Sfruttare un ruscello per Idroelettrico

[Randolf]

A 10 mt da casa mia passa un ruscello di acqua bianca e vorrei valutarlo per sfruttarlo per produrre energia per consumi personali.

Il ruscello è:
- Fatto in cemento;
- largo 120cm circa;
- Profondità 10 cm circa; (se serve posso creare uno sbarramento per far alzare il livello)
- velocità acqua 10mt in 5,4sec. (ho buttato un pezzo di polistirolo e calcolato il tempo);
Provo ad inserire foto.
Cosa mi consigliate di fare? che costi vado ad affrontare e quanto potrei fargli produrre?
Grazie

[idrotec]

Dai tuoi dati viene fuori che la portata è di 220 l/s e la pendenza del canale del 1,8% pur consigliandoti di verificare con misure più attendibili questi dati (stramazzo per la portata e rilievo topografico per la pendenza).
Dalle foto non vedo salti (cascate per intenderci).
L'unica possibilità potrebbe essere sfruttare la pendenza e intubare per un lungo tratto così da creare un salto.
Ad esempio se fosse possibile intubare 300 m con pendenza del 1,8% avresti un salto lordo di 5,4 m che con 220 l/s porta ad una potenza elettrica di circa 6/7 kW.
Resta inoltre da verificare se la portata è costante, se è possibile derivare questo ruscello, se bisogna lasciare il DMV, se occorre passare su altre proprietà, ecc.
Sui costi non mi sbilancio ma credo che saranno abbastanza elevati rispetto alla modesta potenza che ottieni.

[Randolf]

Grazie per la risposta.
Ma come faccio ad intubarlo e a fargli fare questo salto? In materia non ho esperienze e che costi vado ad affrontare indicativamente per 6/7 kw?

[roby768]

conosco un tipo che da 30 anni con una canaletta simile alla tua produce 3-4 kw
con una semplice ruota a pale e un alternatore

[Randolf]

Ciao Roby768! puoi illustrarmi cosa mi servirebbe e cosa devo fare?Grazie

[Randolf]

Se opto per questa soluzione come da disegno cosa ne dite?
Questo per utilizzare la classica ruota o turbina Peltron
Praticamente restringo il canale così da fargli alzare il livello dell'acqua e faccio anche un piccolo scavo da 10 cm per tutto il canale centrale facendo in modo da abbassare il pìu possibile la ruota.
Ci sono prò e contro in questa soluzione?
Grazie

[idrotec]

Prima di vedere il tipo di ruota/turbina, facciamo un discorso fisico: senza intubare, il salto massimo che puoi sfruttare alzando il livello nel canale è dato dalla differenza di quota tra il bordo canale (livello acqua a monte) e l'acqua a valle (quota attuale pelo libero). Direi 60/70 cm dalle foto.
Ipotizzando un rendimento del 50/60% e la portata di 220 l/s avrai una potenza inferiore ad 1 kW.

[Lupino]

Bè come si suol dire.... pochi ma buoni
Buonasera a tutti
Buonasera Randolf, secondo me con un generatore ed una ruota a pale, il tutto ovviamente di recupero o autocostruito, anche solo 1kw sarebbe ottimo.
Piuttosto non riesco a capire il perchè della tua intenzione di restringere il canale. Così facendo, nel restringimento, aumenteresti la velocità un pò come se inserissi una valvola di laminazione, ma non la portata e il risultato comunque non cambierebbe.
Io punterei al massimo possibile con il minimo spreco di forze ovvero, per l'appunto, una ruota a pale di raggio (a spanne) una 15ina di cm e larga quanto il canale.
Piuttosto, la portata da te rilevata varia con le stagioni o si mantiene costante?

[Randolf]

Ciao Lupino,
Penso che restringendo il canale la ruota è più immersa in acqua e l'acqua acquistando più velocità a sua volta gira di più anche la ruota.

[Lupino]

Buonasera Randolf
Nel calcolo della potenza ottenibile da un gruppo turbina-generatore le variabili principali di cui tener conto sono 2 ovvero:
- Il salto, inteso come dislivello altimetrico tra il bacino di raccolta e la turbina
- La portata, intesa (semplificando per una condotta) come la quantità di acqua che attraversa una data area nell'unità di tempo ovvero data la sezione A della condotta avremo che la portata Q=A*v ove v è la velocità
Restringendo il condotto, nel tuo caso la canalizzazione, aumenterai si la velocità ma parimenti ne diminuirai la sezione A lasciando quindi invariata la portata.

[Lupino]

Per completezza:
Il salto (come per altro evidenziato da idrotec) viene calcolato basandosi sulla velocità da te stimata in 1,85m/s (10m in 5,6s) ovvero:
h=(v/radice(2g))²
dove:
h=altezza
v=velocità
g=costante accelerazione di gravita (9,8m/s²)

cioè per h=0,18m otteniamo una pendenza appunto di c.ca 1,8%

[Randolf]

Lupino grazie per il chiarimento !

[Randolf]

Carissimi collaboratori forse riesco ad incanalare l'acqua e in circa 130 mt di tubo forse riesco a fargli fare un bel salto.
Penso che cosi ad occhi e croce si riesce a fare un salto di 1.5 mt in quanto ad un punto c'è una piccola cascata, naturalmente devo prima prendere le misure. Se questo fosse possibile, che tipo di turbina mi da più resa? si riesce a metterne più di una verso la fine del tragitto?

[Lupino]

Buonasera a tutti
Buonasera Randolf
Se la pendenza dedotta da idrotec e da me corrisponde a realtà con 130mt di tubo dovresti avvicinarti più verosimilmente ai 2mt di salto.
Ti aggiungo una formula a quelle su postate, forse la più importante ai fini pratici ovvero:
P=d*Q*g*h
ove
P= la potenza teorica ottenibile dalla turbina espressa in Watt
d=densità in kg/m³ del fluido in questione (per l'acqua pari a 1000)
Q= la portata espressa in m³/s
g= solita acc. di gravità
h=il salto in questione espresso in m.
Per quanto riguarda il tipo di turbina secondo me difficilmente potrai adottare altro se non la già identificata ruota a pale, aspetta comunque anche altri pareri sicuramente più autorevoli del mio

[Maurizio8]

Buona sera a tutti, che ne dici randolf se veramente i dati da te postati sono giusti quindi 2 metri di salto e 220 lt/sec io ci metterei una ruota per di sopra con un motore a magneti permanenti da 1500w, ovviamente 2 inverter con delle batterie al gel, ed un sistema automatico di scambio rete/batterie, cioè quando le batterie si scaricano automaticamente si andrà a prelevare dalla rete. Però c'è un problema, secondo voi vale la pena spendere 3-4 mila euro? con 3-4 mila euro per quanti anni ci pagheremo l'energia? bisogna valutare bene, sicuramente è un bel progettino! sarebbe anche una soddisfazione! ciao a tutti

[Lupino]

con 3-4 mila euro per quanti anni ci pagheremo l'energia?

Andando a spanne poco meno di una decina
Per quello che, in prima istanza, io suggerivo di andare sul semplice e sull'auto-costruito tipo: ruota a pale in alluminio o plexiglass, alternatore da auto e gruppo inverter magari recuperato da un ups per computer (1000VA)
Scusa Maurizio8 ma delle batterie che se ne fa? Mica stiamo parlando di celle fotovoltaiche l'acqua scorre 24h/24

[Maurizio8]

ciao lupino, le batterie servono perchè durante la notte non si consuma quanto si genera, allora con delle batterie industriali puoi accumulare per poi utilizzare durante il giorno quanto serve. Ci sono delle batterie industriali da 2 volt con una capacità di 700Ah, con 6 batterie avremo 4200 Ah e 12 volt, queste permettono di applicare ogni tipo di carico. Sicuramente hanno un costo, però bisogna considerare che queste hanno una vita minima di 10 anni.Altrimenti se non si vogliono mettere le batterie si mette una resistenza che dissipa l'eccesso, però dato che si produrrà massimo 1500w cosa facciamo poi se dobbiamo accendere il forno, o la lavatrice, o il ferro da stiro? si può utilizzare solo una fonte di energia, o il generatore o la rete, per questo per fare una cosa fatta bene ci vogliono quei componenti che dicevo sopra. secondo me con quel sistema la rete si utilizzerebbe il 20%, non più. Comunque se ognuno dice la propia idea sicuramente poi alla fine discutendone usce fuori la migliore idea!!! ciao a tutti!!!

[Lupino]

Concordo pienamente con te, i normali elettrodomestici senza un arrocco come da te descritto sono da escludere.
Al limite si può pensare all'utilizzo per la sola illuminazione con lampadine a basso consumo su una linea però, ovviamente, separata

[ener]

Complimenti agli interventi, ho una domanda.
Ci sono dei limiti burocratici ed autorizzativi per una realizzazione del genere?

[Lupino]

Mi dispiace in questo non posso proprio aiutarti, immagino ci siano limiti di sfruttamento in ragione delle proprietà che detta canalina attraversa ma sulle leggi in tal settore non so proprio nulla

[Maurizio8]

buona sera a tutti, dato che su ogni impianto di casa le linee interne sono divise in illuminazione e prese, probabilmente il sistema di cui parlavamo si potrebbe inserire nella parte dell'illuminazione! così si risparmieranno i costi di batterie ecc... e non si avranno problemi ad accendere qualche luce in più!!! vediamo randolf che decisione prenderà!!! ciao a tutti

[Lupino]

Magari Maurizio8 fosse così, sai che facile sarebbe trovare i cortocircuiti, ho fatto l'elettricista per qualche anno, solo impiantistica civile, e ti assicuro che sono poche le case in cui la forza (prese) è divisa dalla luce. da mia madre, in fase di ristrutturazione, ho diviso forza, prese e zone ma è una soluzione più unica che rara.
Di solito c'è una linea sola, massimo una per piano, con le varie derivazioni in ogni stanza e già così sarebbe una cosa ben fatta ma di solito gli elettricisti "professionisti" si concedono virtuosismi incredibili pur di risparmiare sul materiale

[Maurizio8]

Non sò cosa dirti, sugli impianti civili non ci metto mai mano, sicuramente non tutti hanno l'accortezza e la precisione sul lavoro, comunque è una cosa facile da verificare, magari randolf è tra i fortunati!!! più che altro io mi preoccuperei per la ruota, l'anno scorso vidi qualche ditta, mi sembra fosse americana, una ditta che la faceva tutta in acciaio tranne i sostegni che vanno dal perno centrale alla ruota che erano in legno. Non oso pensare ai costi perchè non mi hanno mai risposto! ciao

[Lupino]

Legno? Che strano, sicuramente un tocco estetico nel ottica di un gusto retrò.
Non ho mai provato a costruirne una ma non credo sia così complicato, in questo caso oltretutto non vi sono grandi "potenze" in gioco e anche il flusso d'acqua non dovrebbe presentare detriti o altro tali da rendere obbligatorio l'uso di materiali particolarmente impegnativi.
Qualche idea per l'home-made?

[Randolf]

Buona sera a tutti,
per quanto riguarda l'impianto elettrico di casa e fatto benissimo, ho tutte le zone separate, luce zona giorno, luce zona notte, prese giorno, prese notte, per il resto non voglio affrontare costi elevati penso che la corrente prodotta potrebbe anche bastarmi solo per le luci, visto che in casa abbondano,
Potete aiutarmi a dire cosa devo collegare alla ruota affinche riesco a produrre energia e utilizzarla con e senza batterie?
Grazie

[Lupino]

Essenzialmente un alternatore o una dinamo (attento non sono la stessa cosa), una o più batterie ed un inverter.
Volendo risparmiare anche di derivazione automobilistica vanno bene.

[Randolf]

[QUOTE=Lupino;119144722]Essenzialmente un alternatore o una dinamo (attento non sono la stessa cosa), una o più batterie ed un inverter.
Volendo risparmiare anche di derivazione automobilistica vanno bene.[/QUOTE
Ciao Lupino;
Gli alternatori sono tutti uguali o si suddividono in base a quanti gira fa la ruota?
Grazie

[Lupino]

Ogni alternatore (stiamo parlando di quelli automobilistici) ha i suoi "dati di targa" ovvero è indicata, una volta stabilizzata la tensione, la corrente erogata ad una determinata velocità di rotazione.
Ovviamente i due parametri sono in relazione tra loro; a minore numero di giri corrisponde una minore quantità di corrente.
Ho specificato "una volta stabilizzata la tensione" in quanto normalmente, almeno nell'uso automobilistico, viene posto all'uscita dell'alternatore un regolatore di tensione che provvede a regolare la corrente di eccitazione in rapporto alla tensione generata stabilizzandola quindi ad un determinato valore.

[Maros3]

Ciao. Ho qualcosa di molto simile a te. Ho applicato prima un motore asincrono ed usavo la corrente prodotta per illuminare (la frequenza non è quella giusta ma per la luce va bene) senza accumulo, poi recentemente ho applicato un motore a magneti permanenti di recupero con un moltiplicatore bonfiglioli. Forse non ottimizzo al 100% però soddisfazioni ci sono e i risultati devo ammettere sono ottimi. Con l'alternatore automobilistico ho provato, ma girano troppo veloci devi moltiplicare troppo i giri, andare nelle batterie e poi trasformare in CA. Troppi costi. Almeno questa è la mia esperienza.
Le potenze in gioco sono banali e non economicamente interessanti se ci spendi troppo, però qualcosa di interessante può uscire. Ho imparato che non esiste la soluzione migliore, ma ogni caso ne ha una!

Qualche tempo fa avevo postato alcune immagini del mio mulino. Prova a cercarle, se ti interessa ne mando altre, dopo le vacanze però.

Ah... dimenticavo! Attenzione alla ruota che prende tutto il canale, se non hai una fuga il primo rametto che entra, la ruota la blocca con le conseguenze del caso.

Ciao MAros

A 10 mt da casa mia passa un ruscello di acqua bianca e vorrei valutarlo per sfruttarlo per produrre energia per consumi personali.

Il ruscello è:
- Fatto in cemento;
- largo 120cm circa;
- Profondità 10 cm circa; (se serve posso creare uno sbarramento per far alzare il livello)
- velocità acqua 10mt in 5,4sec. (ho buttato un pezzo di polistirolo e calcolato il tempo);
Provo ad inserire foto.
Cosa mi consigliate di fare? che costi vado ad affrontare e quanto potrei fargli produrre?
Grazie

[Lupino]

Si, pienamente d'accordo con te Maros3, viste le potenze ricavabili meno spendi più guadagni, solo una cosa, per quanto riguarda l'alternatore, ok le batterie, necessarie però solo per l'eccitazione della bobina (e tralasciando possibilità di autoeccitazione), ma perché parli di una conversione in AC? Se la corrente prodotta serve solo all'illuminazione (e solo di lampadine ad incandescenza) anche in CC va bene se poi sono a 12v non c'è neppure il problema della tensione