Discussione: mini impianto idro: cosi puo funzionare?

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...

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

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! 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?

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.......!

Originariamente inviata da redmax67

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! 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?
Piuttosto la portata del torrente in inverno com'è?

Originariamente inviata da redmax67

....
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

Originariamente inviata da redmax67

...........
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....
.......

Originariamente inviata da Lupino

............... 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

Direi che puoi ricavare qualcosa in più di 0,5 kW. se vai sul sito:
Calcolo portata di una condotta
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

Originariamente inviata da tersite3

..........................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

Originariamente inviata da Spes

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

Grazie a tutti per le consulenze,

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.........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.....

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-

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?

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)?

Originariamente inviata da redmax67

...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-

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......

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 ovviamente! Per cui condotta interrata min. 50 cm e gruppo alternatore - turbina adeguatamente isolato

Originariamente inviata da tersite3

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

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

... 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

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!

Originariamente inviata da Lupino

... 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

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.....
Secondo me tu e LUpino state dicendo la stessa cosa ma non vi capite......

Originariamente inviata da redmax67

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

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!