воды 0,8 м/с, максимальную 2,5 м/с, стабильную генерацию до 1 кВт, вибрации ≤0,5 мм/с и срок службы ≥10 лет при своевременном обслуживании. Экономическая эффективность обеспечивается себестоимостью установки 1,5–2,0 млн тенге, себестоимостью электроэнергии 12–15 тг/кВт·ч и сроком окупаемости 3–5 лет, что делает установку конкурентоспособной для фермерских хозяйств, экотуризма и автономного электроснабжения малых населённых пунктов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : МикроГЭС — бұл шамамен 1 кВт қуатты протонды бөгетсіз гидротурбина, қуатты 10–20 кВт-қа дейін каскадты түрде қосуға мүмкіндік береді. Жұмыс дөңгелегі полиэтиленнен жасалған, диаметрі – 608–1304 мм, күрделі геометриялы қалақтарының биіктігі – 530–606 мм, ені – 500–503 мм. Қалақтарға түсетін жиынтық айналу моменті 77,6 Н·м, ал жалпы әсер ету күші – 244 Н. Орнатылған қондырғыда ток, кернеу және қуатты бақылауға арналған автоматтандырылған басқару жүйесі (АСУ) бар. Генератор – NdFeB магниттері бар тұрақты ток генераторы, номиналы 48 В және 12 А, пайдалы әсер коэффициенті > 65 %. Металл бөлшектер 210–212 мкм қалыңдықтағы СВМПЭ + GO + PE-g-MA негізіндегі HVAF-жабындымен қапталған, бұл оны коррозияға, кавитацияға және абразивтік тозуға төзімді етеді. МикроГЭС-тің пайдалану көрсеткіштері: судың ең төменгі жұмыс жылдамдығы 0,8 м/с, ең жоғарысы 2,5 м/с, тұрақты генерация – 1 кВт-қа дейін, діріл деңгейі ≤ 0,5 мм/с және уақтылы қызмет көрсетілген жағдайда қызмет ету мерзімі ≥ 10 жыл. Экономикалық тиімділігі орнату құнының 1,5–2,0 млн теңге, өндірілетін электр энергиясының өзіндік құны 12–15 тг/кВт·сағ және өтелу мерзімі 3–5 жыл болуымен қамтамасыз етіледі. Бұл шешім фермерлік шаруашылықтар, экотуризм нысандары және шағын елді мекендердің автономды электрмен жабдықталуы үшін бәсекеге қабілетті болып табылады.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Еңгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Эффективность микроГЭС определяется совокупностью гидродинамических, механических и электрических параметров. При оптимальной скорости потока 1,5–2,5 м/с установка обеспечивает стабильный выходной крутящий момент и генерацию до 1 кВт, с КПД генератора 65–66 %. Использование конусообразной формы турбины и правильно спроектированных лопастей минимизирует зоны застойного потока и повышает передачу кинетической энергии на вал генератора. Дополнительное повышение эффективности достигается за счёт парной работы лопастей, использования зон ускорения потока и оптимизации геометрии турбины. Автоматизированная система управления (АСУ) поддерживает стабильное напряжение и ток при изменении расхода воды, компенсируя кратковременные колебания и снижая потери энергии. За счёт этих решений микроГЭС демонстрирует надёжную и высокоэффективную работу даже на малых и средних реках с низкой скоростью течения.

Efficiency (in Kazakh) : МикроГЭС-тің тиімділігі гидродинамикалық, механикалық және электрлік параметрлердің жиынтығымен анықталады. Ағынның оңтайлы жылдамдығы 1,5–2,5 м/с болғанда қондырғы тұрақты айналу моментін және 1 кВт-қа дейінгі энергия өндіруді қамтамасыз етеді, генератордың пайдалы әсер коэффициенті 65–66 % құрайды. Турбинаның конусты пішіні мен дұрыс жобаланған қалақтар тоқырау аймақтарын азайтып, кинетикалық энергияның генератор білігіне берілу тиімділігін арттырады. Тиімділікті арттыру қалақтардың жұппен жұмыс істеуі, ағынды жеделдету аймақтарын пайдалану және турбинаның геометриясын оңтайландыру арқылы жүзеге асады. Автоматтандырылған басқару жүйесі (АСУ) су шығыны өзгерген кезде кернеу мен токты тұрақты ұстап, қысқа мерзімді тербелістерді өтейді және энергия шығынын азайтады. Осы техникалық шешімдердің арқасында микроГЭС баяу және орташа ағысты өзендерде де сенімді әрі жоғары тиімді жұмыс көрсетеді.

Field of application (in Russian) : МикроГЭС предназначена для автономного электроснабжения малых и средних объектов на реках с низкой и умеренной скоростью течения. Основные области применения включают сельское хозяйство (фермерские и крестьянские хозяйства для полива, освещения и малой переработки), экотуризм и удалённые поселения (энергоснабжение баз отдыха, юрт‑кемпингов, отдалённых аулов), малые и средние промышленные предприятия (резервное питание, снижение затрат), а также государственные объекты с возможностью участия в программах по возобновляемой энергетике. Благодаря компактной модульной конструкции, возможности каскадного соединения турбин и простоте монтажа, установка подходит для регионов с ограниченными ресурсами и сложными гидрологическими условиями. Локальное производство узлов микроГЭС позволяет снизить логистические расходы, адаптировать оборудование к климату и гидрологии, а также обеспечить быстрый сервис и ремонт.

Field of application (in Kazakh) : МикроГЭС төмен және орташа ағыс жылдамдығы бар өзендердегі шағын және орта нысандарды автономды электрмен қамтамасыз етуге арналған. Негізгі қолдану салаларына ауыл шаруашылығы (фермерлік және шаруа қожалықтары — суару, жарықтандыру және шағын қайта өңдеу үшін), экотуризм мен шалғай елді мекендер (демалыс базалары, киіз үй-кемпингтер, алыс ауылдардағы энергиямен жабдықтау), сондай-ақ шағын және орта өнеркәсіптік кәсіпорындар (резервтік қорек көзі, шығындарды азайту) және жаңартылатын энергия көздері бағдарламаларына қатысу мүмкіндігі бар мемлекеттік нысандар жатады. Құрылғының ықшам модульдік құрылысы, турбиналарды каскадты түрде қосу мүмкіндігі және орнатудың қарапайымдылығы оны ресурстары шектеулі және күрделі гидрологиялық жағдайдағы өңірлерге бейім етеді. МикроГЭС тораптарының жергілікті өндірісі логистикалық шығындарды азайтып, жабдықты климат пен гидрологиялық ерекшеліктерге бейімдеуге, сондай-ақ жылдам сервисті және жөндеуді қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.