Akvorada Dezajno por Akvoenergia Projekto

Akvorada Dezajno por Hidroenergio
Akvoenergio ikonoAkvoenergio estas teknologio, kiu konvertas la kinetan energion de moviĝanta akvo en mekanikan aŭ elektran energion, kaj unu el la plej fruaj aparatoj uzitaj por konverti la energion de moviĝanta akvo en uzeblan laboron estis la Akvorada Dezajno.
La dezajno de akvoradoj evoluis laŭlonge de la tempo, kun kelkaj akvoradoj orientitaj vertikale, kelkaj horizontale kaj kelkaj kun kompleksaj pulioj kaj dentradoj alkroĉitaj, sed ili ĉiuj estas dizajnitaj por plenumi la saman funkcion, kaj tio estas ankaŭ "konverti la rektan moviĝon de la moviĝanta akvo en rotacian moviĝon, kiu povas esti uzata por movi ajnan maŝinaron konektitan al ĝi per rotacianta ŝafto".

Tipa Akvorada Dezajno
Fruaj akvoradaj dezajnoj estis tre primitivaj kaj simplaj maŝinoj konsistantaj el vertikala ligna rado kun lignaj klingoj aŭ siteloj fiksitaj egale ĉirkaŭ ilia cirkonferenco, ĉiuj apogitaj sur horizontala ŝafto, kun la forto de la akvo fluanta sub ĝin puŝanta la radon en tanĝanta direkto kontraŭ la klingojn.
Tiuj vertikalaj akvoradoj estis vaste pli bonaj ol la pli fruaj horizontalaj akvoradoj de la antikvaj grekoj kaj egiptoj, ĉar ili povis funkcii pli efike, tradukante la movokvanton de la moviĝanta akvo en potencon. Pulioj kaj dentradoj tiam estis alkroĉitaj al la akvorado, kio ebligis ŝanĝon en direkto de rotacianta ŝafto de horizontala al vertikala por funkciigi muelŝtonojn, segi lignon, dispremi ercon, stampi kaj tranĉi ktp.

Tipoj de Akvorada Dezajno
Plej multaj akvoradoj, ankaŭ konataj kiel akvomuelejoj aŭ simple akvoradoj, estas vertikale muntitaj radoj rotaciantaj ĉirkaŭ horizontala akso, kaj ĉi tiuj specoj de akvoradoj estas klasifikitaj laŭ la maniero, kiel la akvo estas aplikata al la rado, relative al la akso de la rado. Kiel vi povas atendi, akvoradoj estas relative grandaj maŝinoj, kiuj rotacias je malaltaj angulaj rapidoj kaj havas malaltan efikecon, pro perdoj pro frotado kaj la nekompleta plenigo de la siteloj, ktp.
La ago de la akvo puŝanta kontraŭ la radsitelojn aŭ padelojn evoluigas tordmomanton sur la akso, sed direktante la akvon al ĉi tiuj padeloj kaj siteloj el malsamaj pozicioj sur la rado, la rotacia rapido kaj ĝia efikeco povas esti plibonigitaj. La du plej oftaj tipoj de akvorado-dezajno estas la "subpafita akvorado" kaj la "superpafita akvorado".

Subpafa Akvorada Dezajno
La Subŝota Akvorada Dezajno, ankaŭ konata kiel "riverrado", estis la plej ofte uzata tipo de akvorado desegnita de la antikvaj grekoj kaj romianoj, ĉar ĝi estas la plej simpla, plej malmultekosta kaj plej facila tipo de rado por konstrui.
En ĉi tiu tipo de akvorado, la rado estas simple metita rekte en rapide fluantan riveron kaj subtenata de supre. La movo de la akvo sube kreas puŝan agon kontraŭ la subakviĝintajn padelojn sur la malsupra parto de la rado, permesante al ĝi rotacii en nur unu direkto relative al la direkto de la fluo de la akvo.
Ĉi tiu tipo de akvorado estas ĝenerale uzata en ebenaj areoj sen natura deklivo de la tereno aŭ kie la akvofluo estas sufiĉe rapida. Kompare kun la aliaj akvoradoj, ĉi tiu tipo estas tre malefika, kun nur 20% de la potenciala energio de la akvo uzata por efektive rotacii la radon. Ankaŭ la energio de la akvo estas uzata nur unufoje por rotacii la radon, post kio ĝi forfluas kun la resto de la akvo.
Alia malavantaĝo de la subakva rado estas, ke ĝi postulas grandajn kvantojn da akvo, kiu moviĝas rapide. Tial, subakvaj akvoradoj kutime situas sur la bordoj de riveroj, ĉar pli malgrandaj riveretoj aŭ rojoj ne havas sufiĉe da potenciala energio en la moviĝanta akvo.
Unu maniero iomete plibonigi la efikecon de subakva rado estas deturni procenton de la akvo en la rivero laŭlonge de mallarĝa kanalo aŭ dukto, tiel ke 100% de la deturnita akvo estas uzata por rotacii la radon. Por atingi tion, la subakva rado devas esti mallarĝa kaj tre precize konveni en la kanalon por malhelpi la akvon eskapi ĉirkaŭ la flankoj aŭ pliigante aŭ la nombron aŭ grandecon de la padeloj.

Troŝovita Akvorada Dezajno
La Superŝovita Akvorada Dezajno estas la plej ofta tipo de akvorado. La superŝovita akvorado estas pli komplika en sia konstruo kaj dezajno ol la antaŭa subŝovita akvorado, ĉar ĝi uzas sitelojn aŭ malgrandajn fakojn por kaj kapti kaj teni la akvon.
Tiuj siteloj pleniĝas per akvo fluanta ĉe la supro de la rado. La gravita pezo de la akvo en la plenaj siteloj igas la radon rotacii ĉirkaŭ sia centra akso dum la malplenaj siteloj aliflanke de la rado fariĝas pli malpezaj.
Ĉi tiu tipo de akvorado uzas graviton por plibonigi la produktadon same kiel la akvon mem, tial troŝarĝitaj akvoradoj estas multe pli efikaj ol subŝarĝitaj dezajnoj, ĉar preskaŭ la tuta akvo kaj ĝia pezo estas uzataj por produkti eligan potencon. Tamen, kiel antaŭe, la energio de la akvo estas uzata nur unufoje por rotacii la radon, post kio ĝi forfluas kun la resto de la akvo.
Superŝutitaj akvoradoj estas pendigitaj super rivero aŭ rivereto kaj estas ĝenerale konstruitaj sur la flankoj de montetoj, provizante akvoprovizon de supre kun malalta alteco (la vertikala distanco inter la akvo supre kaj la rivero aŭ rivereto sube) de inter 5 kaj 20 metroj. Malgranda digo aŭ ŝprucigilo povas esti konstruita kaj uzata por kaj kanaligi kaj pliigi la rapidon de la akvo al la supro de la rado, donante al ĝi pli da energio, sed estas la volumeno de akvo, prefere ol ĝia rapido, kiu helpas rotacii la radon.

Ĝenerale, troŝarĝitaj akvoradoj estas konstruitaj tiel grandaj kiel eble por doni la plej grandan eblan altecdistancon por ke la gravita pezo de la akvo rotaciu la radon. Tamen, granddiametraj akvoradoj estas pli komplikaj kaj multekostaj por konstrui pro la pezo de la rado kaj akvo.
Kiam la individuaj siteloj estas plenigitaj per akvo, la gravita pezo de la akvo igas la radon rotacii en la direkto de la akvofluo. Kiam la rotacia angulo pli proksimiĝas al la fundo de la rado, la akvo ene de la sitelo malpleniĝas en la riveron aŭ rivereton sube, sed la pezo de la siteloj rotaciantaj malantaŭ ĝi igas la radon daŭrigi sian rotacian rapidon. La malplena sitelo daŭras ĉirkaŭ la rotacianta rado ĝis ĝi revenas supren denove preta por esti plenigita per pli da akvo kaj la ciklo ripetiĝas. Unu el la malavantaĝoj de troŝarĝita akvorado estas, ke la akvo estas uzata nur unufoje dum ĝi fluas super la rado.

La Pitchback Akvorada Dezajno
La dezajno de la akvorado "Pitchback" estas variaĵo de la antaŭa superŝutita akvorado, ĉar ĝi ankaŭ uzas la gravitan pezon de la akvo por helpi rotacii la radon, sed ĝi ankaŭ uzas la fluon de la kloakaĵo sub ĝi por doni ekstran puŝon. Ĉi tiu tipo de akvorado-dezajno uzas malalt-altan enfluosistemon, kiu provizas la akvon proksime al la supro de la rado el duonkanalo supre.
Male al la superŝutita akvorado, kiu kanaligis la akvon rekte super la rado, igante ĝin rotacii en la direkto de la akvofluo, la reĵeta akvorado provizas la akvon vertikale malsupren tra funelo kaj en la sitelon sube, igante la radon rotacii en la kontraŭa direkto al la fluo de la akvo supre.
Same kiel ĉe la antaŭa troŝarĝita akvorado, la gravita pezo de la akvo en la siteloj igas la radon rotacii sed kontraŭhorloĝe. Kiam la rotacia angulo alproksimiĝas al la fundo de la rado, la akvo kaptita interne de la siteloj malpleniĝas suben. Kiam la malplena sitelo estas alkroĉita al la rado, ĝi daŭre rotacias kun la rado kiel antaŭe ĝis ĝi revenas supren denove preta esti plenigita per pli da akvo kaj la ciklo ripetiĝas.
La diferenco ĉi-foje estas, ke la kloakaĵo malplenigita el la rotacianta sitelo fluas for en la direkto de la rotacianta rado (ĉar ĝi havas nenie aliloken kien iri), simile al la principo de subenpuŝita akvorado. Tiel la ĉefa avantaĝo de la retroĵeta akvorado estas, ke ĝi uzas la energion de la akvo dufoje, unufoje de supre kaj unufoje de sube por rotacii la radon ĉirkaŭ ĝia centra akso.
La rezulto estas, ke la efikeco de la akvorado estas multe pliigita al pli ol 80% de la akva energio, ĉar ĝin pelas kaj la gravita pezo de la alvenanta akvo kaj la forto aŭ premo de akvo direktita en la sitelojn de supre, same kiel la fluo de la kloakaĵo sube premanta kontraŭ la sitelojn. La malavantaĝo tamen de rektigita akvorado estas, ke ĝi bezonas iom pli kompleksan akvoprovizan aranĝon rekte super la rado kun deglitejoj kaj duontuboj.

La Mamŝota Akvorada Dezajno
La brustĵetita akvorado estas alia vertikale muntita akvorado, kie la akvo eniras la sitelojn ĉirkaŭ duonvoje supren ĉe aksalteco, aŭ ĝuste super ĝi, kaj poste fluas eksteren ĉe la fundo en la direkto de la rotacio de la radoj. Ĝenerale, la brustĵetita akvorado estas uzata en situacioj kie la akvokolono ne sufiĉas por funkciigi superĵetitan aŭ retroĵetitan akvoradon de supre.
La malavantaĝo ĉi tie estas, ke la gravita pezo de la akvo estas uzata nur por proksimume unu kvarono de la rotacio, male al antaŭe, kiu estis por duono de la rotacio. Por superi ĉi tiun malaltan altecon de la akvo, la siteloj de la akvoradoj estas plilarĝigitaj por ĉerpi la bezonatan kvanton da potenciala energio el la akvo.
Brustŝprucaj akvoradoj uzas proksimume la saman gravitan pezon de la akvo por rotacii la radon, sed ĉar la alteco de la akvo estas ĉirkaŭ duono de tiu de tipa superŝutita akvorado, la siteloj estas multe pli larĝaj ol antaŭaj akvoraddezajnoj por pliigi la volumenon de la akvo kaptita en la siteloj. La malavantaĝo de ĉi tiu tipo de dezajno estas pliiĝo en la larĝo kaj pezo de la akvo portata de ĉiu sitelo. Kiel ĉe la retroĵeta dezajno, la brustŝpruca rado uzas la energion de la akvo duoble, ĉar la akvorado estas desegnita por sidi en la akvo, permesante al la kloakaĵo helpi en la rotacio de la rado dum ĝi fluas for laŭ la rivero.

Generi Elektron Uzante Akvoradon
Historie, akvoradoj estis uzataj por mueli farunon, cerealojn kaj aliajn tiajn mekanikajn taskojn. Sed akvoradoj ankaŭ povas esti uzataj por generi elektron, nomata akvoenergia sistemo. Konektante elektran generatoron al la rotacianta ŝafto de la akvorado, ĉu rekte aŭ nerekte uzante transmisiajn rimenojn kaj puliojn, akvoradoj povas esti uzataj por generi energion kontinue 24 horojn tage, male al suna energio. Se la akvorado estas ĝuste desegnita, malgranda aŭ "mikro" akvoelektra sistemo povas produkti sufiĉe da elektro por funkciigi lumigon kaj/aŭ elektrajn aparatojn en meza hejmo.
Serĉu akvoradajn generatorojn desegnitajn por produkti sian optimuman eligon je relative malaltaj rapidoj. Por malgrandaj projektoj, malgranda kontinukurenta motoro povas esti uzata kiel malrapida generatoro aŭ aŭtogeneratoro, sed ĉi tiuj estas desegnitaj por funkcii je multe pli altaj rapidoj, do iu formo de ilaro povas esti necesa. Ventoturbina generatoro estas ideala akvorada generatoro, ĉar ĝi estas desegnita por malaltrapida, alta eliga operacio.
Se proksime al via hejmo aŭ ĝardeno estas sufiĉe rapide fluanta rivero aŭ rivereto, kiun vi povas uzi, tiam malgrandskala akvoenergia sistemo povus esti pli bona alternativo al aliaj formoj de renovigeblaj energifontoj kiel "Venta Energio" aŭ "Suna Energio", ĉar ĝi havas multe malpli da vida efiko. Ankaŭ same kiel venta kaj suna energio, kun malgrandskala akvorada generatorsistemo konektita al la loka elektra reto, ajna elektro, kiun vi generas sed ne uzas, povas esti vendita reen al la elektrokompanio.
En la sekva lernilo pri Akvoenergio, ni rigardos la diversajn tipojn de turbinoj haveblajn, kiujn ni povus alkroĉi al nia akvorada dezajno por akvoenergiogenerado. Por pliaj informoj pri Akvorada Dezajno kaj kiel generi vian propran elektron uzante la potencon de akvo, aŭ por akiri pli da informoj pri akvoenergia pri la diversaj akvoradaj dezajnoj haveblaj, aŭ por esplori la avantaĝojn kaj malavantaĝojn de akvoenergio, tiam Alklaku Ĉi tie por mendi vian ekzempleron de Amazon hodiaŭ pri la principoj kaj konstruado de akvoradoj, kiuj povas esti uzataj por generi elektron.