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Visualizza la versione completa : Fai da te Microidroelettrico su pozzo artesiano.



robor65
08-07-2011, 16:36
Buongiorno a tutti.

Scusate se nella mia immensa ignoranza magari scrivo assurdità.

Volevo chiedere se potete aiutarmi per un progetto.

Premessa.
Sono in procinto di iniziare la costruzione della nostra (mia e di mia moglie) casa.
Nella nostra zona non c'è acquedotto, tutte le case hanno un pozzo artesiano grazie alle numerose falde sottostanti.
Vedere tutta quell'acqua sprecata mi ha sempre dato una brutta sensazione, mi son sempre chiesto se non fosse possibile sfruttarla.
Facendo varie ricerche ho trovato qualcuno in zona che sembra fare impianti di microidroelettrico per pozzi artesiani, l'ho contattato e finalmente ieri venuto a fare un sopralluogo.

Ha portato con se una microturbina che così, ad occhio per nulla esperto, sembrava un semplice motore elettrico collegato ad una turbina pelton (o turgo?) con 2 ugelli.

L'abbiamo collegato ad un pozzo vicino al nostro appezzamento di terreno e siamo riusciti a raggiungere i 1000 giri.
A detta dell'ingegnere che eseguiva la prova si sarebbe arrivati ad una produzione di 200 Watt ora. Dice che da un pozzo come quello potremmo ricavare un massimo di 250 Watt ora.

Non ho dettagli tecnici sulla turbina da lui usata, per quanto riguarda il pozzo è:

un pozzo profondo 130 metri circa.
I primi 100 metri sono costituiti da un tubo da 3 pollici, poi per altri 30 metri fino in superficie tubo da 5 pollici (non chiedetemi perchè). All'uscita c'è un raccordo di nuovo da 3 pollici.

Per collegarlo alla macchina è stato utilizzato un ulteriore riduttore ad occhio e croce da 1 pollice. I tubi facevano due pieghe a 90 gradi per arrivare agli ugelli.

Secondo voi, (e qui magari dico proprio castronerie), utilizzando un alternatore a magneti permanenti, un pozzo privo di tutte queste strozzature/allargamenti, un differente tipo di turbina e qualche altro accorgimento, non si potrebbe arrivare ad almeno 500 watt ora?

Avete qualche idea? Sapete darmi qualche consiglio?

Grazie per l'aiuto.

eribird
08-07-2011, 17:03
Se davvero quel pozzo è in grado di generare 250 watt COSTANTI e non si "spompa" dopo qualche ora di erogazione, a che ti serve generarne di più ? Con oltre 6 KWh al giorno di produzione il problema eventualmente è come/dove accumulare sufficiente energia per far fronte ai picchi di utilizzo, non tanto la potenza del pozzo, che comunque, anche fosse di 500 W, non basterebbe "in presa diretta" a far fronte alle comuni esigenze domestiche, quindi andrebbe comunque approntato un sistema di accumulo dell'energia (batterie-inverter). 6 KWh al giorno sono più che sufficienti, se fai un uso razionale dell'energia.
E credo che chi ti ha detto che il pozzo potrebbe arrivare a 250 W di potenza si riferisse alla portata massima a regime costante.
Tu potresti anche fare un buco di un metro di diametro e generare una cascata d'acqua, ma dopo un po' l'acquifero si svuoterebbe e la portata d'acqua sempre la stessa è, alla fine.

robor65
08-07-2011, 17:19
Grazie per la risposta.
Vedi, i pozzi qui in zona funzionano da centinaia di anni e solitamente (a parte qualche raro caso) non si spompano, ma continuano ad erogare costantemente, in caso contrario, niente acqua (no acquedotto)

Da quanto mi dicono se l'impianto ha una potenza nominale di 1 kw o superiore posso accedere allo scambio sul posto, quindi non avrei problemi di accumulo.

La casa utilizzerà la falda anche per una pompa di calora con scambiatore acqua/acqua (temperatura di falda costante a 13°) per cui il consumo energetico sarà superiore a quello di una normale abitazione, si stima attorno ai 5000 kwh/anno (nella casa attuale ne utilizziamo meno di 2500), per questo vorrei arrivare ai 500 Wh, per ottenere almeno 4000 kwh/anno

eribird
09-07-2011, 14:51
Non ho idea di quale portata d'acqua sia necessaria per arrivare a una potenza di 1 KW, per cui ragionerò basandomi sui pricipi della fisica. Se, per ipotesi, il pozzo ti spara fuori acqua a 2 atm di pressione ( 20 metri), la potenza teorica limite è pari all'energia potenziale dell'acqua (diviso l'unità di tempo), per cui avresti un HP (= 75 Kg m = 735 W) ogni 3,75 litri/s di portata, quindi circa 5 litri/s per arrivare a 1 KW, sempre teorico. Non ho idea di quanto possa essere il rendimento di una ottima turbina, diciamo che se il sistema arrivasse al 50% di rendimento globale ti ci vorrebbe una portata di 10 litri/s, sempre nell'ipotesi che il pozzo mantenga, con quella portata, una pressione di 2 atm. A queste ipotesi va quindi abbinato il calcolo delle perdite di carico nella tubazione, cosa abbastanza facile se si conoscono lunghezza e diametro della stessa. Per quanto ricordo da un esame sostenuto da una mia ex geologa a cui facevo ripassare la materia su come "funzionano" i pozzi, non è che si possa mungere a piacimento un acquifero, a meno che sotto non ci sia un fiume carsico, più che un normale acquifero. L'acqua arriva al pozzo attraverso un materiale poroso, di norma, e questo materiale condiziona anche la portata del pozzo, perché l'acqua deve filtrare attraverso gli interstizi, per cui se tiro troppa acqua andrò a creare una "buca" di potenziale, in poche parole la pressione del pozzo scende...

robor65
12-07-2011, 10:56
Ti ringrazio per la spiegazione.
Io purtroppo non so dirti esattamente di che tipo di acquifero o altro si tratta. Quello che so è che da questi pozzi normalmente da 3 pollici esce acqua costantemente 24 ore su 24 da sempre. Ho chiesto in giro e mi dicono che a seconda della tipologia di falda che si trova ci possono essere delle variazioni di flusso stagionali, ma che nella mia zona sono molto più stabili e scendendo a profondità oltre i 100 metri non ci sono variazioni apprezzabili.

Una precisazione, per pressione inntendi pressione statica o dinamica?
Le portate variano a seconda dei pozzi e del diametro da 20 l/min fino anche a 80 l/min.

Per misurare la portata, nessun problema, per la pressione pensavo ad un manometro collegato ad un tubo, ma csì avrei la pressione statica e non dinamica.

Per fare le prove ho trovato a poco prezzo di seconda mano una turbina pelton ed un alternatore a magneti permanenti da 500w.

Qualcuno sprebbe dirmi dove trovare degli ugelli spina doble? Su ebay li trovo ma costano caretti, prenderne due mi costerebbe più di tutto il resto della turbina con inverter che ho trovato

buran001
12-07-2011, 23:08
Ciao,quoto Eribird,ipotizzo 140W,poi se la portata o la pressione é maggiore meglio é.

Non ti servono le spine doble, basta UN ugello fisso da tagliare e una girante Pelton di plastica,fai una tabella con varie portate e rispettive pressioni,basta un bidone di capienza conosciuta (ti consiglio almeno un 200 litri) e un cronometro.
Ciao

robor65
13-07-2011, 09:37
La prima prova effettuata con tutti i suoi limiti ci ha dato comunque 200W.
Abbiamo azionato una levigatrice da 175W che anche a massima pressione non dava segni di cedimento.

La spina doble l'avevo pensata per non dover ogni volta smontare e tagliare gli ugelli per trovare il dimensionamento ottimale.

Oggi comunque andrò a ritirare la turbina e farò autonomamente alcune prove

buran001
13-07-2011, 18:04
Ciao,dunque o c'é piu pressione dei 2 bar o piu portata,con 1,3 litri al secondo massimi,ti servono cira 3 bar per 200W

robor65
21-08-2011, 11:12
Ciao a tutti,
scusate per il lungo silenzio, ma non trovavo mai il tempo di montare e testare le mia turbina.

I risultati sono stato decisamente entusiasmanti. L'ho provata su un pozzo appena fatto nel terreno accanto al mio, questi i pochi dati che ho raccolto:

Pozzo:
Profondità 130 metri
sono stati calati prima 100 metri di tubo da 3 pollici, poi 30 metri da 5 pollici
non ho fatto calcoli di pressione e portate

Turbina:
Pelton diametro 12 cm, 22 cucchiai
due ugelli fissi
Alternatore a magneti permanenti da 500 watt

collegata al pozzo con un flessibile da 1 pollice (all'uscita il pozzo ha una valvola da 2 pollici).

Quando ho utilizzato il tachimetro digitale non credevo ai miei occhi, ho rifatto le misurazioni almeno 10 volte, chiudendo e riaprendo il flusso, ma non c'erano dubbi, il tachimetro segnava 970 rpm.

Per meglio farvi capire la mia felicità vi posto qui sotto i diagrammi dell'alternatore:

18657

Cosa ne pensate?

buran001
21-08-2011, 17:00
Ciao,le caratteristiche tecniche dell'alternatore servo ad altro...
Quei diagrammi sono la tensione e potenza in base a giri,caratteristiche di fabbrica,sarebbe più interessante la potenza reale resa...

Spero che la misura tachimetrica l'hai eseguita sotto carico elettrico! Alla fine quanti W escono?

robor65
22-08-2011, 09:08
:cry: ecco come smontare un povero novellino privo di bagaglio tecnico adatto.

Non ho applicato nessun carico, in quanto è un alternatore trifase e non ho un inverter adatto. Ho solo un controller di carica per batterie che può essere utilizzato direttamente sull'alternatore, può servire?

Anzi, mi correggo, ho anche un inverter, ma ad onda sinusoidale modificata, che serviva per produrre 220 dalle batterie (tutta roba che mi hanno dato con la turbina), applicando un ponte raddrizzatore, potrebbe essere collegato all'alternatore ed usato per le misurazioni?

Altra possibilità, ho un UPS da 500watt 3,5 A max in uscita, potrei utilizzarlo sempre raddrizzando l'uscita dell'alternatore? Se va bene, come carico, posso usare delle lampadine? Ne collego una decina da accendere una dopo l'altra fino ad arrivare a max 450 watt.

Mi sapete spiegare come fare una misurazione dei watt in uscita? Ovviamente dovrò munirmi di:

1) ponte raddrizzatore trifase
2) inverter
3) ?
4) ?
5) ....

ogni aiuto da parte della vostra sapienza sarà graditissimo (non scherzo, sono davvero digiuno di parte tecnica, ho solo una discreta manualità)

buran001
22-08-2011, 18:59
Ciao,la verità fa male... Mica ti ho smontato,hai gia fatto molto.
A vuoto la turbina gira velocissima, a velocità di fuga,come se ci fossero solo i cuscinetti a creare l'attrito,appena ci colleghi un carico frena...

NOOOO non ci collegare nessun inverter normale o UPS lo bruceresti, se invece hai qualcosa di adatto che da istruzioni puoi usare allora si,ma prima fai delle prove con carichi resistivi,tipo 3 lampadine di tensione e potenza adeguata sulle tre fasi magari di potenza inferiore e da collegare a 3 a 3 alla volta (saebbe meglio delle resistenze elettriche) se vuoi la tensione continua ti serve un ponte di diodi trifase cosi é piu facile e puoi usare solo un carico singolo e non 3 contemporaneamente,dividendo per 3 la potenza delle 3 fasi,dalla tensione continua serve un regolatore di tensione a dissipazione che proteggere l'inverter, ma le prove di carico le puoi fare tranquillamente senza inverter,anzi é meglio ! Dunque ti basta un ponte e un carico elettrico variabile, quando avrai i 24v (se la tensione sotto carico dell'alternatore é questa presunta) stabili e non di meno saprai che potenza c'é allacciata e dunque prodotta dalla turbina,puoi usare delle lampadine vista la bassa potenza, magari colleghi prima le piu potenti o ad esempio parti con 200W e poi ne stacchi fino a che non hai i 24V,se ad esempio con 200W di carico hai 28V o di più forse dovrai aggiungerne ! (ma ti somonto,perché non credo! )
Questo metodo empirico é il piu facile ed "economico" e veritiero,anche se le lampadine non sarebbero molto adatte,prendine di varia potenza o usa quelle da 12V in serie a due a due, come gia detto parti con un bel carico altrimenti se ci attachhi una lampadina da 24V 5 W magari dura qualche secondo !

Ciao

robor65
26-08-2011, 08:16
Buran,
ti ringrazio, i tuoi consigli mi sono preziosi, solo che non sono molto tecnico e di trifase non ci capisco proprio una cippa.

Allora, passerei a fare le prove direttamente sul trifase dato che non ho trovato qui in giro un ponte raddrizzatore adatto. Ti prego però di supportarmi ancora un poco.

1) dici che sarebbe meglio usare delle resistenze elettriche. Cosa sono? Dove le trovo?
2) usando le lampadine come devo procedere? Pensavo di utilizzare lampadine da 12 volt in serie. Ma se ogni cavo che mi esce dall'alternatore è una fase, dov'è il neutro? (domanda intelligente eh?)

So di essere una pigna in.... :rolleyes: ma davvero non ci capisco un acca!!!

buran001
26-08-2011, 10:33
Ciao,ponte raddrizzatore trifase lo trovi anche su Ebay Ponte Diodi Trifase 35A Alternator Raddrizzatore Eolico | eBay (http://cgi.ebay.it/Ponte-Diodi-Trifase-35A-Alternator-Raddrizzatore-Eolico-/260809573309?pt=Trasformatori_e_Raddrizzatori&hash=item3cb97643bd)
altrimenti lo puoi fare con dei semplici diodi,tanto ti servirà comunque...
18724
Se fossi in te mi farei aiutare sul posto da qualcuno che ne capisce,prima di fare danni o farmi del male!
usa pure delle lampadine a 12V in serie a 2 a 2,ricordati di bilanciare le 3 fasi con la stessa potenza,come gia detto parti alto e poi ne stacchi fino a raggiungere una tensione di 24V, questo sistema é amatoriale e laborioso, servono molte lampadine che a 12V si moltiplicano,alla fine per raffinare la misura usa lampadine di bassa potenza da 5W

A il neutro é il centro stella degli avvolgimenti,o sono semplicemente cortocircuitati tra di loro e isolati verso l'esterno o a volte sono a massa col telaio,in altri casi c'é il morsetto,il neutro lascialo perdere...
Devi bilanciare il carico totale dividendolo sulle 3 fasi,e collegarlo a stella sull'alternatore,ecco perché é meglio e piu semplice con un bel ponte raddrizzatore trifase !

robor65
28-08-2011, 09:44
Mi sono arreso ed ho comprato il ponte raddrizzatore. In effetti sarà tutto molto più semplice.

Purtroppo ci vorrà una settimana per farlo arrivare e quella dopo sono via per lavoro, ma non preoccuparti, tornerò a romperti le scatole appena potrò cominciare la sperimentazione.

Intanto grazie di tutto.

buran001
28-08-2011, 23:13
Figurati...
Con la tensione continua é molto piu facile,se stimi una potenza massima teorica di 200w collegaci pure 200w di lampadine e tieni sotto controllo il voltaggio, aumenti o togli se va sopra o sotto la tensione sotto carico di targa dell'alternatore. (dovrebbe essere 24V)
Mi raccomando,le prove falle in sicurezza e non far partire la turbina a palla e poi colleghi o smanetti,piuttosto la fermi ogni volta,falla ripartire lentamente e mai a vuoto senza carico per lunghi periodi.
Ovviamente anche la parte idraulica deve essere eseguita a regola d'arte per minimizzare le perdite di carico.
Ciao

Luca.Perera
09-09-2011, 18:09
Salve ragazzi,
anch'io ho un artesiano (175 m) con 15 Bar e 300 l/min
ho intenzione pure io di collegarci una turbina...
non intendo scambiare energia col nostro caro (carissimo) gestore,
ne complicarmi la vita per alimentare PDC o altri dispositivi,
vorrei però passare per una resistenza immersa nei circuiti dell'acqua calda (riscaldamento a pavimento quando è acceso, oppure acqua sanitaria quando è spento).
Purtroppo non ho la più pallida idea di quali componenti acquistare (a parte la turbina) ed a chi rivolgermi per l'acquisto.
Per i collegamenti invece ho già un bravo termotecnico.

Saluti
Luca

buran001
09-09-2011, 21:42
Benvenuto,andando in isola e autoconsumando sprecheresti molto e non sfrutteresti a pieno tutta l'energia prodotta H24 su H24 e tutti i vantaggi !

Se ipotizzando 5 L/S e 150 metri,avresti circa 4kw ma facciamo pure 2kw tanto per stare bassi, hai presente 17.000 Kwh da consumare a gratis in un anno !!!

Guarda le tue ultime sei bollette sommale o leggi la stima annua,e dicci quanti Kwh consumi in un ANNO !!!!

Ciao

robor65
19-09-2011, 09:13
:cry: che delusione gente!!!

Appena attaccata una lampadina (24v 60w) la turbina si è inchiodata, girava si e no a 10 rpm, il voltmetro diceva 0,3v :cry:

Ho provato a staccarla e la turbina ripartiva a piena velocità, il voltmetro mi segnava 105v (ma l'alternatore dovrebbe essere a 28v), se ricollegavo si piantava immediatamente.

Però con l'altra turbina eravamo riusciti a far girare una levigatrice da circa 180w.

Che abbia rovinato l'alternatore con la prima prova, facendolo girare troppo a lungo senza carico?

esux
19-09-2011, 13:57
ciao
tu devi solo comunicare il diametro dell'ugello e la pressione (vivino all'ugello) a valvola aperta.

con questi dati si può calcolare la potenza idraulica di cui disponi.
dopo si potranno fare alcune considerazioni

robor65
21-09-2011, 10:04
A meno che non sia un problema dell'alternatore come detto sopra ho paura che sia inutile calcolare la pressione.

Comunque posso provare, solo che non saprei come fare a misurare la pressione.

esux
21-09-2011, 19:55
ciao
installi un manometro (con un T) vicino all'ugello.
un manometro costa 6 euro