水电项目中的头部和流速是多少，以及如何计算发电

设计流程

尽管在异常下雨的时期后，您的流动可能非常高，但设计涡轮机系统以处理所有这些，这可能不会具有成本效益水一年中的几天。相反，构建一个使用流量的系统可以依靠一年中的系统来说是有意义的。这称为设计流程，它是水电系统旨在容纳的最大流量.Design流程以及净头部，从管道尺寸确定关于水电系统的一切功率输出。

钢笔如何影响头部压力

测量管道（压路机）长度

您的管道（又称Penstock）的长度对系统的成本和效率产生了重大影响，因为我们将在下面讨论。但是，测量很容易。只需在您为管道使用的路由之后就在摄入和涡轮机位置之间运行卷尺。

计算网头

在测量头部的测量头中，测量总头 - 从摄入到涡轮机的真正垂直距离 - 当没有水流动时，底部的所得压力。另一方面，净头是当水实际流向涡轮机时的管道底部的压力，并且总是比管道内的能量损失所衡量的总头。较长的管道和较小的直径产生更大的摩擦铃声是比总头的更具有用的测量，并且随着设计流程，用于确定水电系统元件和电源输出。本节将向您展示用于确定管道大小和网头的基础知识，但我们建议您使用涡轮机供应商来完成您的管道规格。

头部损失

头部损失是指管道内摩擦（也称为乒乓球）的摩擦导致的水力损失。尽管给定的管道直径足以承载所有设计流动，但是管道通过的侧面，接头和弯曲产生拖曳，因为水通过减慢。效果与降低头部相同;涡轮机会在较低的水压下。注意，除非水流流动，否则无法测量头部损失的效果。甚至最小管道底部的压力表将在管道中静止时读取全PSI。但随着水流动，管道内的摩擦会降低出底部的水的速度。更大的水流进一步增加摩擦。较大的管道​​会产生更少的摩擦力，为涡轮机提供更多的电力。但较大的管道​​也更昂贵，因此头部损耗和系统成本之间总是具有权衡。 A good rule of thumb is to size your pipe so that not more than 10% to 15% of the Gross (total) Head is lost as pipeline friction.

示例网站特征：

总头= 100英尺，管道长度= 400英尺，可接受的头部损失= 10％-15％（10-15英尺），设计流量=每分钟200加仑

要确定最佳管道最佳，请在上面的头部损耗图表中查找您的设计流程（200 GPM）。我们最大可接受的头部损失为15英尺（占100英尺粗头的15％），这意味着我们的400英尺的管道每100英尺不能超过3.75英尺的损失。在200 GPM下阅读栏，我们发现四英寸的管道会导致每100英尺2.02英尺的损失 - 在我们的范围内。使用四英寸管道，针对这个例子的头部损失将是头部损失= 2.02英尺（每100英尺）x 4 = 8.08英尺，因此，净头为此示例，净头= 100英尺 - 8.08英尺= 91.92脚，注意3英寸和4英寸管道之间的头部损耗的显着差异。同样，6“或8”管道会导致更少的头部损耗并向涡轮机提供更多的电力，但性能改善可能不足以证明增加的成本。请记住，这些头部损耗计算呈现直管;他们没有进入

帐户在您的管道中弯曲，可以从水中抢夺大量电力。您的涡轮机制造商应该良好地测量头损失，并且可以是管道直径建议的优秀资源。

计算流中的电源

计算水力

一旦确定了净头和设计流程，您就可以开始估算水电系统的电源输出。这些计算只有粗略估计;咨询您的涡轮机供应商以获取更准确的预测。在考虑涡轮机，驱动系统和发电机中的任何效率损失之前，我们首先计算水的理论功率输出。您可以使用其中一种公式将供水的理论能力计算为马力或千瓦：

理论马力*（HP）=头部（脚）x流（CFS）

8.8

理论千瓦*（kw）=头（脚）x流（cfs）

11.81

*请注意，这些是理论功率方程，不考虑在水电系统中的各个点发生的必然效率损失。由于我们稍后会讨论的，您的发电机的实际功率输出将少。

假设示例：

新西兰的一条溪流有100英尺的头部，每秒2立方英尺（CFS）。应用我们的公式，我们发现我们应该有大约17个理论千瓦：

kw = 100（脚）x 2（cfs）= 16.93理论千瓦*

11.81

如您所见，头部和流量都对电源有线性效果。双头，电力双打。双流，电力双打。还要记住，一旦安装系统，头部将保持不变;你可以全年依靠它。由于它对涡轮机尺寸的影响最小，这也是最便宜的方式。相比之下，流量可能会在一年的过程中变化，并且对于最大洪水级流量的水力系统而言，它可能不会具有成本效益。始终最大化头部，并使用涡轮机供应商，以确定最实用的设计流程。准确性很重要！您的涡轮机的设计围绕您的头部和流量测量，并且错误将直接影响系统的效率。 Take the time to measure Head and Flow accurately before you begin to evaluate hydro system components.

调整效率损失

如前所述，上面所示的理论功率计算代表理论最大值，以及水电系统的实际电源将大大较小。除了先前讨论的管道损耗外，少量电力将通过涡轮机，驱动系统，发电机和传输线内的摩擦丢失。虽然一些效率损失是不可避免的，但不要低估良好设计的重要性。高效的系统产生更大的功率输出，通常以较低的每瓦瓦。例如，与头部和流动仔细匹配的涡轮机系统可能不会产生不太合适的设计，但产生更高的效率。其他改进，例如较大的管道​​直径或更好的驱动系统，可以产生足够的增加的功率以证明其更高的成本。由于系统设计中的许多变量，因此在没有首先知道头部和流量的情况下估算效率是不可能的。然而，作为一般指导，您可以期待一个家庭大小的系统，产生直接交流电源，以在大约60％ - 70％“水到电线”效率（涡轮机输入和发电机输出之间测量）。较大的公用事业系统提供了更好的效率。

DC较小

系统通常具有较低的效率。

如果您对头部和流量有准确的测量，则您的涡轮机供应商应该能够提供一些初步效率估计，以及优化的思想。

测量传输线长度

最后一个重要的测量的长度是哟ur transmission line between your generator and the point of electrical usage. As with your pipeline, you can simply measure the distance along the route you plan to run your wiring.Transmission lines are a lot like pipelines. Instead of moving water, they move electrical current, but the same fundamentals of friction losses apply. Longer transmission lines, smaller wires, and higher current all contribute to power loss through friction. You can minimize these losses, but the power you can actually use will always be somewhat less than what your generator is producing.Power loss over transmission lines is most evident by a drop in voltage. As you use more power, you'll see the voltage drop and lights glow dimmer.There are three ways to reduce, or compensate for, transmission line losses

1.缩短传输线

2.使用较大的电线

3.增加传输线上的电压

较短的线路和较大的电线将减少任何系统的线路损耗。对于很长的运行，可以在使用的情况下提升电压（经由变压器）来促进电压（通过变压器），然后在使用点将其减少到正常（通过另一个变压器）。提升电压降低了产生相同电量所需的电流，允许使用较小的电线。您的涡轮机供应商可以帮助您确定最佳方法。