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Visualizza la versione completa : turbine a coclea, reale rendimento



matteo.valentini
23-08-2012, 12:14
buongiorno a tutti avendo in previsione di realizzare un piccolo impianto in un torrente montano ed avendo visto in azione una turbina a coclea mi piacerebbe capire il reale rendimento al netto di perdite del riduttore e di attriti della coclea !

l'idea della coclea è nata da una valutazione sommaria di diversi elementi.

- utilizzo in un torrente montano con portate che variano dai 5 mc ai 0,5 mc nei periodi di massima magra
- presenza di piene che portano a valle detriti di piccole e medie dimensioni
- salto utile di 4 mt
- portata prelevabile circa 50% della portata utile del torrente
- difficolta di manutenzione nel periodo invernale causa neve e ghiaccio ( ci si arriva ma è più costoso farlo)
- per ultimo assoluto divieto di opere molto impattanti ( prese di cemento armato, o utilizzo di carpenteria metalllica pesante)
- è richiesto di mimetizzare con opere che assomigliano all architettura locale le opere di presa e la turbina ( casetta di travi in legno e muri con sassi a vista )

alla luce di queste considerazioni scarterei a priori una kaplan per l'impatto più forte e per la difficoltà a mimetizzare le opere, inoltre per la manutenzione richiesta!

Wilmorel
23-08-2012, 15:18
Salve Matteo
leggiti la discussione al sottostante link, che è molto istruttiva.
Poi, è probabile che un qualche specialista della macchina che interviene sul forum, ti possa rispondere.

http://www.energeticambiente.it/idroelettrico/14709600-coclea-idraulica.html

idrotec
23-08-2012, 15:34
Le coclee generalmente si installano all'aperto a vista (non dentro una "casetta"); peraltro nel tuo caso, per 4 m di salto ti occorre una coclea lunga una decina di metri ed un diametro di almeno 2,5 m quindi ci vorrebbe una "casona" per coprirla.
Comunque per i tuoi valori di salto e portata la coclea potrebbe funzionare con rendimenti globali intorno al 65/70%. Vista la portata variabile, i più esperti di macchine probabilmente ti diranno che occorre anche un elemento (inverter rigenerativo)che regoli la velocità di rotazione in modo da non diminuire il salto quando la portata è minore di quella massima.
Io non scarterei a priori la Kaplan biregolante magari in versione tubolare: è sicuramente più costosa e necessita di uno sgrigliatore ma rende di più e forse è più facilmente mimetizzabile all'interno di una casetta.
Infine valuterei anche l'ipotesi Banki.
Per fare la scelta consiglio: 2 preventivi coclea + 2 preventivi Kaplan + 2 preventivi Banki.

matteo.valentini
23-08-2012, 16:14
grazie ad entrambi, leggerò la discussione con interesse!

per IDROTEC la coclea avrebbe una lunghezza totale di circa 6-7 metri non di più , e nonostante la coclea vada costruita all esterno nulla vieta di coprire il complesso riduttore - alternatore inverter ecc in un fabbricato che esternamente ricalca una certa tipologia costruttiva, mentre per la coclea una simil tettoia alla vista nasconderebbe tutta o quasi la meccanica!

ricordo che per la kaplan oltre ai costi di realizzazione ci sono incognite per la manutenzione sopratutto nel periodo invernale e il discorso della piena che spesso e volentieri trascina a valle detriti che andrebbero ad ostruire lo sgrigliatore !

il discorso della kaplan in versione tubolare sicuramente è più mimetizzabile , ma a livello di adattamento a portate così eterogenee, mi sembra meno adatta della coclea!

idrotec
23-08-2012, 16:49
Se ai 6/7 m della coclea vera e propria aggiungi il prolungamento dell'albero dove monterai generatore, ecc. arriverai complessivamente vicino alla decina di metri che ti avevo indicato spannometricamente senza fare calcoli.
La soluzione di fare un casotto sulle parti elettriche ed una tettoia sulla coclea a me sembra tecnicamente valida ma qualche pignolo (che crede di fare l'ambientalista ostacolando impianti a fonti rinnovabili) potrebbe dirti che una tettoia di 7 m non è propriamente un'architettura tipica locale.
Quanto alle Kaplan biregolanti lavorano bene già al 25% della portata; certo occorre una curva delle portate per fare ragionamenti più dettagliati. Io credo che i problemi di manutenzione e di trasporto solido in caso di piena non siano insormontabili, forse il problema principale è di costo e anche se la tua sarebbe una Kaplan piccola rischia di costare come una grande.

Wilmorel
23-08-2012, 17:16
Prova a vedere anche questo sito, Retenergie, una cooperativa di autoproduzione da fonti rinnovabili, che, fra le altre cose, dovrebbe avere in corso la realizzazione di un impianto a coclea sul fiume Enza fra le provincie di Reggio e Parma.

impianti idroelettrici (http://www.retenergie.it/index.php?option=com_content&view=article&id=62&Itemid=65)

matteo.valentini
23-08-2012, 19:27
grazie idrotec per l'aiuto, per lunghezza coclea intendevo la coclea vera e propria, chiaro che con albero, moltiplicatore, e ammenicoli vari si arriva alla decina di metri!
concordo anche sul fatto che una tettoia lunga non sia come una casetta di montagna, è però sempre più simile ad un fienile ( se esternamente riprende l'architettura in legno tipica) o altro caseggiato alpino , più di una coclea arancione su di una base di calcestruzzo, e forse anche gli pseudo ambientalisti dovrebbero ammettere il miniore impatto visivo!

grazie anche per la spiagazione sulla kaplan, ma oltre al costo come ti dicevo cerco un impianto che possa sacrificare un pò di efficienza e rendimento a scapito di una manutenzione meno onerosa e con spazi tra una manutenzione e l'altra più lunghi possibile!

l'unica mia vera preoccupazione il vero rendimento dell impianto che se scende soto 0,7-0,6 inizia ad essere poco interessante !!!!! ma chiaramente le ditte produttrici degli impianti non si soffermano su queste caratteristiche!!!!!!!!!!!!!! e speravo in qualcuno che in base all esperienza sul campo potesse dare un consiglio super partes

Spes
24-08-2012, 07:34
.....................
l'unica mia vera preoccupazione il vero rendimento dell impianto che se scende soto 0,7-0,6.................................. speravo in qualcuno che in base all esperienza sul campo potesse dare un consiglio super partes

Nel calcolo dei rendimenti non devi mettere solo la macchina, ma anche tutto quello che c'è dietro, moltiplicatore, ev. inverter, alternatore, ev. trasformatore, caduta d tensione sui cavi, consumi ausiliari; alla fine arrivi al contatore che è quello che vendi ed è quello che ti interessa sapere adesso per fare i tuoi conti.

Devi quindi distinguere il rendimento del sistema ottenibile nelle migliori condizioni e il rendimento medio dell'impianto durante l'anno nelle varie situazioni di portata e di salto, direi che 0,65 - 0.6 per un piccolo impianto è un numero più che attendibile per fare il calcolo dei kWh/anno consegnati al contatore, se poi riesci a fare di più di sicuro non avrai sbagliato i tuoi calcoli finanziari.

Da esperienza sul campo consiglio super partes.
Spes

matteo.valentini
24-08-2012, 11:37
perfetto, questo era ciò che mi interessava realmente, e a dire il vero ciò che mi aspettavo dopo aver letto le discussioni!

ora sicuramente posso far partire i preventivi e ho elementi per poterli analizzarli criticamente in ogni dato
grazie
matteo