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Discussione: sogno di una piccola centrale idroelettrica

  1. #41
    Appassionato/a

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    ciao gino,
    scusa ma forse coi calcoli hai un pochetto esagerato?
    come fai a fare 3,7 kw con 65 lt/s e una ruota da 150 cm?
    forse mi sfugge qualcosa....
    ti suggerisco di ricontrollare prima che buran o sandro se ne accorgano!!
    riguardo le coppie in gioco e il dimensionamento del moltiplicatore ti posto un foglio exel
    cambia i dati nelle finestre con quelli tuoi e avrai la coppia ad ogni regime di giri e perfino il grafico
    ciao e buon divertimento
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  2. #42
    Seguace

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    Quote Originariamente inviata da simo78 Visualizza il messaggio
    ....come fai a fare 3,7 kw con 65 lt/s e una ruota da 150 cm?
    il 65 litri sono per la ruota 98x100 che fa 32 giri e 380 watt con un alternatore un po' scasso e una moltiplicazione 1/10 a catena.

    i kW 3,6 li ho stimati per una ruota 150x300 che, in proporzione ai volumi delle cassette e ai giri (28), dovrebbe macinare 360 litri.

    360x1,5x9,81=5297 3600/5297=68% un rendimento non troppo esagerato

    Come supporto io intendevo usare usare da una parte il moltiplicatore (montato su supporti di gomma) e dall'altra parte una roba di conseguenza, scaricando quindi il problema al fabbricante del moltiplicatore.

    Però è quello che ha detto Sandroturbine che mi spaventa assai.
    Un conto è metterci un coso che all'albero veloce sopporta 3-4 kW a 6-700 giri, un'altro moltiplicare i kW per ?

    Grazie per il foglio di calcolo, mi sarà comunque utilissimo.

  3. #43
    Appassionato/a

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    scusa avevo capito 65 lt e non 360
    cmq ti consiglio di poggiare la ruota su due supporti e evitare questo ulteriore sforzo al moltiplicatore che di conseguenza dovrebbe essere sovradimensionato e quindi molto più costoso di un cuscinetto
    in ogni caso il molt deve resistere alla coppia max della ruota e quindi....
    se t'interessa noi abbiamo scelto una scatola cambio a ingranaggi e il rapporto finale a cinghie, mentre i supporti saranno due cuscinetti a rulli con relativi supporti

  4. #44
    Seguace

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    Quote Originariamente inviata da simo78 Visualizza il messaggio
    ti consiglio di poggiare la ruota su due supporti e evitare questo ulteriore sforzo al moltiplicatore che di conseguenza dovrebbe essere sovradimensionato e quindi molto più costoso di un cuscinetto
    in ogni caso il molt deve resistere alla coppia max della ruota e quindi....
    se t'interessa noi abbiamo scelto una scatola cambio a ingranaggi e il rapporto finale a cinghie, mentre i supporti saranno due cuscinetti a rulli con relativi supporti
    Capisco che dovrò trovare qualcuno del mestiere che mi calcoli la coppia max del mio aggeggio. Per la verità speravo che i 3,6 kW (o quelli che saranno) potessero essere il valore su cui dimensionarsi (ovviamente per un fattore di servizio continuo, ma senza "strappi").

    Mi è chiaro che se l'alternatore andasse in corto o che se la ruota girasse senza carico e poi il carico tornasse ci sarebbe una botta infernale, ma speravo si trattasse di ipotesi da escludere grazie ad un dispositivo che deviasse la corrente su di una resistenza dissipativa quando va via la rete: la ruota non potrebbe accelerare e al ritorno della rete il passaggio dovrebbe essere morbido.

    L'albero lento del moltiplicatore dovrebbe sostenere in più solo il peso della ruota. Trattandosi di una ruota lunga ben 3 metri, con un telaio quindi non rigidissimo, pensavo di rimediare ai disassamenti sostendo il moltiplicatore con blocchi di gomma o molle.

    Ci dev'essere qualcosa che mi sfugge, oppure si tratta di una precauzione.

    Certo che m'interessa quello che fate. Io però devo moltiplicare molto di meno: parto da 28 e mi fermo sui 650 giri. Non mi è chiaro quanti giri fa la vostra ruota.

  5. #45
    Seguace

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    cerca di fare l' allineamento più preciso che puoi e magari usa anche un giunto elastico.
    bene l' inserimento di carichi dissipativi quando va via la rete, ma quando essa ritorna, ricordati che sei pronto per il parallelo, o come giri o come fase o come tensione, quindi o azzeri il carico dissipativo e ti colleghi alla rete, (per 3 - 4 kw non ci dovrebbero essere problemi) o usi una impedenza per il collegamento che ti sincronizza la macchina e poi la escludi.
    ciao

  6. #46
    Seguace

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    errore, non sei pronto per il parallelo

  7. #47
    Appassionato/a

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    L'albero lento del moltiplicatore dovrebbe sostenere in più solo il peso della ruota. Trattandosi di una ruota lunga ben 3 metri...........

    e hai detto poco!!!
    calcola un pò quanto peserà e poi ne riparliamo
    ciao

  8. #48
    Seguace

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    Quote Originariamente inviata da carrara_54031 Visualizza il messaggio
    errore, non sei pronto per il parallelo
    Già, ma io pensavo di metterci un inverter col suo mppt, immagino che ci possa pensare lui per i rapporti con la rete e lo switch col carico dissipativo ...

  9. #49
    Seguace

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    Quote Originariamente inviata da simo78 Visualizza il messaggio
    L'albero lento del moltiplicatore dovrebbe sostenere in più solo il peso della ruota. Trattandosi di una ruota lunga ben 3 metri...........

    e hai detto poco!!!
    calcola un pò quanto peserà e poi ne riparliamo
    ciao
    Hai certo ragione, sottoporrò la questione al venditore del moltiplicatore.

    Toglimi la curiosità sui giri della tua ruota: in terza riga del tuo foglio di calcolo vedo 7,5 m/s di velocità periferica che mi paiono molti.

    Ciao

  10. #50
    Appassionato/a

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    no scusa ma è sbagliata la dicitura
    non si tratta della velocità ruota ma del tempo in sec del giro intero
    cmq ininfluente ai calcoli
    giusta osservazione
    ciao

  11. #51
    Seguace

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    Quote Originariamente inviata da simo78 Visualizza il messaggio
    ...tempo in sec del giro intero
    Quindi 8 giri al minuto, grosso modo quello che si legge che facevano le grandi ruote. Ma con tanto salto ti conviene fare una ruota? Capisco che è bella, ma girerebbe maledettamente piano.

    Esiste un sistema per calcolare i giri che farà una certa ruota?
    Io per quella da 150 cm che vorrei fare mi sono fatto un modello (lungo solo 7 cm).

    Mi hai fatto riflettere sulla questione cuscinetti: hai ragione, meglio mettere due cuscinetti, far sporgere l'albero e su di esso montare il moltiplicatore+alternatore con attacco "pendolare". Naturalmente serve un'albero bello robusto e, vista la lunghezza della ruota, bisognerà mettere dei supporti oscillanti (sempre sperando che l'inverter e/o qualche diavoleria elettronica mi salvino dalle botte).

    Grazie.

  12. #52
    Appassionato/a

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    Quindi 8 giri al minuto, grosso modo quello che si legge che facevano le grandi ruote. Ma con tanto salto ti conviene fare una ruota? e cosa altrimenti?
    Capisco che è bella, ma girerebbe maledettamente piano. e che fretta c'è? conta il momento non la velocità

    Esiste un sistema per calcolare i giri che farà una certa ruota?
    Io per quella da 150 cm che vorrei fare mi sono fatto un modello (lungo solo 7 cm). esistono vari modi....quello più difficile ma sicuramente più esauriente prevede il calcolo in funzione delle velocità angolari, delta cadute, delta tempi, energie potenziali ecc ecc (per ogni cassetto interessato).
    in generale posso dirti che se la ruota è efficiente quanto dovrebbe la sua velocità dovrà essere di poco superiore a quella dell'acqua,
    quindi basta sapere la velocità di quest'ultima per darsi una regolata.
    cmq guarda nel forum perchè ci sono dei link molto interessanti e persone molto capaci che si interessano di ruote
    ciao

  13. #53
    Seguace

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    simo78 Quindi 8 giri al minuto, grosso modo quello che si legge che facevano le grandi ruote. Ma con tanto salto ti conviene fare una ruota? e cosa altrimenti?
    kaplan, coclea, forse banki che rendono di più e, a parità di potenza, "pesano" di meno. E' vero però che occorrono opere murarie.
    Capisco che è bella, ma girerebbe maledettamente piano. e che fretta c'è? conta il momento non la velocità
    più moltiplichi e più perdi nel rendimento

    Esiste un sistema per calcolare i giri che farà una certa ruota?
    Io per quella da 150 cm che vorrei fare mi sono fatto un modello (lungo solo 7 cm). esistono vari modi....quello più difficile ma sicuramente più esauriente prevede il calcolo in funzione delle velocità angolari, delta cadute, delta tempi, energie potenziali ecc ecc (per ogni cassetto interessato).
    in generale posso dirti che se la ruota è efficiente quanto dovrebbe la sua velocità dovrà essere di poco superiore a quella dell'acqua,
    quindi basta sapere la velocità di quest'ultima per darsi una regolata.
    Ho visto anch'io una formula del genere e ho litigato col mio amico ingegnere che mi aveva dato il libro. Quella formula considerava metà della velocità del getto e la circonferenza della ruota (senza neanche citare l'accelerazione di gravità) per cui al raddoppiare del diametro i giri dovevano dimezzare.

    Sicuramente andrà bene, ma non certo per i diametri inferiori a 150 cm. Io ho provato i diametri 44, 98, 150 al regime di max potenza e i giri sono risultati rispettivamente 35, 32, 28.

    Per la verità con il modello da 150 non avevo abbastanza acqua, ma non credo che i giri cambieranno molto.

    La ruota da 150 mi ha fatto vedere cosa succede quando la ruota gira troppo in fretta (come succede aumentando gli ohm del carico): a 32 giri l'acqua riesce ad entrare nella cassetta, ci resta per una ventina di cm, poi quando la cassetta comincia a scendere, l'acqua "resta indietro" e la parete posteriore della cassetta la shiaffeggia centrifugandola fuori quasi tutta. Secondo me calcolare le varie componenti dev'essere un casino (ma non è il mio mestiere) e credo che la cosa migliore da fare sia provare.

    cmq guarda nel forum perchè ci sono dei link molto interessanti e persone molto capaci che si interessano di ruote
    ciao

    grazie, ci guardo.
    ciao

  14. #54
    Monumento

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    Quote Originariamente inviata da gino33 Visualizza il messaggio
    Scusa se m'intrometto, ma nel leggere questo mi sono venuti i brividi.
    ......
    Premetto che mi sono già fatto una ruotina per di sopra,Evidentemente qualcosa mi sfugge (di elettricità non ne so nulla, per la verità non so nulla neanche di idraulica: ho solo la presunzione dell'incompetente e il tempo libero del pensionato ).

    Grazie per tutte le informazioni che riesco a scoccare in questo bel posto !
    Ciao Gino
    Buona la tua disponibilità a sperimentare, bravo!
    Nel tuo progetto ci sono però alcune cose che non mi tornano, anche se hai all'incirca centrato il dimensionamento.
    In particolare, non capisco il discorso della immersione in acqua dei meccanismi e del generatore. Bassa o media tensione che sia, non ci sono dubbi che è preferibile evitare la immersione in acqua di qualsiasi apparato elettrico, specialmente se autocostruito e non specificamente progettato (pompe di circolazione per impianti termici).
    Se come affermi, la tua ruota è per di sopra, dovresti riuscire a bagnare solo la ruota e l'albero e al più i relativi supporti.
    A quanto ammonta il salto complessivo, lordo, dato che affermi di voler costruire una ruota da 1,5 metri?
    La velocità periferica della ruota e quindi i suoi giri dipendono principalmente dalla velocità dell'acqua in ingresso sulla ruota, la quale dipende dalla pendenza del canale di alimentazione e dal battente nel punto di alimentazione.
    Hai giustamente rilevato che superando una determinata velocità periferica, l'acqua viene centrifugata, "sparata fuori" dalla forza centrifuga.
    Ci sono rapporti ottimali fra la velocità di ingresso dell'acqua alla ruota e la velocità periferica. Scostandosi da questi valori si ottengono probabili scadimementi delle prestazioni e rendimenti. Prova...
    Sono poi ottimistici sia i valori di portata, sia i rendimenti. Vedrei come più probabili 300 lt/sec e 48-50% al massimo come rendimento finale elettrico, ipotizzando l'utilizzo di un generatore di ottima fattura. Più appropriatamente, un massimo del 70% idraulico all'asse ruota, senza considerare i rendimenti della trasmissione e del generatore.
    Ciao
    Will

  15. #55
    Seguace

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    Wilmorel
    ....ci sono però alcune cose che non mi tornano, anche se hai all'incirca centrato il dimensionamento.
    In particolare, non capisco il discorso della immersione in acqua dei meccanismi e del generatore. Bassa o media tensione che sia, non ci sono dubbi che è preferibile evitare la immersione in acqua di qualsiasi apparato elettrico, specialmente se autocostruito e non specificamente progettato (pompe di circolazione per impianti termici). Se come affermi, la tua ruota è per di sopra, dovresti riuscire a bagnare solo la ruota e l'albero e al più i relativi supporti.

    Hai ragione, ma stiamo tentando una stranezza

    A quanto ammonta il salto complessivo, lordo, dato che affermi di voler costruire una ruota da 1,5 metri?

    1.80

    La velocità periferica della ruota e quindi i suoi giri dipendono principalmente dalla velocità dell'acqua in ingresso sulla ruota, la quale dipende dalla pendenza del canale di alimentazione e dal battente nel punto di alimentazione.

    Da 44 a 150 cm certamente non è così. O perlomeno non va applicata la formula che ho visto io in un libro tecnico dove al denominatore c'è la circonferenza. Fra l'altro ho provato a dirigere il getto d'aqua radialmente e non tangenzialmente: secondo quella formula avrebbe dovuto stare ferma (invece ha perso solo un po' di giri non potendo sfruttare l'energia cinetica del getto).

    Secondo me usano una formula che va bene per le ruote per disotto.


    Hai giustamente rilevato che superando una determinata velocità periferica, l'acqua viene centrifugata, "sparata fuori" dalla forza centrifuga.
    Ci sono rapporti ottimali fra la velocità di ingresso dell'acqua alla ruota e la velocità periferica. Scostandosi da questi valori si ottengono probabili scadimementi delle prestazioni e rendimenti. Prova...

    Certamente, ho fatto un sacco di prove (non ancora completate)

    Però salire da 150 cm per mè è un'impresa. Ho l'impressione che a un certo punto la ruota cali di giri più che proporzionalmente al diametro (vedi Wasserrad che per un 400 dichiara 6.5 giri ... meno giri=meno acqua=meno potenza). Sarebbe un'ulteriore spiegazione del perchè le ruote sono state abbandonate.

    Sono poi ottimistici sia i valori di portata, sia i rendimenti. Vedrei come più probabili 300 lt/sec e 48-50% al massimo come rendimento finale elettrico, ipotizzando l'utilizzo di un generatore di ottima fattura. Più appropriatamente, un massimo del 70% idraulico all'asse ruota, senza considerare i rendimenti della trasmissione e del generatore.

    Per il momento, viste le misure, sono ancora speranzoso. Riferirò al termine delle prove. Comunque, trattandosi di una roba mai tentata (che io sappia), c'è un 50% di probabilità che la cosa abortisca).

    Ciao


    Ciao
    Will[/QUOTE]

  16. #56
    Monumento

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    Quote Originariamente inviata da gino33 Visualizza il messaggio

    Hai ragione, ma stiamo tentando una stranezza
    [/QUOTE]

    Se intuisco correttamente, vuoi inserire un generatore a magneti permanenti all'interno della struttura della ruota, munita di propri cuscinetti e lasciando un albero fisso a supportare la ruota esternamente.

    Un'altra (bonaria) obiezione riguarda i giri dichiarati, da 28 a 32.
    Penso che tu alluda alla massima velocità che la ruota può raggiungere senza carico, e che può eguagliare la velocità dell'acqua in ingresso alle tazze.
    Il rapporto consigliato fra velocità dell'acqua in ingresso, che la letteratura colloca ad un massimo di 3 m/sec, e la velocità periferica della ruota, si colloca attorno ad 2/1, naturalmente sotto carico.
    Secondo le formule tradizionali, dovrebbe risultare fra 13 e 15 giri/min' per un diametro di 1,5 m e velocità di ingresso alla ruota pari a 2 m/sec, in quanto, se non hai già una corrente accelerata nel canale di adduzione, non potrai raggiungere i 3 m/sec con un differenziale di poco meno di 0,3 m al battente (1,8-1,5-franco allo scarico).

  17. #57
    Seguace

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    Ciao Vilmorel (oggi l'editor di questo sito fa i capricci)

    Ti assicuro che il mio contagiri è abbastanza preciso (ancorchè cinese) la ruota da 150x7 cm (che potrebbe digerire 9 litri/s a 28 giri) fa proprio 28 giri con 3,3 litri/s mentre l'alternatore genera 28 watt (che è il massimo, considera che l'alternatore è un po' scasso -renderà sull'84%- e poi c'è una moltiplicazione a catena).

    A vuoto fa sui 38 giri (ora non ricordo bene) in teoria dovrebbe fare 28+28=56 visto che a 28 c'è il max, ma bisogna considerare che già a 32 giri quasi tutta l'acqua viene centrifugata fuori.

    Quello che tu sostieni corrisponde a quanto dice il libro di un mio amico ingegnere (col quale ho ovviamente litigato), ma non corrisponde al vero.

    A mio parere la formula che tu citi (senz'altro vera per le ruote per di sotto e forse di fianco) risultò abbastanza approssimata anche per le grandi ruote di un tempo e così la presero per buona, ma la vera causa del rallentamento credo dipenda dal fatto che l'acqua appena entrata nelle cassette non è ancora sufficentemente accelerata per seguire la velocità periferica impressa dall'acqua in fondo alla ruota.

    Secondo me hai tempi d'oro delle ruote non ne sono mai state fatte da 1,5 ed inferiori (sarebbero state troppo poco potenti) e quindi non ci hanno fatto caso.

    Come hai notato i miei rendimenti non tengono conto dei 30 cm di perdita di salto (ma questo l'ho poi considerato).

  18. #58
    Monumento

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    Come hai correttamente intuito, le attuali formule e i grafici delle velocità usualmente utilizzate per le ruote, tengono conto soltanto della velocità di ingresso dell'acqua alla ruota (valide quindi per le ruote per di sotto).
    Probabilmente riesci ad avere un movimento veloce dell'acqua nel canale di adduzione, pari o superiore ai 3 m/sec finali, in virtù di una adeguata pendenza del canale.
    Di fatto, le formule tradizionali, non prendono in considerazione la accelerazione impressa alla ruota dalle tazze piene in caduta "libera", cioè soggette alla famosa accelerezione di gravità.
    Questa, per un moto diretto secondo la verticale, dovrebbe imprimere alla tazza una velocità data da : v=radq(2*g*s) dove s corrisponde alla altezza e g alla accelerazione.
    Ovviamente occorrerebbe comporre vettorialmente ed integrare le velocità per ottenere un risultato teorico. Infatti, le tazze piene nella loro discesa percorrono una curva, mentre la accelerazione è un vettore con direzione verticale.
    Tutto ciò ovviamente omettendo resistenze ed attriti...

  19. #59
    Novizio/a

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    Predefinito great post

    just examined the topic. great job. Mars venus coaching

  20. #60
    Appassionato/a

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    ciao wilmo,
    non credi che per queste velocità i cassetti di gino avranno molte difficoltà a riempirsi, sfruttare tutta l'acqua in arrivo e percorrere un tratto della circonferenza?
    penso che a questo punto si dovrebbe studiare l'aerodinamicità del cassetto
    cioè studiare un profilo adatto ma penso che cmq perderebbe in efficienza
    tu che dici?

  21. RAD
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