基于自来水管的微型水力发电储能装置设计*

周巧仪，张智靓，俞昌亨

（浙江建设职业技术学院，浙江 杭州311231）

随着社会经济的蓬勃发展，能源需求及环境问题的日益严峻，国家需要以新能源和可再生能源为主体的安全、可靠和可持续的能源体系支撑[1]，目前可广泛利用的可再生能源主要是水能、风能和太阳能。水力发电作为一种具有良好经济性的无污染可再生能源，已经有一百多年的历史[2]，国内外都有这方面的设计和发明，但是家庭自来水发电的应用还比较少见。本文立足生活用水自来水管网，设计一款可用于自来水管的微型水力发电及储能装置，可满足应用于水资源运维管理终端的微电子低功耗设备的供能需求。

1 微型水力发电储能模块组成

如图1所示，本设计主要由微型水轮发电机、稳压模块、储能模块组成。微型水轮发电机安装在自来水供水管中，供水管中的水流流动带动微型水轮发电机发电，微型水轮发电机的输出端与稳压单元的输入端连接，稳压单元的输出端与储能单元的输入端连接，共同组成了本设计的微型水力发电储能模块[2]。

图1 微型水力发电储能装置组成框图

1.1 微型水轮发电机

如图2、图3所示，微型水轮发电机采用电磁感应原理进行发电，主要由微型水轮机和发电机组成，利用自来水管中的水流，带动微型水轮机叶片旋转切割磁力线从而产生电力。也就是利用微型水轮机将自来水的动能转换为水轮的机械能，再通过机械能推动发电机从而获得电能。……