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Progetto coclea idraulica

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  • Progetto coclea idraulica

    Ciao a tutti, devo fare il progetto di una centrale mini idroelettrica da posizionare in un pozzetto di salto di una rete fognaria, perciò per evitare griglie e dato che le portate aumentano di molto durante le piogge ho pensato di utilizzare una coclea idraulica. Cercando ho trovato un discreto numero di discussioni sull'argomento ma ancora mi sono rimasti dei dubbi che non riesco a risolvere:
    1) esiste un metodo per dimensionare le coclee utilizzate come turbine? Ho trovato un documento che spiegava come trovare il volume di acqua trasportata da una pompa in base al raggio e ad altri parametri, io ho utilizzato la formula inversa e ho ricavato il raggio dal volume trasportato (ricavato dalla portata nominale); è corretto come metodo? Esistono metodi alternativi?
    2)Considerando la portata nominale leggendo in giro ho sentito che può scendere fino a valori molto più bassi, circa il 20%, secondo voi è un dato affidabile?
    3) Calcolando il raggio in base alla portata media di quanto può eccedere tale valore di portata?
    4) Quali sono le velocità raccomandate per far girare la coclea?
    5) In tutti gli esempi che ho visto la pendenza si aggira tra il 25 e il 40%, è possibile superare tali valori? e in tal caso ciò come influenza il rendimento?
    6) Che costi ha all'incirca una coclea?
    7)Volendo utilizzare un generatore asincrono come si esegue il parallelo alla rete? In alcune discussioni ho letto di qualcuno che proponeva di avviare prima il generatore (che quindi in quel momento è un motore) e poi la turbina, qualcunaltro invece proponeva l'esatto contrario, si aziona la turbina e poi si mette in parallelo con la rete. La seconda soluzione mi sembra più pratica, volevo sapere cosa ne pensate voi.
    Scusate se le mie domande sono un po' banali e grazie in anticipo per le risposte.

  • #2
    Ciao Sebt e benvenuto, ti rispondo un po' velocemente:
    1) il metodo è esatto, in pratica si deve fare un calcolo volumetrico
    2) io sto sempre sul 30%
    3) qua il discorso che fai non è proprio corretto, devi ragionare sempre in termini di portata massima
    4) come numeri di giri considera un range dai 10 ai 30 al minuto
    5) penso di no
    6) domanda molto vaga, dipende da salto, portata massima ...
    7) purtroppo dal punto di vista elettrico ne capisco pochino

    Ciao

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    • #3
      Ciao Sebtp,

      1) il metodo esiste visto ma devi conoscere le portate corrette!!
      2) 20% certo senza problemi, ovviamente se costruita bene!
      3) se ben dimensionata circa il 15% (occhio che il raggio dipende dalla portata ma anche dalla velocità ..)
      4) velocità raccomandate ... dipende dai diametri .. che dipendono dalle portate e dal salto e dai principi!!
      5) 20-40% sono le pendenze delle coclee da sollevamente, max 30% per quelle da produzione energia
      6) ... quanto costa una macchina? se non sai che macchina ti serve ... non puoi chiedere un prezzo corretto!!!
      7) sul discorso avviamento ... c'è la discussione che ne parla, per te la soluzione più pratica è per me la più assurda! regolare la velocità di una coclea con l'apertura di una paratoia e dire di essere in sincronismo perfetto ... mi fa sorridere! diciamo che tanto una volta che gira si chiude il teleruttore ... passa all'incirca un 2-3 volte la corrente nominale .. i denti del riduttore si sentono più uniti e poi tutto gira. Mentre con un soft start è troppo banale, si evitano stress meccanici ed elettrici il parallelo dura il minimo tempo ed è sempre sicuro ... ma sono filosofie diverse di vita!
      ciao
      mat

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      • #4
        Scusate ma mi è venuto un dubbio sulla coclea, leggendo in giro dicono che è in grado di autoregolarsi e le variazioni di portata non incidono fortemente sul funzionamento. Ma cosa s'intende per autoregolarsi?
        Se è una macchina volumetrica ad ogni giro la coclea dovrebbe trasportare un certo volume d'acqua, quindi con una determinata portata si ottiene il numero di giri della coclea, (portata/volume per giro=numero di giri, correggetemi se sbaglio).
        Nel caso dovesse diminuire la portata il volume trasportato dovrebbe mantenersi all'incirca costante, quindi di conseguenza varia il numero di giri? se collegata ad un generatore asincrono, perciò con velocità di rotazione praticamente costante, la coclea tende a diminuire il numero di giri e a rallentare il generatore, si avrebbe perciò un funzionamento da motore?
        Questo ragionamento mi lascia molti dubbi, poiché se è corretto non sarebbero vere le affermazioni, ripetute piuttosto spesso, che la vite d'Archimede è in grado di funzionare come turbina per portate variabili senza incidere sul rendimento. Spero che qualcuno sia in grado di risolvere i miei dubbi.

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        • #5
          Se non hai inverter (e quindi i giri della coclea restano costanti) al diminuire della portata tre le spire della coclea avrai un livello di acqua minore con la conseguenza che il livello di monte si abbasserà.
          Il rendimento in queste condizioni resta alto ma devi però considerare che perderai salto proprio a causa dell'abbassamento del pelo libero superiore.
          Per ovviare a queste perdite devi usare un inverter.

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          • #6
            Ciao Sebtp,

            concordo pienamente con quanto dice itus, ma vorrei aggiungere una cosa:

            tu pensi di dimensionarla in modo tale da poter turbinare di più quando c'è acqua quindi "sovradimensionarla" rispetto alla portata standard (se non ho capito male) questo vuol dire maggior diametro e quindi il battente in ingresso varierà di molto in base alla portata.
            Quindi come dice itus, il rendimento resta alto ma il salto utilizzabile cambierà in base alla portata e quindi anche la produttività, ma ... per decidere se ci vuole l'inverter o meno è necessario sapere i livelli e il salto ... a quel punto si fa presto a capire se è necessario o meno!
            ciao
            mat

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            • #7
              Io ho un salto base, cioè fra il fondo del canale superiore e quello del canale inferiore, di quasi 5 metri, quindi in rapporto alla possibile variazione del pelo libero dell'acqua abbastanza alto. In questo caso, se ho capito bene, mi conviene collegare direttamente il generatore alla rete senza interporre un inverter, giusto?
              Comunque volevo dimensionare la coclea in base alla massima portata che intendo turbinare, leggermente superiore a quella standard.

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              • #8
                ok, che portata hai?

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                • #9
                  ho una portata di circa 0.6 m^3/s

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                  • #10
                    Ciao Sebtp,

                    il diametro sarà circa 1,6 metri quindi battente di 0,8 m. Quindi considerando il tuo salto 5 metridi fa presto calcolare la differenza di produzione tra livello massimo e minimo ..0,8/5 = 16% ... cosiderando quindi la potenza in gioco circa 2 KW l'inverter non ha senso e sinceramente ci penserei bene anche ad installare la coclea ... quando mai te la ripaghi?

                    Io sono a favore delle installazioni hydro di qualsiasi tipo ma ... solo se hanno un senso!!

                    Ciao
                    Mat

                    P.S. nel 2008 ho seguito l'installazione di una coclea micro (produce 7-9 kW tutto l'anno perchè su canale irriguo) ma si ripaga in 10 anni!!
                    Te la devi fare speciale per via di quello che va ad usare, il riduttore dovrà essere protetto contro la corrosione come pure il generatore ...un bel pò di costi aggiuntivi per produrre 2 kW? Non penso prenderai la tariffa incentivante ma se la prendessi ... stai parlando di circa 5.000 € annui ...

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                    • #11
                      Ti ringrazio per le tue risposte ma c'è una cosa che non mi convince nei tuoi calcoli, 0.6*5*9.81=29.43Kw
                      se poi consideriamo un rendimento del 70% sono sempre 20 Kw, molto di più di 2 Kw.
                      Ma il battente lo consideri uguale al raggio esterno? non dovrebbe essere raggio esterno meno raggio interno?
                      Ultima modifica di Sebtp; 04-02-2013, 11:14.

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                      • #12
                        Ciao Sebt,

                        confermo pienamente che ho detto una cazzata sulla potenza, hai ragione tu ... sono circa 20 kW, quindi tutti i miei discorsi sono da rivedere in base a quella potenza, chiedo venia a te ed ai lettori.

                        Sul fatto raggio diciamo che il mio è un ragionamento fatto solo per far capire il fatto che una variazione di un portata così piccola su un salto di 5 metri non incide tanto da giustificare l'uso dell'inverter. Il tuo discorso è corretto dovrebbe essere il raggio esterno meno il raggio interno tenendo però conto dell'inclinazione della coclea ... il mio è un dato di massima non un dato progettuale. Ma non si scosta di tantissimo .. per dirti una coclea di 2,5 metri ha un battente di 1,2 metri circa la metà. Per fare i conti precisi sul tuo impianto dovresti dirmi di quanto vuoi sovradimensionare la portata, in base a quella si trova la dimensione corretta e poi si fanno i conti precisi del battente ... ma poi se vuoi andare nello specifico e capire quanto ti renda di più se installi l'inverter dovresti avere le curve di portata e farti tutti i relativi conti. Ti posso dire che certe verifiche le ho fatte su corsi d'acqua e sopra i 4-5 metri con portate così piccole a mio avviso non conviente tanto l'inverter.

                        Scusa ancora per l'errore della potenza ... avanzi una birra!

                        Ciao
                        Mat

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                        • #13
                          Originariamente inviato da matasnic Visualizza il messaggio
                          Ciao Sebt,

                          confermo pienamente che ho detto una cazzata sulla potenza, hai ragione tu ... sono circa 20 kW, quindi tutti i miei discorsi sono da rivedere in base a quella potenza, chiedo venia a te ed ai lettori.

                          Sul fatto raggio diciamo che il mio è un ragionamento fatto solo per far capire il fatto che una variazione di un portata così piccola su un salto di 5 metri non incide tanto da giustificare l'uso dell'inverter. Il tuo discorso è corretto dovrebbe essere il raggio esterno meno il raggio interno tenendo però conto dell'inclinazione della coclea ... il mio è un dato di massima non un dato progettuale. Ma non si scosta di tantissimo .. per dirti una coclea di 2,5 metri ha un battente di 1,2 metri circa la metà. Per fare i conti precisi sul tuo impianto dovresti dirmi di quanto vuoi sovradimensionare la portata, in base a quella si trova la dimensione corretta e poi si fanno i conti precisi del battente ... ma poi se vuoi andare nello specifico e capire quanto ti renda di più se installi l'inverter dovresti avere le curve di portata e farti tutti i relativi conti. Ti posso dire che certe verifiche le ho fatte su corsi d'acqua e sopra i 4-5 metri con portate così piccole a mio avviso non conviente tanto l'inverter.

                          Scusa ancora per l'errore della potenza ... avanzi una birra!

                          Ciao
                          Mat
                          ciao Mat mi chiamo michele e da circa un anno mi sto informando su questo campo. Come lavoro faccio il trasfertista collaudando e facendo assistenza a macchine equilibratrici, personalmente mi è nata questa passione e con un amico stavamo valutando l'idea di aprire una società col fine istallare questo determinato tipo di impianto. non ci siamo ancora mossi in nulla perchè ancora non c'è del tutto chiaro se è un'idea stupida o fattibile.
                          Ho seguito parecchio questo forum come "lettore" e volevo chiederti un parere a riguardo,noi non siamo in possesso di una struttura da poter ristrutturare ma siamo sul lago di como e qui di fiumi ce ne sono parecchi su cui poter lavorare.
                          quello che ci intimorisce oltre al riuscir quantizzare la spesa è non aver ad ora ancora capito l'iter burocratico che c'è dietro a un progetto simile.

                          te o qualcun altro con esperienza mi saprebbe dare un consiglio in merito?
                          Grazie mille

                          contattatemi anche privatamente via mail! sono più che convinto che le mie conoscenze nonostante le mie ricerche siano solo la punta dell'iceberg!!!

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