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Visualizza la versione completa : mini impianto idro: cosi puo funzionare?



redmax67
06-10-2010, 19:55
Salve a tutti,

questo e il mio primo messaggio ma in realta io seguo da molto questo interessantissimo forum...

Avrei intenzione di realizzare un mini impianto idroelettrico sfruttando un piccolo ruscello che scende vicino alla mia baita in montagna. a giudicare dalla portata non dovrei avere problemi a riempire un tubo da 40mm con una caduta di circa 30mt. ad una distanza di 40mt.
Pensavo di utilizzare un alternatore auto con una piccola turbina pelton montata direttamente sull'albero e di utilizzare per il getto un ugello da 9mm. Ho visto una soluzione simile su youtube ma non so se sia veramente valida...L'alternatore sarebbe collegato ad una o piu batterie, poi tramite un inverter vorrei riuscire ad alimentare alcune lampadine a basso consumo per dotare la mia baita di una sorta di "illuminazione notturna"

Pensate che possa funzionare? quale potrebbe essere la resa approssimativa di questo impianto?

>Grazie fin da ora a chi avra la pazienza di rispondermi...:bye1:

car.boni
06-10-2010, 20:11
Buonasera Redmax,
benvenuto nel forum.
Nn avendo la competenza nn entro nel merito tecnico della soluzione da Te proposta e mi limito a darTi un'idea di massima dell'energia che riesci a ricavare.
Avere un tubo con 40 mm di diametro (penso che la misura indicata si riferisse a quello) nn da un'idea certa della portata d'acqua a disposizione e soprattutto per quanto tempo.
Ammesso che i dati siano corretti potrai disporre di ca 0.5 kW.
Questo a braccio.
ciao car.boni

redmax67
06-10-2010, 20:32
Grazie per la tempestivita!:)

Beh, 0,5 kw era piu o meno quello che speravo, potrebbero uscire 10-12 kw al giorno se ho ben capito!:spettacolo::spettacolo: e' quindi possibile che, ipotizzando di dover lasciare accese le mie lampadine, nelle nottate invernali (la peggiore delle ipotesi!..) per 10 ore, se ne potrebbero collegare anche 20 da 20w......!Potrei illuminare l'intera borgata! che tra l'altro non dispone di illuminazione pubblica.... Allora vado avanti, comunque in ogni caso qualcosa si dovrebbe ricavare.

E necessaria un autorizzazione anche per un impianto piccolo cosi?

redmax67
06-10-2010, 21:10
Ah, dimenticavo a proposito dell'autorizzazione...
la parte di ruscello nella quale verrebbe realizzato l'impianto e' su terreni di mia proprieta, e l'acqua utilizzata verrebbe reintrodotta nel ruscello stesso....non so se conti qualcosa....
Tra l'altro mi e venuto in mente che per accumulare tutti quei kw prima del consumo notturno potrebbero essere necessarie molte batterie......qualcuno sa darmi un idea di quante?
Scusate ma mi sta salendo la febbre dell'energia pulita.......!

Lupino
06-10-2010, 23:19
Grazie per la tempestivita!:)

Beh, 0,5 kw era piu o meno quello che speravo, potrebbero uscire 10-12 kw al giorno se ho ben capito!:spettacolo::spettacolo: e' quindi possibile che, ipotizzando di dover lasciare accese le mie lampadine, nelle nottate invernali (la peggiore delle ipotesi!..) per 10 ore, se ne potrebbero collegare anche 20 da 20w......!
Buonasera a tutti, un osservazione, se il braccio, pardon il valore postato da car.boni (come l'hai ottenuto?) è realistico, le 20 lampadine da 20W totale 400w le puoi accendere tutto il giorno senza bisogno di accumulatori... il torrente scorre anche di notte no?:bored:
Piuttosto la portata del torrente in inverno com'è?

Spes
07-10-2010, 01:09
....
Tra l'altro mi e venuto in mente che per accumulare tutti quei kw prima del consumo notturno potrebbero essere necessarie molte batterie.............!

Prima delle batterie puoi sempre accumulare acqua in una vasca.
Però come dice giustamente Lupino, se ti serve 0.5 kW ed hai l'acqua garantita per fare 0.5 kW non ti occorre altro.

0.5 è la potenza in kW mentre 12 sono i kWh al giorno.

Per le altre cose non sono in grado di aiutarti.

Auguri da
Spes

car.boni
07-10-2010, 06:56
...........
la parte di ruscello nella quale verrebbe realizzato l'impianto e' su terreni di mia proprieta, e l'acqua utilizzata verrebbe reintrodotta nel ruscello stesso....non so se conti qualcosa....
.......


............... il valore postato da car.boni (come l'hai ottenuto?) è realistico.............



Buongiorno,
avere la proprieta' dei terreni e' importante ma nn significa avere in automatico l'autorizzazione. Tutte le centrali idro, anche quelle grandissime, restituiscono tutta l'acqua al corso d'acqua.
Per l'autorizzazione credo, ma nn ne ho esperienza su quelle piccole taglie, che sia molto semplificata rispetto a quelle maggiori.
Ti consiglio di nn fermarTi al solo idro ma di valutare attentamente un mix di fonti rinnovabili (eolico e FV) da combinare insieme.

Per ricavare la potenza installabile sono partito dalla sezione del tubo e da una ipotetica velocita' dell'acqua nella tubazione che prudentemente ho limitato a 2 m/s.
E' chiaro che questa e' una stima che va confermata con studi piu' approfonditi e visti i limitati impegni e bassi costi si possono affrontare e risolvere velocemente.
ciao car.boni

tersite3
07-10-2010, 10:47
Direi che puoi ricavare qualcosa in più di 0,5 kW. se vai sul sito:
Calcolo portata di una condotta (http://www.oppo.it/calcoli/hazen-william-portata.html)
e mettendo i dati richiesti ti viene fuori la portata teorica in metri cubi al secondo.
Secondo i calcoli del sito (diametro tubo 0.04, dislivello 30m, lunghezza 40m, tubo in pvc) fanno 7.5 litri al sec.
Sono 7,5 kg che cadono da una altezza di 30 m ogni secondo quindi 7,5x30x9,8=2200 Watt. Mettici anche i rendimenti non esaltanti, ma penso che a 1000 W ci arrivi
Ciao tersite

Spes
07-10-2010, 11:07
..........................Secondo i calcoli del sito (diametro tubo 0.04, dislivello 30m, lunghezza 40m, tubo in pvc) fanno 7.5 litri al sec.
....................

Puoi anche portare 7.5 l/sec, ma con pressione residua 0, ovvero 0 kW.

Forse è già ottimistico avere 0.5 kW di potenza.

Spes

tersite3
07-10-2010, 11:56
Puoi anche portare 7.5 l/sec, ma con pressione residua 0, ovvero 0 kW.


Spes

La pressione non produce energia. Sette litri al secondo che escono da un tubo da 40 mm avranno una velocità notevole, è questa velocità/energia cinetica che viene trasformata in potenza dalla turbina.

Bah
Tersite

redmax67
07-10-2010, 11:58
Grazie a tutti per le consulenze,:bye1:

La decisione di utilizzare un tubo da 40mm di diametro dipendeva dal fatto che in inverno credo sia difficile riuscire a raccogliere piu acqua di quella che in quel tubo passerebbe, certo in primavera ed in estate le cose cambiano la portata aumenta anche del doppio pero dovendo dimensionare per 12 mesi ho pensato che fosse meglio cosi....farei nel punto di raccolta un piccolo bacino dal quale verrebbe prelevata l'acqua.
In ogni caso anche 300w per me sarebbero piu che sufficienti;
certo che se la corrente fosse direttamente utilizzata potrei fare a meno delle batterie......e' consigliabile oppure no? (mi sono accorto anch'io di aver toppato in pieno il calcolo sul consumo di corrente.....:rolleyes::)....scusate, era gia un po' tardi....).
Di giorno dovrei consumarla in qualche altro modo.....oppure lasciare le lampadine sempre accese!
Per il discorso del mix di rinnovabili, devo dire che per il momento non vorrei aumentare troppo le spese.....devo capire prima cosa mi costa questa cosa e poi vedo.....

Dynoc
07-10-2010, 12:16
Consiglio spassionato....


ma perchè non dotarti di un inverter, e usare i 0,5 kW (anche secondo me 1 kW è raggiungibile, poi dipende dall'alternatore), per alimentare altro che le luci notturne di giorno?
tipo, frigorifero, computer portatile, illuminazione... ecc...
senza accumulo (risparmio impiantistico), o poco (aumenta la complessità impiantistica, soprattutto dell'inverter...però hai grossi vantaggi).
Di giorno spegni le luci notturne e via...al massimo una resistenza di tank prima dell'inverter (ma troppo complicato!), o regolazione meccanica (valvola sull'ugello!!, o multi-ugello)

-D-

redmax67
07-10-2010, 12:28
Beh, io li ho gia un contatore da 3kw dell'enel per le mie utenze ......certo bisogna prima vedere cosa realmente si ottiene, perchè sennò potrei (ci avevo gia anche pensato...) alimentare una stufetta elettrica per integrare il riscaldamento d'inverno.....io arrivo li il sabato pomeriggio e la casa e' a 8-10 gradi di temperatura......si fatica molto a scaldarla....come si fa a far si che, quando le ipotetiche batterie sono cariche la corrente in esubero vada, per esempio ad una stufetta elettrica?

redmax67
07-10-2010, 12:31
A proposito Dynoc,

Cosa intendi quando dici :
...al massimo una resistenza di tank prima dell'inverter (ma troppo complicato!), o regolazione meccanica (valvola sull'ugello!!, o multi-ugello)?

Dynoc
07-10-2010, 14:00
...al massimo una resistenza di tank prima dell'inverter (ma troppo complicato!),


intendo una resistenza che dissipi l'energia altrimenti consumata dalle lampade (che puoi spegnere e "risparmiarle" come deterioramento) per mantenere comunque un carico sulla turbina, ed evitare che acceleri (con aumento conseguente dell'usura).


o regolazione meccanica (valvola sull'ugello!!, o multi-ugello)?

nelle pelton industriale si usano proprio dei "rubinetti" sull'ugello che tagliando (introducendo una perdita di carico, in pressione) la portata di acqua sulla turbina, regolano la potenza prodotta da quest'ultima,
altrimenti si usano distributori con più ugelli, che possono essere aperti indipendentemente,
regolando anche in questo caso la potenza (a step, oltre ad ottenere un'azione della turbina più "graduale".).

-D-

redmax67
07-10-2010, 18:13
sempre per Dynoc,

Se,per assurdo, non uso la corrente che sto producendo, succede che la turbina accellera ? E' l'unica cosa che succede? L'impianto puo subire danni?
Grazie per la pazienza, purtroppo sono ancora un po' ignorante in materia......

Lupino
07-10-2010, 20:31
Be si, come dice dynoc senza un carico a "frenare" l'alternatore questo gira più velocemente. Ma non credo che cio possa provocare danni a parte forse una maggiore usura dei cuscinetti.
Se la tua necessità è solamente quella di illuminare a ben vedere non hai neppur bisogno di un inverter bastano normali lampadine da auto (max risparmio) o, ma qui la spesa sale, dei led ad alta luminosità.
Piuttosto inizialmente credo ti convenga concentrarti innanzitutto sulla parte puramente "idrica" soprattutto se intendi adoperare l'impianto anche d'inverno, per il gelo :bored: ovviamente! Per cui condotta interrata min. 50 cm e gruppo alternatore - turbina adeguatamente isolato

Spes
07-10-2010, 20:36
La pressione non produce energia. ....................Bah
Tersite

Tu trasformi l'energia potenziale (o di posizione) in energia cinetica, poi consumi l'energia cinetica in attrito sulle pareti del tubo e all'uscita non produrrai un tubo.

Bah!!!

Anche se non ti ho convinto non farò repliche, lascerò spazio agli altri.

Spes

Lupino
07-10-2010, 21:04
Chiedo scusa ma sito dei calcoli a parte (oltretutto a me da un errore) per avere la portata basterebbe usare un secchio ed un orologio :). Metodo empirico ma molto usato quando si deve realizzare impianti di irrigazione interrati.
Tenendo in considerazione poi che tale portata è variabile nel corso dell'anno come ha giustamente già evidenziato redmax67

Lupino
07-10-2010, 21:20
... la pressione non produce energia?? No? e cosa la produce in una condotta forzata se non lei? Ti invito a leggere la pagina di wikipedia riguardante le turbine pelton

redmax67
07-10-2010, 22:45
per Lupino,
sabato vado su e faccio la prova del secchio e del cronometro, cosi forse i dati sono piu precisi!
per Spes,
in ogni caso mi stavo gia atrezzando per la realizzazione, ho chiesto consiglio qui da voi prima di fare gli acquisti piu importanti, quindi credo che valga la pena provare almeno con un tubo provvisorio; ti faro sapere che cosa ne esce, naturalmente spero che tu ti stia sbagliando....! (scherzo, ovviamente!).
Ciao!

tersite3
07-10-2010, 23:01
... la pressione non produce energia?? No? e cosa la produce in una condotta forzata se non lei?

Mi spiego meglio: la gomma della mia macchina è gonfiata alla pressione di 2 atmosfere.
Questo fatto non genera alcuna energia (caso mai è energia potenziale immagazzinata)
L'energia sarà prodotta quando farò fuoriuscire l'aria e quest'aria farà girare una ventola.
Un tubo verticale di 30 metri pieno d'acqua genera alla base una pressione di 3 Atmosfere, qualunque sia il diametro del tubo e se è chiuso non succede nulla.
Vedo che sono concetti troppo difficili, chiedo scusa. e buonanotte al secchio
ciao
tersite

redmax67
07-10-2010, 23:37
per Tersite3,

.....Pero quando andiamo ad aprire quel tubo tramite un ugello e spruzziamo l'acqua su du una turbina (pelton o turgo che sia...) ecco che andiamo a sfruttare quell'energia immagazzinata..! O sbaglio.....:rolleyes:
Secondo me tu e LUpino state dicendo la stessa cosa ma non vi capite......

Spes
08-10-2010, 00:08
sabato vado su e faccio la prova del secchio e del cronometro, cosi forse i dati sono piu precisi!
............... ti faro sapere che cosa ne esce, naturalmente spero che tu ti stia sbagliando....! (scherzo, ovviamente!).
Ciao!


Se quel tubo deve svolgere un semplice servizio all'estremità avrà una perdita di carico pari alla caduta che hai ha disposizione; con il tuo secchio misurerai ca. 7.5 l/sec.

Se invece devi limitare le perdite di carico per portare quella caduta alla tua turbina devi fare in modo di consumarti il meno possibile di quei 30 metri. Ecco perchè Car.Boni ti diceva di mantenere la velocità dell'acqua sotto i 2 mc/sec.

Ti dirò di più, senza prendere la calcolatrice, credo ancora che sia ottimistico arrivare a 0.5 kW continui.

Spes

redmax67
08-10-2010, 09:15
Beh, io non sono un tecnico, quindi probabilmente hai ragione tu......comunque io ci provo lo stesso, tanto per il mio scopo non ho bisogno di molti watt.....e poi ormai sono caldo come un boiler!..

Ciao!

Lupino
08-10-2010, 10:32
Per tersite3,
E perche non ci provi lo stesso a spiegarle?
Vediamo un po:
Gomma piena d'aria = energia potenziale
Buco :cry:, l'energia potenziale diventa energia cinetica che se investe una ventola si trasforma in energia meccanica e, con un generatore, in energia elettrica. Ci sono o sto dicendo una cast.....ria?

tersite3
08-10-2010, 18:28
Per tersite3,
Vediamo un po:
Gomma piena d'aria = energia potenziale
Buco :cry:, l'energia potenziale diventa energia cinetica che se investe una ventola si trasforma in energia meccanica e, con un generatore, in energia elettrica.
Ecco che ci sei.
Per sapere quanta energia puoi ricavare dalla tua gomma bucata devi sapere soprattutto quanto è grande la gomma, la pressione di gonfiaggio è del tutto marginale nel calcolo della energia disponibile (serve, ma è solo uno dei dati )

Immagina che la pressione, a tubo chiuso, sia come l'altezza in cui hai posto un certo peso.
Se dici:- ho un corpo a 30 metri di altezza-, hai detto solo una parte del problema, non è possibile ricavare il valore dell'energia potenziale disponibile perchè il conto prevede che ci sia un secondo dato che è la massa del corpo che hai posto a 30 metri di altezza.
Di solito è sottinteso che l'esperimento lo fai sulla superficie terrestre, ma i fisici sono dei pignoli e pretendono che anche questo sia specificato per cui la formula diventa
Energia potenziale=massaxaltezzax9,8 (accelerazione di gravità sulla superficie del pianeta Terra)
Quindi, supponiamo di avere un litro di acqua a trenta metri di altezza, l'energia potenziale di quest'acqua sarà di circa 300 Joule.
Supponiamo invece di avere una pietra pesante 1 kg e supponiamo di lasciarla cadere da un'altezza di 30 metri questa pietra raggiungerà il terreno con una velocità di 24.2 metri al secondo. Applicando la formula dell'energia cinetica otterrai un'energia di circa 300 Joule ed il cerchio si chiude.
Naturalmente nel calcolo sono esclusi gli attriti e perdite varie, per cui la velocità finale della pietra sarà minore. Nel caso di acqua nel tubo il problema è ancora più complicato e la resa finale sarà ancora minore.

Per adesso mi fermo qui, se mi sono fatto capire possiamo proseguire con il problema della "portata".

Ciao
Tersite

Lupino
09-10-2010, 23:31
Buonasera a tutti e un grazie a tersite3 si ci sono eccome anzi, vediamo se mi ricordo bene (considera ormai più di 20 anni di buio):

La portata si definisce come la quantità di liquido che attraversa una data sezione nell'unità di tempo ovvero:

Portata=Volume/tempo

da cui, sapendo che in un condotto: volume=sezione*lunghezza
e velocita= lunghezza/tempo quindi il tempo=velocita/lunghezza

si ha che la portata=sezione*velocità (Q=Sv)

ora applico la formula del sito da te indicato che purtroppo non mi funziona e quindi mi tocca calcolarla (razzo, mazzo, palazzo) e ottengo 0,0075 m³/s (7,5 Lt/s) da cui per una sezione di 40 mm si ha una velocita in uscita di 6,3 m/s

Quindi se a tale condotta applico un ugello da 9 mm (sezione = 0,00006 m²) sapendo che in una condotta la massa in entrata é uguale a quella in uscita anche se questa si allarga o si restringe ovvero (tralascio tutti i passaggi intermedi) sezione1*velocità1 = sezione2*velocità2 ottengo che all'uscita dell'ugello avrò una velocità di 126 m/s :oops: che per la formula dell'energia cinetica (E=1/2*r*v² ove r=densita che per l'acqua = 1000Kg/m³) equivalgono a 793800J ovvero 220,5 Wh!
Da qui in poi però non so come fare

Ora sono pronto alla sentenza, quante c.....e ho scritto? Ti ricordo che per la legge del: mi dimentico un pò ogni anno con 20 e più si ha...... fai tu :)

Lupino
09-10-2010, 23:36
Un ultimo appunto per redmax67, se intendi usare un alternatore da auto devi cercarne uno con magneti permanenti se no la batteria devi usarla eccome! Serve per eccitare l'avvolgimento del rotore.
Se ne prendi uno tipo Fiat Uno o Punto hai come dati di targa 12v * 55A= 660W

redmax67
10-10-2010, 19:57
Ciao a tutti!

Oggi sono stato sul posto e ho fatto la famosa PROVA DEL SECCHIO: forse avrei dovuto farla prima.....:cry:: ho "misurato" 2 litri al secondo!
altro che 7 e passa!:cry::cry:

Che faccio, vado avanti oppure non ne vale la pena?

Per Lupino: e' vero, gia lo sapevo, l'alternatore ce l'ho gia, e' un 90A 14 volt, del tipo montato su audi e BMW, mio zio fa il carrozziere e me ne ha smontato uno da una macchina da rottamare, (GRATIS!).
Per capirne il funzionamento sono andato da un mio amico elettrauto che me lo ha provato al banco spiegandomi anche il collegamento che va fatto: ovviamente deve essere alimentato per l'autoeccitazione, quindi occorre per forza una batteria....solo che a questo punto vorrei capire se riesco a ricavarne qulcosa da sto ruscello oppure no...!:bye1:

tersite3
10-10-2010, 21:14
e ottengo 0,0075 m³/s (7,5 Lt/s) da cui per una sezione di 40 mm si ha una velocita in uscita di 6,3 m/s

Quindi se a tale condotta applico un ugello da 9 mm (sezione = 0,00006 m²) sapendo che in una condotta la massa in entrata é uguale a quella in uscita anche se questa si allarga o si restringe


Qui non ci siamo. Se restringi il condotto avrai una portata inferiore, magari una velocità di uscita superiore, ma la quantità sarà di meno.
Pensa al rubinetto, praticamente restringe il condotto e regola la quantità d'acqua che esce, fino a ridurla a zero.
La velocità d'uscita, a valle della strozzatura, aumentarà, ma solo fino al limite teorico.
Sempre con l'esempio precedente la massima velocità di caduta teorica è circa 24 m/sec.
Con questa velocità lo schizzo arriverebbe fino a 30 metri (teorici).
Non può essere superiore perchè altrimenti avremmo inventato il moto perpetuo.
Con 128 m/sec di velocità all'uscita dell'ugello lo schizzo arriverebbe fino 800 metri (sempre mooolto teorici).
Per il calcolo dell'energia hai usato la massa che è disponibile ogni secondo, quindi in pratica hai ottenuto una potenza (che è l'energia prodotta ogni secondo). Chiaro che è un pochino troppo.

Ciao
Tersite

Lupino
10-10-2010, 22:33
Buona sera a tutti.

Se restringi il condotto avrai una portata inferiore, magari una velocità di uscita superiore, ma la quantità sarà di meno.


Veramente la Legge di Leonardo afferma il contrario



Sempre con l'esempio precedente la massima velocità di caduta teorica è circa 24 m/sec.


L'esempio con 24 m/s non era quello della pietra? Con la condotta in questione (portata 7,5 L/s da cui 0,0075 m³/s per l' S.I.) si ha per un diametro di 0,04 m ovvero una sezione di 0,0012 m² una velocità di circa 6,3 m/s



Per il calcolo dell'energia hai usato la massa che è disponibile ogni secondo, quindi in pratica hai ottenuto una potenza (che è l'energia prodotta ogni secondo).


Qui in effetti sono andato un pò alla cieca, sapevo che i 793800J di energia cinetica corrispondevano a quelli prodotti per secondo, ma sapendo che un watt è pari a 1J/s ho ottenuto (wikipedia mi confermava la cosa) 1Wh = 3600J

Lupino
10-10-2010, 22:41
Un altra cosa, che centrano gli schizzi? Dovendo valutarne la gittata bisognerebbe tener conto di innumerevoli altri parametri tra cui proprio la massa ti basti pensare al fatto che un semplice starnuto può raggiunge la velocità di 200m/s eppure il flugge la cui massa è molto bassa non arriva di sicuro ad 1Km per cui veramente mooooooolto teorici

Lupino
10-10-2010, 23:12
Ho rifatto i calcoli..... ecco cosa succede ad andare a letto tardi e svegliarsi presto :cry::cry: in effetti devo aver sbagliato qualche passaggio. I joule sono 6949326 ovvero 1930 W valore quindi non dissimile dal tuo.
A proposito, applicando lo stesso metodo anche sul nuovo valore di portata calcolato da redmax67 ottengo 151,25W.

tersite3
11-10-2010, 13:51
Veramente la Legge di Leonardo afferma il contrario



La cosiddetta legge di Leonardo (che non conoscevo con questo nome) tratta di un sistema stazionario. E' assolutamente evidente che quello che entra è uguale a quello che esce, ma se vario le condizioni del circuito, con un restringimento per esempio, quello che entra sarà diverso da quello di prima.
S1 v1 = S2 v2
il primo membro dell'equazione darà un numero positivo uguale al secondo membro dell'equazione. Se riduco a zero la sezione S2 la velocità v2 assume il valore di infinito per mantenere l'egualianza? Oppure molto più facilmente si ridurrà a zero la v1?

Ciao
Tersite

Lupino
11-10-2010, 16:57
Si hai ragione, a me piace chiamarla così per "simpatia", in realtà sarebbe l'equazione di continuità ed è evidente che nel caso di un rubinetto che si chiude coon S tendente a 0 v tende ad infinito.
L'ho applicata nel passaggio tra la condotta e l'ugello, ho sbagliato?

A proposito redmax67, oggi ripensavo alle tue misurazioni, la lunghezza del tubo è 50 mt, ovvero una bobina intera di pvc da 40 mm? Il percorso dello stesso è lineare o segue un qualche sentiero? Ma soprattutto l'imboccatura del tubo è completamente sommersa? Te lo chiedo perchè i 2 Lt/s sono veramente pochini tutto considerato

Spes
11-10-2010, 20:43
.............................................. un tubo da 40mm ...


40 mm interno o esterno?

Spes

redmax67
11-10-2010, 21:56
Ciao ragazzi,

<beh, i="" 150watt="" prospettati="" da="" lupino="" sono="" una="" bella="" doccia="" fredda....="">Beh, i 150watt prospettati da Lupino sono una bella doccia fredda.....:cry:

Il tubo fouriuscirebbe da una piccola vasca di raccolta che dovrei riuscire a sistemare sul fianco del ruscello, mentre il tubo lo pensavo da 40mm interno....ma non l'ho ancora preso.......e, si, pensavo ad una bobina da 50mt. di tubo PVC.
Il percorso seguirebbe la pendenza naturale del terreno che non e' perfettamente lineare, anche perche pensavo di interrarlo per 30-40cm in modo da metterlo al riparo dalle gelate invernali.
A proposito della portata, questo e il periodo dell'anno in cui ce n'è meno.In primavera è anche piu del doppio....

Cosa ne dite?

Grazie ancora a tutti per le lezioni di idrodinamica......(si dice cosi?...) come avrete capito andavo un po a spanne.....:rolleyes:</beh,>

tersite3
11-10-2010, 23:20
Caro redmax
se ho ben capito il tuo ruscello, a monte e oggi, ha una portata di 2 l/min. Con questa portata ci fai veramente pochino.
I calcoli che avevamo fatto erano relativi all'ipotesi che il ruscello avesse una portata abbondante, molto superiore a quanto intendi prelevare. Nel qual caso potevi decidere di mettere un tubo da 40 mm, sicuro che in ogni caso il tubo sarebbe stato sempre pieno ed il flusso idrico stabile.
Se hai solo 2 l/min il tubo da 40 non sarebbe mai pieno, a meno di mettere un ugello più piccolo all'uscita.
In questo caso le cose funzionerebbero bene perchè la velocità lungo il tubo sarebbe bassa (e basse le perdite di carico) e la velocità di uscita dall'ugello abbastanza buona.
Ma la portata è veramente poca.
Il dimensionamento dell'impianto deve essere fatto in base alla portata che ritieni probabile nel momento del maggiore utilizzo.
Se hai acqua abbondante in novembre, ma in baita non ci vai è inutile dimensionare su quel valore. Se ci vai in estate devi tenere presente l'acqua che c'è in quel periodo, altrimenti rischi di fare un impianto grande che in definitiva non ti serve.
Infine, se ti piace giocare con questi problemi, fallo per divertimento, ma non ti aspettare un ritorno economico ragionevole.

I problemi sono ancora molti altri.

Ciao
Tersite

Lupino
12-10-2010, 06:19
Oltretutto, correggimi tersite3 se sbaglio, i watt di cui noi si continua a parlare sono di energia cinetica del getto che colpisce la pelton da li ai watt elettrici... sono ancora meno. Però se per assurdo ti accontenti di anche solo 100w elettrici puoi comunque accendere almeno 4 lampadine a basso consumo da 24w pari, in luminosità, a quelle da 100w old fashion (vedi incaldescenza).
In alternativa puoi provare a recuperare un motore da 50cc di un vecchio motorino e costruirti con l'alternatore che già hai un piccolo gruppo elettrogeno da attivare nei periodi, come questo, di magrezza idrica

Lupino
12-10-2010, 06:26
(Chiedo scusa per i post doppi) Una soluzione non esclude l'altra, ovvero ti basta inserire tra la pelton e l'alternatore una semplice puleggia su cui far passare una cinghia con relativo tenditore. Ovviamente usando il motore ti conviene chiudere il getto (o forse no :closedeyes:) prevedendo quindi prima dello stesso una saracinesca

esux
12-10-2010, 08:39
2 litri/secondo
salto 30 metri
se la lunghezza del tubo è di 50 metri
installi un tubo da 50 mm esterno (40 mm interno)
perdi per perdite di carico 3 metri.

potenza=27 metri x 2 litri/secondo x 9.81= 530 watt idraulicidia
ugello da installare 10.9 mm

non usare un alternatore autto! avrai solo problemi
piuttosto recupera qualche motore a corrente continua a magneti permanenti.

in base ai giri del generatore, sceglierai il diametro della turbina che devi montare direttamente sull'albero

ad esempio se devi fare 1500 giri (27 metri netti) diametro centro pala turbina circa 130mm


Visto che sarebbe tutto autocostruito, di potenza elettrica puoi sperare di ottenere come efficienza dal 25% al 50%, dipende da quanto sei bravo e da quanto impegno ci metti.

anche solo ottenendo 150 watt elettrici, ed accumulandoli in batterie adeguate.
ci fai funzionare illuminazione, un frigorifero a basso consumo e televisione.

ciao

car.boni
12-10-2010, 09:35
..................
potenza=27 metri x 2 litri/secondo x 9.81= 530 watt idraulici..............




Buongiorno Esux,
nella formula manca un dato importante : il rendimento.
Su oggetti cosi piccoli pensare a rendimenti simili a quelli di una Kaplan da 1MW e' impensabile, quindi e' prudenziale calcolare un 55/60%.
Ho letto tutte le disquisizioni tecniche, di schizzi, di pneumatici e di amenita' varie, tutto giusto ma tutto inutile.
Cosa conta e' determinare la portata. Pare che questo calcolo, dopo la prova del secchio, abbia portato a dire a Redmax che e' 2 l/s. Mi pare di aver indicato (2.5 l/s) piu' o meno la stessa quantita' qualche messaggio fa.
ciao car.boni

esux
12-10-2010, 10:07
ciao Carboni
se leggi tutta il mio messaggio troverai anche il rendimento.
o meglio l'energia elettrica che può ottenere, quindi il rendimento del sistema.
il rendimento da te indicato non è raggiungibile.
un buon generatore a magneti permanenti da 200 watt non superera, da solo, il 72% di efficienza.
quindi togliendo tutto il resto ho indicato un rendimento finale ipotizzabile dal 25% al 50%.

per esempio guarda i dati dei motori asincroni.
a 0.55 kw hanno renimento dichiarato del 62%
basta arrivare a 2 kw e il rendimento sale già oltre 80%
salendo di potenza i rendimenti superano il 90%

Lupino
12-10-2010, 10:11
Buon giorno a tutti.


potenza=27 metri x 2 litri/secondo x 9.81= 530 watt idraulicidia
ugello da installare 10.9 mm


Mi puoi specificare la formula da cui hai ottenuto ciò? Per watt idraulici intendi l'energia cinetica all'uscita dall'ugello vero?



non usare un alternatore autto! avrai solo problemi
piuttosto recupera qualche motore a corrente continua a magneti permanenti.


Pensavo anche io la stessa cosa in effetti, così risparmieresti anche la batteria per l'eccitazione dell'alternatore, non ricordo più se hanno magneti permanenti o meno ma credo che (nell'ambito automobilistico) le vecchie dinamo usate sino ad una 20ina di anni fa possano funzionare



ad esempio se devi fare 1500 giri (27 metri netti) diametro centro pala turbina circa 130mm


Ecco il passaggio che mi mancava, è una regola empirica o reale?



.........un frigorifero a basso consumo........

Mi sa che per quello basta l'acqua :-)

Per car.boni: era ovvio che la parte più importante da capire fosse la portata e per quello che ho suggerito il classico sistema del secchio e cronometro (non ho mai costruito impianti idroelettrici ma sistemi d'irrigazione interrati qualcuno si) .... ma un'ultima domanda a redmax67; i 2l/s sono calcolati sul torrente quindi non all'uscita del tubo visto che mi pare di capire tu non l'abbia ancora posizionato

Lupino
12-10-2010, 10:18
Lascia perdere la prima domanda, ho già la risposta, parlavi di potenza erogabile dalla turbina (santa wiki)

car.boni
12-10-2010, 10:21
............
se leggi tutta il mio messaggio troverai anche il rendimento.
..............


Ciao Esux,
ho letto ed e' vero cio' che dici ma sta di fatto che, normalmente e per completezza, nella formula viene indicato il rendimento.
Sulla quantificazione del valore del rendimento nn entro in quanto nn ho la ben che minima esperienza su impianti di queste dimensioni.
Quando mi trovo di fronte a piccoli impiantini ( passatemi i due termini riduttivi) ho sempre in mente che ci sono quote fisse e spese generali che sono incomprimibili e pertanto mi domando fino che punto tutto cio' e' conveniente.
Questo nell'ottica imprenditoriale ma abbandonandola e pensando all'autocostruito (pero' nn so fino a che punto e' compatibile con normative ed autorizzazioni varie) la cosa puo' avere un ritorno?.
ciao car.boni

Lupino
12-10-2010, 10:26
Bè, se redmax67 entrando nella sua casetta, alla sera, riesce a non sbattere contro i mobili perchè col suo impiantino riesce ad accendere 2 lampadine (ed il tutto a lungo andare pure gratis) il ritorno ce l'ha eccome!

esux
12-10-2010, 10:34
ciao carboni
difatti a fianco della formula avevo messo potenza idraulica.
avevo voluto specificare meglio sotto il discorso rendimento elettrico.
comunque credo che abbiamo chiarito il concetto

io non sono espertissimo ma ho visto qualcuno con impianti micro.
l'autorizzazione serve come per un impianto di grande dimensione.
ritorno economico non può esserci, vista la poca energia prodotta.
Quindi non si dovrebbero fare.
ma spesso nelle baite in montagna esistono già tubi che alimentano fontane o baite. E l'impatto ambientale spesso è nullo.
stiamo parlando di generatori che stanno in un secchio.

esux
12-10-2010, 10:37
ciao Lupino
non prendetemi come un esperto...

rispondo alle tue domande:
gli alternatori auto non hanno magneti permanenti, per questo hanno bisogno di una corrente di eccitazione.
di solito trovi alternatori da 70 ampere (800 watt)
quando li fai lavorare a 150 watt hanno un rendimento ridicolo.

Lupino
12-10-2010, 12:27
Ciao esux, della necessità di una batteria per la corrente di eccitazione sullo statore lo suggerivo io stesso qualche post prima a redmax67 difatti mi stavo ponendo la stesso tuo interrogativo, se cioè ad un alternatore non fosse da preferire una vecchia dinamo. Solo non ricordo se queste fossero o meno a magneti permanenti. Indicavo una dinamo di derivazione automobilistica principalmente perche mi è parso di leggere che il padre di redmax67 faccia il carrozziere quindi non dovrebbe aver problemi a reperirla presso uno sfasciacarrozze. Oltretutto la qualità costruttiva sarebbe sicuramente maggiore.

Lupino
12-10-2010, 12:46
Mi è venuto un dubbio, rivedendo la pagina di wiki sulla potenza delle turbine, vi è un collegamento alla legge di torricelli, 2 calcoli da cui si deduce che per un serbatoio alto 1m ho una velocità d'uscita di circa 4,4 m/s ovvero su 0,04 m di diamentro una portata di 0,0056 m³/s cioè 5,6 l/s ergo 1483,272W idraulici...... se il ragionamento che ho fatto è giusto a redmax67 basta comperare una botte per avere i suoi watt

tersite3
12-10-2010, 14:38
Direi che è meglio l'alternatore piuttosto che la dinamo, per gli stessi motivi per cui viene preferito sulle automobili. Il sistema collettore spazzole era una fonte continua di grattacapi; in ambiente umido come quello previsto sarebbe quasi proibitivo.
Sulla necessità di batteria ho dei dubbi, esiste comunque la possibilità di auto eccitazione, cioè una parte della elettricità prodotta serve a creare il campo magnetico.

Naturalmente è necessaria una centralina per gestire la corrente di eccitazione in funzione del numero di giri e della tensione richiesta in uscita, ma questa roba nelle auto c'è anche se non conosco i dettagli.

Un altro problema è che con l'ambaradan di provenienza auto hai una tensione in uscita da 12 volt in continua. Con basse tensioni non puoi permetterti linee di trasporto troppo lunghe, perderesti tutto nel tragitto o dovresti mettere cavi esageratamente grandi. Tanto per fare un esempio per portare 10 A alle tue lampadine a 12 V (120 W) potresti usare cavi da 2 mm2, ma se la distanza è di 50 metri perderesti 85 Watt lungo i cavi (con 220 V con la stessa perdita potresti trasportare 2200W).
Naturalmente puoi mettere un inverter che ti porti il tutto a 220 V a 50 Hz, con altre inevitabili perdite. Opzione quasi obbligata perchè con 12V continua puoi solo accendere le lampadine ad incandescenza della macchina, eventuali elettrodomestici ciccia (non che sia impossibile è che non vengono fabbricati per scarsa domanda).
Rimane ancora il problema della regolazione del flusso d'acqua alla turbina, se spegni le lampadine cessa la resistenza alla rotazione provocata dal prelievo di energia elettrica e la turbina potrebbe andare in fuga.
Per non tacere nulla mi permetto di ricordare cosa transita nei ruscelli di montagna (un pò di tutto) e questa roba, per la legge di Murphy, si infilerà irrimediabilmente nel tuo tubo proprio quando avrai invitato gli amici ad ammirare la tua realizzazione.

Sono un grande fan dell'idroelettrico, ma devo ammettere che un pannello solare da 1m2 ed un accumulatore da 80Ah ti darebbe più soddisfazioni a minor prezzo.

ciao
Tersite

esux
12-10-2010, 15:37
ciao tersite3
l'alternatore auto ha le spazzole!

l'alternatore auto ha un regolatore dell'ecitazione.
purtroppo questo, se sente la tensione bassa frena troppo la turbina, facendola uscire dalla velocità ideale di massimo rendimento.
sulle auto questo non da problemi, perchè la potenza del motore compensa qualsiasi richiesta dell'alternatore.
in baita ora si usano lampadine a led a 12volt
esistono piccoli frigoriferi a 12v da 35 w di potenza.
ci sono dei pro e dei contro.
come in tutti i sistemi.
certe baite sono in zone poco assolate.
quando si può è utilile il pannello solare.

tersite3
12-10-2010, 16:31
ciao tersite3
l'alternatore auto ha le spazzole!

Certo, ma ha degli anelli continui sui quali strisciano le spazzole. La dinamo ha il collettore fatto a spicchi, fra uno spicchio e l'altro ci deve essere isolamento, nella transizione si generano scintille fastidiose.
Ai miei tempi ricondizionare il collettore della dinamo era una operazione comune e programmata, ora nessuno sa cosa sia l'alternatore della macchina (si scassa tutto il resto molto prima.

Conosco i frigoriferi da 12 volt, ne ho uno in roulotte, per questo non l'ho preso in considerazione, visto come funziona.
Ho trovato anche lampadine led a bassa tensione da circa 1W al prezzo di 10 € caduna.
Illuminare una baita con lampade a basso consumo è una "sciccheria", per quel che si usano.

Ciao
Tersite

Lupino
12-10-2010, 21:04
Ciao e buonasera a tutti.
E si, avete ragione tutti e due, esux e tersite3, la dinamo patisce l'umidità e le spazzole possono essere fonte di noie ma al tempo stesso non ha bisogno di correnti di eccitazione ne di regolatori, un inverter costituirebbe un carico in più e una linea particolarmente lunga una dispersione (da ex elettricista posso comunque dire che con 10A ci vuole almeno una sezione di 6mm). I pannelli solari sono una buona cosa ma costano e in montagna, posto soleggiato o meno... nevica. Quoto la legge di Murphy, soprattutto in primavera per cui.... o si prova e si va al risparmio oppure mi sa che l'optimum rimane un gruppo elettrogeno, autocostruito o meno.
Approposito che ne dite della mia botte?

redmax67
12-10-2010, 21:52
Ciao a tutti!

Non avrei mai sperato di avere un dibattito cosi erudito da parte vostra riguardo al mio (ipotetico) piccolo impianto!!....

Comunque mi sono schiarito abbastanza le idee, volevo solo puntualizzare alcune cose
Io, come ho gia detto qualche giorno fa, ho gia un contatore enel per la corrente della mia baita, il mio (piccolo) problema e che la borgata nella quale e' situata (la baita) non e ' dotata di illuminazione pubblica, e dato che, soprattutto d'estate, siamo in molti, tutti turisti, ad abitarla, mi piaceva l'idea di riuscire ad illuminarla con energia pulita ricavata dal famoso ruscello.......
Inoltre come ho gia detto, pensavo di attrezzare l'impianto, a monte del tubo, con una vasca di raccolta dell'acqua, che servirebbe sia a risolvere il problema dello sporco (foglie, rami etc.. dato che ho pensato ad un sistema di decanto dell'acqua che consenta di avere all'entrata del tubo acqua pulita), che ad aumentare, come mi sembra dicesse Lupino un pochino la pressione dell'acqua nel tubo; certo ora so che se quella vasca è alta almeno 1 metro è meglio....
Il problema dell'alternativa all'alternatore (...:rolleyes:) è che in realta non saprei dove andare a prendere un motore a corrente continua a magneti permanenti senza spendere una fortuna.....possibile ricavarlo da qualcosa di usato? qualcuno sa dirmi da cosa? dovrei chiedere a mio zio se riesce a reperire una di quelle dinamo di cui parlate.....anche se poi mi pare di capire che anche loro abbiano qualche problema per via dell'ambiente umido.
Detto questo, e dopo essermi ripreso dalla questione dei 150watt:cry:, credo che tutto sommato ci provero lo stesso, in ogni caso caricherò delle batterie, di modo che, dalla mattina alla sera ci sia il tempo di immagazzinare la corrente necessaria ad accendere le mie lampadine (no frigo, TV, etc...!)
Sicuramente non costruiro un generatore che funzioni a benzina! piuttosto niente! W l'energia pulita!

PS. poi appena potrò integrerò l'impianto con pannelli solari, dato che lì l'esposizione è a sud, con la possibilita di sistemarli al riparo dalla neve.

Ciao!:bye1::bye1:
Massimo

redmax67
12-10-2010, 22:07
Ah, dimenticavo

La portata l'ho rilevata sul ruscello e sono 2 litri al secondo non al minuto!

Lupino
12-10-2010, 23:16
Sul calcolo della portata lo immaginavo ma non osavo dirlo :bored:..... vabbè siamo d'autunno! Nel dubbio alternatore - dinamo forse alla fine ti conviene l'alternatore; più robusto, meno problematico per l'umidità e oltretutto ce l'hai già(comunque l'uscita sarà sempre in cc visto che normalmente hanno già il loro bravo ponte a diodi) per la botte nessuno mi ha ancora quotato ma penso possa funzionare nel caso (max risparmio) puoi provare a recuperare uno di quei fusti in plastica che di solito si vedono negli orti o in campagna sono da 100lt +/- e alti all'incirca proprio un metro (mi si dice che in origine servano per contenere il disinfettante usato nelle sale mungitura). Un ultima cosa, per la linea (come faceva notare tersite3) usa un cavo da almeno 2x6 (2 fili da 6 mm). Ciao e facci sapere.
Lupino

redmax67
13-10-2010, 19:50
Grazie Lupino!

mi organizzo, non so se riesco prima dell'inverno, poi a cose fatte vi dico!
Naturalmente ogni ulteriore consiglio è bene accetto!!

Ciao!
Massimo

Tipicovalenzano
19-10-2010, 14:12
Ciao a tutti sono uno studente del Politecnico di Torino. sto cercando materiale inerente alla progettazione di massima di un mini-idro su una condotta.

Gentilmente qualcuno ha voglia di inviarmi qualcosa (materiale) o farmi sapere dove cercare?

Grazie a tutti in anticipo spero di non farvi perdere troppo tempo

Ciao Alberto

Lupino
19-10-2010, 17:05
Esattamente di cosa avresti bisogno? Di materiale pronto non ho nulla ma se riesco posso darti una mano a cercarlo

redmax67
24-10-2010, 10:58
Ciao a tutti !:bye1::bye1:
curiosando su ebay mi sono imbattuto in questo generatore a magnti permanenti:
Generatore idro elettrico x Pelton Alternatore eolico su eBay.it Generatori di Corrente, Elettronica ed Elettricità, Audio, TV, Elettronica (http://cgi.ebay.it/Generatore-idro-elettrico-x-Pelton-Alternatore-eolico-/110600761615?pt=Generatori_di_Corrente&hash=item19c051b10f)
Vorrei saper cosa ne pensate, potrebbe fare al caso mio?:spettacolo:

Inoltre ho trovato tutta una serie di componenti gia bell'e pronti ad un costo tutto sommato accessibile....chissa se sono validi.....
UGELLO idroeletrico NOZZLE Düse Buse PELTON TURBINE su eBay.it Utensili elettrici, Bricolage e fai da te, Casa, Arredamento e Bricolage (http://cgi.ebay.it/UGELLO-idroeletrico-NOZZLE-Duse-Buse-PELTON-TURBINE-/300480900556?pt=Utensili_elettrici&hash=item45f60eadcc)
PELTON TURBINE MICRO HYDRO GENERATOR IDROELETTRICO su eBay.it Utensili elettrici, Bricolage e fai da te, Casa, Arredamento e Bricolage (http://cgi.ebay.it/PELTON-TURBINE-MICRO-HYDRO-GENERATOR-IDROELETTRICO-/300482674096?pt=Utensili_elettrici&hash=item45f629bdb0)
cassa per generatore idroelettrico pelton o turgo case su eBay.it Utensili elettrici, Bricolage e fai da te, Casa, Arredamento e Bricolage (http://cgi.ebay.it/cassa-per-generatore-idroelettrico-pelton-o-turgo-case-/300483504934?pt=Utensili_elettrici&hash=item45f6366b26)

Me la fate una recensione? :rolleyes:
Grazie a tutti !:)

Lupino
24-10-2010, 11:13
Ciao a tutti
Gli ultimi 3 link si riferiscono al medesimo venditore, ti conviene telefonare a lui e, riportandogli la tua idea, vedere se gli oggetti in questione potrebbero andare bene. Nel link dell'ugello vi è una immagine coi dati della regione sociale del venditore con tanto di telefono e cellulare. A occhio sembrerebbe una buona soluzione ma mancano (a parte l'ugello) i dati tecnici (diametro pelton, dati del generatore etc. etc.)

redmax67
24-10-2010, 17:37
Grazie per la consulenza Lupino, guarda un po' qui:
http://cgi.ebay.it/ws/eBayISAPI.dll?VISuperSize&item=300482674096

puo andar bene?
Intanto chiedo anche al venditore, ma sai, lui deve vendere......:rolleyes:

Il generatore e' da 500watt, mi chiedevo, essendo a magneti permanenti, non e' che poi il mio getto d'acqua non riesce neppure a farlo girare......

Ciao!:bye1:

redmax67
24-10-2010, 17:47
scusate, mi sono accorto che il link non funziona.....
Era riferito alla turbina pelton, comunque riferisco i dati:
diametro esterno: 128mm
diametro a centro "cucchiaio": 100mm
spessore totale turbina: 29mm

Lupino
25-10-2010, 06:23
Buongiorno a tutti

Il generatore e' da 500watt....
Su 12v?
I dati della Pelton (faccio riferimento ad un post di questa discussione) sembrano ok per il tuo impianto.
L'inerzia iniziale della turbina non è così collegata alla tipologia del suo generatore (magneti permanenti o meno) ma alla massa.
Altro discorso è nel caso di resistenze di carico collegate al suo avvio, come già postato all'inizio della discussione. Perciò se all'avvio il circuito degli utilizzatori sarà in posizione aperta non dovrebbero esserci problemi. L'aggancio con la rete dovrà comunque avvenire una volta raggiunta la velocità massima.