Сэргээгдэх эрчим хүчийг усны шахуургад ашиглах

Та худгаас ус татах, зүлэг ногоо усжуулах, усан оргилуур ажиллуулах зэргийг сэргээгдэх эрчим хүч ашиглан шийдсэнээр өөрийн мөнгөө хэмнээд зогсохгүй агаарын бохирдлыг бууруулахад тус нэмэр болж чадна. Нар салхины эрчим хүчийг аль ч газар ашиглахад тохиромжтой төдийгүй алслагдсан нутаг оронд нэн тохиромжтой юм. Учир нь цахилгаан дамжуулах шугам нь алс газар татахад үнэтэй байдаг.

Нар, салхиар ус татах төхөөрөмжийг дэлхийн олон оронд өргөн хэрэглэж байна. Салхины хүчийг ашиглан ус шахах, үр тариа тээрэмдэх технологи нь анх Хятад улсад манай эриний өмнөх 1–р зуунд ашиглагдаж эхэлжээ дараа нь европын орнуудад сүүлээр 19-р зууны үед Америкийн иргэн Даниель Халлидэй олон далбаатай салхин ус шахуургыг зохион бүтээжээ. Энэ усны шахуурга нь одоо дэлхий нийтээр хамгийн өргөн тархаад байна. Нарны эрчим хүч ашиглан ус өргөх төхөөрөмж нь нэлээд хожуу 20–р зууны сүүлээр үүсч хөгжиж ирсэн байна.

Нар, салхины эрчим хүчийг ашиглахын тулд доорх хэдэн ойлголтыг мэдсэн байх шаардлагатай. 

• Нар, салхины шахуурга нь хэрхэн ажилладаг 
• Шахуургын гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд 
• Давуу болон дутагдалтай талууд 
• Шахуургын хүчин чадлыг хэрхэн тооцоолох зэрэг болно. Энэ нь мөн худалдаж авах үүнийг тооцоолоход хэрэг болох юм.

Салхины эрчим хүч

Салхин ус шахуурга нь дараах хэсгүүдээс бүрдсэн байдаг.

• Далбаа. Хамгийн том сэнс нь 15-40 ширхэг төмөр болон цайрдсан далбаатай байдаг. 
• Хөдөлгүүрийн хайрцаг. Энэ хайрцаг нь сэнсний ард байрлах ба эргэлтийн тоо болон хурдыг тохируулах ба эргэх хөдөлгөөний давших хөдөлгөөн болгох тахир гол байрласан байна. 
• Насосны саваа. Энэ нь өндөрт байгаа тахир голын эргэлдэх хөдөлгөөнийг давших хөдөлгөөн болгон доор худагт байгаа насосонд шилжүүлэх үүрэгтэй. 
• Поршент насос. Энэ нь худгийн гүнд байрлах ба саваагаар удирдагдан усыг шахах үүрэгтэй байдаг. 
• Салхин сэнсний цамхаг. Цамхаг нь сэнсийг өндөрт байрлуулж мөн бат бөх тогтоох үүрэгтэй байдаг. 
• Ус хуримтлуулах танк. Салхины эрчим хүч их усны зарцуулалт бага үед усыг хуримтлуулах үүрэгтэй. 

Энэ сэнс нь олон далбаатай байдаг учир нь поршент насосыг ажиллуулахад шаардагдах эргэлтийн моментийг үүсгэхэд шаардлагатай юм.

Нарны эрчим хүч

Нарны эрчим хүчээр ус шахах төхөөрөмж нь дараах бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй байдаг.

• Нарны цахилгаан үүсгүүр. Нарны цахигаан үүсгүүр нь нарны гэрлийг цахилгаан болгон хувиргах төхөөрөмж юм. Энэ нь цахиураар хийсэн нарны радиацыг цахилгаан болгон хувиргадаг элементүүдээс тогтоно. 
• Хөдөлгүүр. Хөдөлгүүр нь тогтмол гүйдлийн болон хувьсах гүйдлийн гэсэн 2 янз байдаг. Голдуу тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийг ашиглан ус шахдаг.  Ихэнх тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүр нь 24, 36, 48В байдаг. Хэрэв хувьсах гүйдлийн хөдөлгүүр ашиглан ус шахах бол тогтмол гүйдлээс хувьсах гүйдэл болгон хувиргах инвертер ашиглана. 
• Цэнэг тохируулагч. Энэ нь нарны цахилгаан үүсгүүрт үйлдвэрлэсэн эрчим хүчийг хуваарилах үүрэгтэй юм. 
• Ус хуримтлуулах танк. Нарны эрчим хүч их зарцуулалт бага үед усыг танканд хуримтлуулж аваад дараа нь хэрэглэнэ. 

Нар, салхины ус шахуургын дутагдалтай болон давуу талууд. 

Давуу тал  

 

•      Салхи болон нарны эрчим хүчийг ашигласнаар гарч болох хамгийн том давуу тал болус татахад ямар ч үнэ төлбөр гарахгүй мөн байгаль орчинд ээлтэй байдал юм. 

•      Нар салхины эрчим хүч нь цаг агаарын нөхцлөөс хамаарах боловч цаг агаар нь улирлаас улиралд, жилээс жилд тогтмол байдаг. Жишээ нь нарны эрчим хүч нь зун их байна энэ үед мөн усны хэрэгцээ их байна. Мөн салхины эрчим хүч нь хавар, намар их байдаг боловч зун бага болдог гэвч газрын гадаргаас дээшээ болох тусам салхины хурд тогтмол байдаг учир өндөр цамхагтай салхин сэнсэнд энэ нь нөлөөлөхгүй юм. Мөн салхин сэнсний үйлдвэрлэх эрчим хүч нь салхины хурднаас куб зэргээр хамаарч ихэсдэг тул багахан салхинд ажиллах боломжтой юм. 
•      Хэрвээ ус хуримтлуулах танк дүүрэн, нар салхины эрчим хүч их байвал цэнэг хураагуурт эрчим хүчийг хуримтлуулж болно. Гэвч энэ нь системийг илүү үнэтэй болгоно мөн цэнэг хураагуурыг 5 жил тутамд солих хэрэгтэй байдаг. 
•      Нар салхины ус шахах төхөөрөмжүүд нь мөн 20-50 жилийн хугацаанд ашиглагдах боломжтой байдаг.

Дутагдалтай тал

•      Байгалийн давашгүй хүчин зүйлүүдэд эвдэрч гэмтэх аюултай. 
•      Анхны хөрөнгө оруулалт ихээр шаардагддаг. 
•      Зарим үед усны шаардлага их үед шаардлагатай усыг татаж чадахгүй байх тохиолдолтой. 
•      Ойр ойрхон засвар үйлчилгээ хийж байх шаардлагай зэрэг болно. 

Усны шахуургын чадлыг тодорхойлох

Шахуургын чадлыг тодорхойлохын тулд доорх хэмжигдэхүүнүүдийг тодорхойлсон байх шаардлагатай.

• Өдөрт шаардагдах нийт усны хэмжээ 
• Цагт хэдий хэмжээний ус шахах боломжтой 
• Мөн усыг шахах нийт чадлыг мэдсэн байх шаардлагатай

Доорх хүснэгтэнд янз бүрийн хэрэглэгчдэд шаардагдах усны хэмжээг харуулав.

 

Хэрэглэгчид	Л/өдөр
Хүн	378 л/хүн
Үхэр	26-45 л/толгой
Адуу	30-45 л/толгой
Гахай	11-18 л/толгой
Хонь, ямаа	4-15 л/толгой
Тахиа	30-40 л/100 толгой
Нугас	40-55 л/100 толгой

Жишээ болгон 100 толгой үхэртэй айлд хэдий хэмжээний ус хэрэг болохыг бодож үзье.

Нийт усны хэмжээ = 100 толгой * 36 л/толгой = 3600 л/өдөр

Цагт хэдий хэмжээний ус шахах боломжтойг тооцоолох.

Үүнийг тодорхойлохын тулд салхи салхилах хугацаа, нар гийгүүлэх хугацаа зэргийг тодорхойлох шаардлагатай байдаг. Өдөрт дунджаар 5 цаг салхи салхилж, нар гийгүүлнэ гэж үзнэ. Шахуургын чадлыг тооцож үзэхийн тулд өдөрт хэрэглэх нийт усыг 5 цагт хувааж цагт хичнээн хэмжээний ус шахах шаардлагатай байгааг олно.

Шахуургын зарцуулалт = 720 л/цаг

Шахуургын чадлыг морины хүчээр илэрхийлэх.

Шахуургын чадлыг илэрхийлэхийн тулд л/цаг – ийг л/минутанд шилжүүлнэ.

720 л/цаг = 12 л/мин

Үүнийг морины хүчинд шилжүүлбэл

Худгийн гүнийг 20м гэж авъя.

МХ = зарцуулалт*худгийн гүн/14968,8 = 0.053мх

Нарны ус шахуургын хүчин чадлыг

Морины хүчийг ватт руу шилжүүлэх.

Морины хүч нь хэрэгцээтэй усыг шахахад хэдийн хэмжээний механик чадал хэрэг болохыг харуулна. Морины хүчийг ватт–руу шилжүүлснээр хэдий хэмжээний цахилгаан эрчим хүч хэрэг болохыг тодорхойлж болно.

Ватт = 0,053 мх * 746 ватт = 39.53Вт /

Энэ эрчим хүчийг нарны цахилгаан үүсгүүрээр үйлдвэрлэхэд холболтын кабель удирдлага дээр гарах алдагдал болон насосны механик эрчим хүчинд шилжүүлэхэд гарах алдагдлуудыг тооцоод 45хувь нь ашигтай эрчим хүч болно гэж үзнэ.

Шаардлагатай цахилгаан үүсгүүр = 39.53Вт/0.45 = 87.84Вт

Эцэст нь энэ эрчим хүчийг нарны эрчим хүчээр хангахын тулд та 25, 50, 70, 75, 100Вт зэрэг чадалтай нарны цахилгаан үүсгүүрүүдээс сонгон авч болох юм.

Салхин ус шахуургын хүчин чадлыг тооцоолох.

Салхин ус шахуургыг худалдан авах гэж байгаа бол та өдөрт хэрэглэх усны хэмжээ, худгийн гүн зэргийгээ тодорхой мэддэг байх шаардлагатай. Мөн үүнийгээ дээр дурдсан шиг морины хүчээр илэрхийлэх шаардлагатай.

Салхин ус шахуургын гаргах чадал нь салхины хурд, далбааны диаметр, шахуургын цилиндрийн диаметрээс хамаарна. Салхины хурд бол чухал хүчин зүйл юм. Учир нь салхин сэнсний гаргах чадал нь салхины хурдны куб зэрэгтэй шууд пропорциональ байдаг.  Тиймээс салхины хурд 2 дахин ихсэхэд чадал нь 8 дахин өснө гэсэн үг.

Ихэнх салхин ус шахуурга нь 3,1-13м/с салхинд ажилладаг. Их салхитай үед салхин сэнс эвдрэх аюултай байдаг.

Доорх хүснэгтэнд шахуургын зарцуулалт шахуургын цилиндрийн диаметр, далбааны диаметрээс хамаарах хамаарлыг харуулж байна. 

Эх сурвалж: http://nrec.mn/