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coclea o ruota?

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  • coclea o ruota?

    Buon giorno a tutti.

    Io sono quello che voleva provare a mettere una ruota idraulica sotto una specie di "presa a trappola" posizionata a sua volta a filo di una briglia. Questo allo scopo di eliminare le opere di derivazione e quindi ridurre grandemente l'impatto ambientale. La Regione mi aveva promesso il permesso di fare un test senza formalità, ma poi ha cambiato idea, perciò mi sono messo a cercare in montagna/collina un posto appartato per provare di straforo se la piena non mi portava via la ruota o se non s'intasava di detriti (niente impianto elettrico).

    Girovagando ho trovato invece in pianura un bel briglione 3,40 x 40 mt. Fin troppo per il mio test. Però ottimo per un eventuale impianto, non solo con le ruote (fatti un po' di conti converrebbe metterci due file di ruote una sull'altra) ma forse adatto anche per metterci una o due coclee ai lati.

    Ho pensato: potrei chiedere una concessione, sarei in regola, se la ruota va bene ok, altrimenti potrei ripiegare sulle coclee e recuperare il tempo e il denaro speso. Pertanto andrei in Regione a sentire che mi dicono, a meno che, guardando la foto sottostante, qualche anima buona non mi dica che anche l'ipotesi coclea è una cazzata tecnica, che non passerebbe mai, ecc. ecc.

    Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   2013.11.01 briglie 001pic.jpg 
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ID: 1982356

    La portata media (c'è un idrometro a poca distanza) è stata mc 0,63-0,85-2,26 negli ultimi 3 anni; mc 1,32 è la media nell'ultima dozzina d'anni. Si tratta di un torrente appenninico. Una centrale a coclee in un torrente della zona (ma più in alto) con una portata media sui 5,5 mc è stata dimensionata su di un max 12 mc. Se tanto mi da tanto, nel torrente piccolo ci si dovrebbe dimensionare per 2,4 mc.

    Nella mia ingenuità sto pensando a due coclee da 1,2 mc posizionate ai due lati della gaveta, appoggiate sulle esistenti spalle in cemento (quindi un po' di traverso), con una semplice griglia all'imboccatura (facilmente pulibile con un rastrello dall'alto). Il gruppo moltiplica-alternatore non in asse (non ci starebbe) ma collegato con pignoni-catena. Poi per evitare l'alloggiamento in cemento, usare una coclea intubata (forse non è pazzesco considerando che la portata e il salto sarebbero modesti e magari riducibili a a ciò che possibile) e sostenere il tutto con un telaio metallico che protegga anche la ruota dagli alberi. Naturalmente bisognerebbe mettere un lamierone che alzi quanto basta la parte centrale della briglia

    So che oggi si deve stare sotto i 50 kW.

    Ma i 50 si riferiscono a quelli teorici calcolati portata x salto x 9,81? O ci si applica il rendimento complessivo? Se si, chi stabilisce il coefficiente? Quanto alla portata spero che sia la media di un certo numero di anni e non la massima turbinabile.

    Vado a comperarmi una camicia di forza?

  • #2
    Ciao Gino
    Se attui il tuo proposito ti veniamo a trovare in struttura e ti portiamo i cioccolatini!


    PS oltre le battute.
    Bella la briglia, solida ed in ordine, del resto molto simile a tante della pedecollina emiliana.
    Sei certo dei 3,4 metri di salto? Bisognerebbe sempre fotografare la struttura con adiacente una stadia od un oggetto di dimensioni note...
    La soluzione di due ruote in serie, una sull'altra non mi pare una buona idea, specialmente se questo salto può venire coperto in modo ottimale con una sola ruota. In pratica, perdi due volte il franco libero fra la parte inferiore della ruota e il livello dello scarico, e devi conteggiare due volte la quota della luce a battente che ti consente di avere la corretta velocità di flusso e quindi di rotazione della ruota.
    Per Luhwinja avevamo studiato una soluzione che copriva 5 m di salto e 1,2 m3/sec, poi abbandonata per problemi logistici piuttosto che funzionali.
    Non ho ben compreso i valori alquanto difformi delle portate, 0,63 ; 0,85 ; 2,26 m3/sec, che peraltro sono lontanissime dal rigagnolo estivo che documenti.
    Dovrai approfondire l'aspetto della curva annuale per arrivare a stabilire la portata massima turbinabile.
    La soluzione coclea/e vale come la soluzione ruota/e. E' in fase di collaudo e messa a punto una ruota che promette efficienze eccellenti, prossime ai valori pubblicati da affermati istituti di ricerca universitari inglesi.
    Sei certo che dagli enti preposti alla approvazione venga accettato un rialzo della quota di livello a monte mediante paratoia (anche abbattibile), pari, per la coclea, a quasi la metà del diametro ? (correggetemi se sbaglio)
    Osservando la foto e la entità della arginatura a monte, tenderei ad escluderlo.
    Perchè affermi che il gruppo moltiplicatore-generatore non sarebbe collocabile in asse? Forse, se intendi utilizzare un generatore a magneti permanenti, ma fattibile se utilizzerai un moltiplicatore coassiale o epicicloidale, od anche ad assi paralleli, collegato ad un asincrono trifase, direttamente o tramite giunto. Questa tipologia di gruppo generatore la puoi vedere nelle foto e vignette di costruttori affermati.
    Ci sono costruttori che realizzano coclee intubate. Alcuni filmati you-tube mostrano la collocazione in sito di questa tipologia di macchina tramite auto-gru. Forse sarebbero preferibili modelli a
    truogolo di acciaio, autoportante ed aperto superiormente.
    Ultima modifica di Wilmorel; 04-11-2013, 19:24.

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    • #3
      Ciao Wil e grazie.

      3,40 li ho misurati col metro.

      Vero che con due ruote, perdi 30-40 cm di salto, ma una ruota di 3 metri:
      - è "spaventosa"
      - idem la griglia rispetto all'unica più piccola che coprirebbe entrambe le ruote (costo meno della metà)
      - gira più piano (come sai non mi fido delle formule, ma ci sono esperienze che dicono meno di 10 giri, mentre quella piccola ho verificato che ne fa 30)
      - non è necessario aumentare il volume turbinabile (a parte il fatto che la riduzione dei giri ridurrebbe il vantaggio) perchè il fiume è molto largo rispetto alla portata (bastano una ventina di metri di una ruota da 150 per mangiare 2,4 mc).
      - Sì, i dati di portata sono strani, ma sono quelli dell'ARPA, probabilmente il bacino raccoglie solo acqua piovana ed è piuttosto basso.

      Cosa dirà la Regione è ancora un mistero, fra l'altro è l'ufficio di Bologna (io avevo bazzicato un po' a Modena).

      Certamente pensare di mettere le coclee ai lati dell'alveo è assai anomalo (d'altra parte io sono il matto del villaggio) ma m'è venuto in mente considerando la larghezza rispetto alla modesta portata. D'altra parte siamo in pianura, il letto non è pensile, ma c'è già un argine di 2 o 3 metri: costo a parte, penso che una derivazione fuori alveo sia improponibile. Poi, come vedi, ci sono delle bellissime spalle cui appoggiarsi, ma naturalmente io non ho competenze tecniche per giudicare l'effettiva possibilità.

      Tenere in asse della coclea il gruppo dell'alternatore, nell'ipotesi cui pensavo, si rischierebbe la sommersione in caso di piena.

      Non potendo "tagliare" la briglia per ricavare le tramogge delle coclee, avevo pensato ad una specie di "copertina" di lamiera da mettere sulla parte centrale della briglia (una bella protezione che dovrebbe essere gradita). Considerando che il fondo gaveta è di circa 32 metri, tolte le imboccature, sarà di 28. Avevo ipotizzato di 1 m/s di velocità dell'acqua e avevo ricavato un rialzo di 9 cm (28x1x0,09=2,5) MA ORA CHE ME LO DICI DEV'ESSERE UNA CAZZATA, forse l'acqua nell'imboccatura non riesce ad accelerare a sufficienza. Bisogna che mi informi o che provi a simulare. In ogni caso bisognerebbe abbassare l'imboccatura delle coclee. Beh, se non mi stoppano subito, proverò a chiedere una trentina di cm (quale sarà il diametro coclea per una portata di 1,2 mc?). Oppure ci vorrebbe un "grondaione" sotto la briglia, quindi di nuovo la griglia come per la ruota. Dev'essere un casino (però la griglia potrebbe essere autopulente).

      Meglio le ruote (se resistessero)

      Ciao, e di nuovo grazie.
      Ultima modifica di gino33; 05-11-2013, 10:46.

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      • #4
        Ciao Gino
        Oggi sono nelle peste e non ho tempo di risponderti compiutamente. Forse domani sera sul tardi, sempre che, come spero, qualcuno nel mentre, non ti dia altre dritte.
        Ti anticipo che per ottenere la portata di 1,2 m3/sec il diametro dovrebbe essere 2 m piuttosto che meno, con una inclinazione di 30°.
        Lo stramazzo, cioè lo spessore della vena fluida appena dietro la soglia, idoneo per ottenere quella portata, supposto un raccordo rettangolare largo almeno 3 m (da 3 rettangolare o trapezio a 2 semitondo) ed ipotizzando la coclea ribassata, dovrebbe essere di 0,35 metri.

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        • #5
          Grazie.
          Non male 35 cm.
          E poi forse sono stato troppo abbondante con i 2,4 mc.

          Sai cosa mi è venuto in mente? Supponi che siano praticabili entrambe le soluzioni. Mettere sia una ruota che una coclea forse sarebbe la soluzione migliore: la coclea è più efficiente ma con poca acqua va fermata, invece la ruota macina anche l'ultima goccia. E poi si sperimenterebbero entrambe le soluzioni ... un bel passatempo (costoso) da pensionati.

          PS. chissà invece di rialzare la briglia in modo rigido, almeno una parte potrebbe essere fllottante, tenuta diritta da contrappesi e ribaltabile sotto la spinta dell'acqua
          Ultima modifica di gino33; 05-11-2013, 13:26.

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          • #6
            Originariamente inviato da gino33 Visualizza il messaggio
            Grazie.
            : la coclea è più efficiente ma con poca acqua va fermata, invece la ruota macina anche l'ultima goccia. E poi si sperimenterebbero entrambe le soluzioni ... un bel passatempo (costoso) da pensionati.
            ciao Gino,

            se fermi la coclea per poca acqua ... fermi anche la ruota vai tranquillo!

            Mat

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            • #7
              Ciao Mat

              se guardi nel catalogo della Ritz-Atro (tabella dei rendimenti delle varie tipologie) vedrai che non è proprio così. Però è vero che quando l'acqua è poca, se anche la ruota gira, ci cavi poco. Forse con l'asincrono (che non conosco) tu hai ragione (io ho fatto dei test con alternatori al neodimio giganteschi, capaci di generare watt a giri bassissimi).

              Tornando all'ipotesi di un sistema misto, credo che sia una cazzata, almeno se fosse concesso l'uso di un rialzo flottante.

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              • #8
                Ciao Gino,

                io guardo i fatti e non la carta, la mia foto è di un impianto che ho avviato nel 2007, l'altezza di battente della macchina era di 1,2 m ... nella foto la macchina stava lavorando con 10-15 cm di acqua e produceva qualche KW ...

                tu hai fatto i test con altenatori al neodomio giganteschi ... bello, hai pensato a cosa costano? è dal 2004 che lavoro e che spingo i magneti permanenti del settore hydro ... non ci sono ancora alternatori costruiti a livello industriale che abbiano un prezzo ragionevole.
                I generatori li paghi a Nm ... a coppia, già la coclea che ha una coppia 3-4 volte inferiore alla ruota a parità di potenza il prezzo del generatore è più alto del complesso moltiplicatore e generatore asincrono!
                ricordati che alla fine i dati sono belli, i rendimenti alti pure ... ma l'investimento deve rientrare in un tempo accettabile ..

                ciao

                mat

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                • #9
                  Scusa Mat, non capisco di che foto parli.

                  Nel sito della Ritz-Atro, consultando il grafico dei rendimenti, essi attribuiscono il 55% di rendimento alla ruota col 7-8% di volume acqua. Con la coclea occorrerebbe il 17-18% di volume d'acqua. Io ho fatto poche prove riducendo la portata, e non ho dati certi, ma grazie agli alternatori che dicevo, ho potuto verificare che anche con pochissima acqua un po' di watt saltavano fuori.

                  Giustissimo quello che dici per la maggior coppia della ruota (non c'è certo bisogna d'avviarla come si deve fare con la coclea).

                  Ho visto anch'io i prezzi (e i rendimenti modesti) degli alternatori al neodimio in commercio.
                  Io mi ci ero incaponito e ho fatto moltissimi test per arrivare a qualcosa utilizzabile con l'eolico ad asse verticale che gira piano, anche se non pianissimo come la ruota ad acqua. Sono arrivato a rendimenti costanti ed elevati almeno da 50 a 200 giri (tempo fa ho esposto i dati, ma direi che mi hanno giudicato un ballista). Però per arrivare a 30-40 kw a 30 giri non ci siamo: per avere un "primo costo" di poche migliaia di euro bisogna arrivare a qualche centinaia di giri.

                  Quindi farselo da se potrebbe essere una soluzione economica, ma non so se un aggeggio autocostruito rispetta i regolamenti. A buon senso io non vedo problemi visto che ci va un inverter omologato di mezzo, ma mi sa che le norme se ne fregano del buon senso. O sono pessimista?

                  Un altro vantaggio della ruota, nel caso di incertezza su quale volume d'acqua ci si debba posizionare, è che si potrebbe cominciare con poche ruote e aggiungerne altre successivamente se risultano insufficienti. Inoltre nei periodi di secca non dovrebbe essere difficile escludere parte delle ruote eliminando attriti inutili.

                  Ma naturalmente una ruota in alveo è una roba tutta da verificare.

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                  • #10
                    Ciao Gino,

                    parlo della foto sotto il mio nome, la coclea blu su sfondo bianco.

                    Tutto dipende da cosa pensi di fare ... se pensi di sfruttare il rigagnolo che hai fotografato ok forse con la ruota è la cosa migliore ma verifica tutti i costi e poi vedrai che lascerai perdere! costo concessione, costi opere edili, costo macchinari ecc ... tempo di rientro = infinito!!

                    Se invece fai 2 conti con la portata media da te stimata, 2,4 metri cubi, avresti una potenza idraulica di circa 80 kw, con rendimento 0,8 si traducono in 64 kw circa e se li converti in coppia all'asse di una ruota, o tante ruote ... parli di circa 65.000 Nm.
                    Ora considerando che ho i prezzi di qualche anno fa, ma non si spostano tanto dalla realtà, ti posso dire che un alternatore da 22.000 Nm (con rendimenti >94%) lo trovavi ad un buon prezzo a 30.000 - 35.000 €. Ora considerando che li paghi in coppia questa tipologia di macchine si fa presto a capire che il prezzo di quello che ti serve è di circa 90.000 € .... improponibile!
                    Auto costruire una macchina così .... si può fare ma devi avere un'officina meccanica di un certo livello (Ansaldo Monfalcone per montare il 4 metri di diametro ha lavorato un bel pò) devi considerare che certi magneti hanno poteri di attrazioni non indifferenti, impregnare e mettere in forno le bobine pure ... insomma non proprio facile facile! e scordati le poche migliaia di euro!!!

                    Per il discorso marchiatura omologazione ecc ... quella mi vien da ridere, con le problematiche che sta creando ENEL per gli allacci vorrei vedere la faccia di chi legge "autocostruito"! senza considerare che deve essere marchiato CE e tutto il resto.

                    Vantaggio di montare più ruote? discutibile in quanto per aggiungere una ruota devi ripresentare un sacco di carte ai vari enti, attendere i pareri ecc. ... pensare di presentarne tante e poi montarle in seguito ... hai 2 anni per fare i lavori!

                    Poi ultima cosa .... "Io ho fatto poche prove riducendo la portata, e non ho dati certi, ma grazie agli alternatori che dicevo, ho potuto verificare che anche con pochissima acqua un po' di watt saltavano fuori." .... io ho fatto tante prove e ho dati certi misurati con strumenti industriali sottoposti a verifica annuale .... se fermi la coclea fermi pure il mulino.

                    Ma ormai sono abituato che la gente non mi crede, anzi ultimamente mi sto pure divertendo ... fanno, provano e poi vengono a chiedere perchè non va!!

                    ciao

                    Mat

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                    • #11
                      Ciao Mat, se servono marchi CE etc il discorso "autocostruito" cade. Strano però. Nel caso del fotovoltaico i pannelli sono a disposizione di tutti e chiunque potrebbe farci a posteriori bordellerie elettriche di ogni tipo, ma immagino che ci penserebbe l'inverter ad impedire che i casini arrivino alla rete. Mi sa che il buonsenso scarseggi.

                      La portata media ARPA è di 1,3 mc (ma nutro qualche perplessità).

                      Sapevo che si deve fare "un" progetto e che lo si deve realizzare in 2 anni, cosa che chiuderebbe pure ogni ipotesi di tipo "sperimentale". Speravo però che si potesse tentare un approccio diverso. Domandare non è peccato :-)

                      Se dici che hai verificato di dover fermare, a parità di condizioni, tanto una ruota quanto una coclea, non posso certo metterlo in dubbio. Stupirmene però posso.

                      Tanto per chiacchierare (vista l'improponibilità dell'autocostruito) il mio alternatore l'avevo fatto per l'eolico ad asse verticale, quindi per bassissimi giri e bassissime potenze. Mi è stato utilissimo per i miei divertimenti acquatici sia coi modellini che con un prototipo da 400 watt; senza di un aggeggio simile (non credo disponibile sul mercato) non avrei potuto fare test credibili.

                      Si tratta di un aggeggio fatto con 10 kg di neodimio e altrettanto di rame, rotore diametro 50 cm, che ha un rendimento testato costante attorno al 93% da 50 a 200 giri (di più non ci arrivo a testare). Dimensionarlo per 50 kW a 30 giri è improponibile: avevo fatto i conti per 4 kW ma m'erano risultati dei metri (non ricordo quanti). Però, estrapolando, a 500 giri si arriva a circa 4 kW. Se poi raddoppi il diametro (1 mt) raddoppi bobine e velocità. Se inoltre ne monti 3 sullo stesso albero arrivi a circa 50 kW (4x2x2x3). Servirebbero quindi 10x2x3= 60 kg di neodimio e di rame; non so i prezzi di oggi, ma con poche migliaia di euro ci se la caverebbe. Il resto è poca roba, abbastanza semplice e i singoli pezzi non sarebbero troppo pesanti.

                      Servirebbe quindi anche un moltiplicatore a 2 assi, rendimento sul 96% (complessivamente sull'89%) il cui costo andrebbe pure aggiunto assieme a quello dell'inverter. Il totale andrebbe confrontato col rendimento (anche a bassi giri) e il costo di un asincrono + moltiplicatore 1/50 + 1 (forse 2?) inverter. Io però non sono in grado di fare quest'ultimo confronto perchè di asincroni non so nulla.

                      Ma era solo un "pour parler" visto che l'autocostruito è improponibile.

                      Grazie delle informazioni !!!

                      PS. Naturalmente una ruota rispetto ad una coclea è un controsenso tecnico.
                      A parità di potenza viene a pesare, senza considerare la griglia, 5-6 volte di più.
                      Il rendimento è leggermente inferiore e si perde anche nel salto, complessivamente si può pensare ad un 55% contro un 75% della coclea.
                      La ruota può avere un senso (da verificare, costi alla mano) solo se messa in alveo perchè si risparmierebbe nei lavori di derivazione e perchè avrebbe minore impatto ambientale: costituirebbe solo una allargamento di una briglia già esistente (o addirittura servirebbe per farla se manca) ma qui ci sarebbe tanto altro da considerare.

                      PSPS A mio parere la ruota può avere un senso anche per ragioni estetiche o per motivi di semplicità e per piccole potenze in canali ecc.

                      PS.PS.PS. sono riuscito a trovare il tecnico della Regione! Gli ho descritto sommariamente la cosa, se non altro mi ha detto che se ne può parlare !!!
                      Ultima modifica di gino33; 07-11-2013, 12:37.

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                      • #12
                        Ciao Gino,

                        il riduttore lo paghi in base alla coppia in ingresso ... quindi che tu moltiplichi poco o tanto la differenza di costo non cambia così tanto ... quindi la soluzione di moltiplicatore + generatore a magneti permanenti è tecnicamente un aborto, ovviamente più vantaggiosa dal punto di vista costi ma se monto un moltiplicatore il generatore asincrono viene a costare una sciocchezza!
                        Questa filosofia è utilizzata come sotterfugio commerciale dove vogliono venderti il motore coppia ma se diretto costa troppo così te fanno pensare che costi meno ... il motore coppia è anche chiamato in inglese DIREC DRIVE .... nato per eliminare i riduttori o moltiplicatori ...

                        sul discorso rendimenti ... io ho visto anche 96-96% su motori a magneti permanenti per uso militare ... ma lasciamo perdere i costi!

                        poi come tante persone, e credimi mi son sentito dire le stesse cose anche in alcune famose università italiane, pensi ad un solo oggetto senza guardare nel complesso!
                        il generatore lo devi collegare ad un inverter ma devi sapere come lavora l'inverter ... ne monti 3 sullo stesso albero, bello vuol dire che devi mettere 3 inverter e poi decidere come farli lavorare perchè se ti sogni di mettere in parallelo i generatori .... rischi che uno produce e gli altri 2 mangiano .... e che per farlo girare devi dare acqua e corrente ... ci sono tante sfaccettarure da predere in considerazione.

                        un conto è farlo a titolo di divertimento, di ricerca un conto è farlo per fare un invenstimento ..

                        un giorno mi son trovato a parlare per fornire un quadro elettrico atto a funzionare con un generatore per eolico brevettato da un politecnico ... ovviamente c'erano tutti professori e assitenti alla riunione .... mi hanno decantato le caratteristiche del brevetto... ma alla mia domanda "avete pensato che poi deve essere collegato ad un inverter e per come è fatto non c'è verso?" risposta "no, mai pensato ... è una cosa che dovete vedere voi ..." bello ottimo, risultato brevetto che non serve a nulla e alternatore da rifare!!

                        mai guardare un singolo componente e fermarsi su quello ... si deve guardare il complesso.

                        il fatto che tu dici provato e testato su 400 W ... rispetto ad un 4 kW sono 2 pianeti diversi, flussi, energie, dissipazioni tutti da studiare, progettare e sperimentare ... per fare un alternatore serio e duraturo ci vuole un bel pò di esperienza e di conti, fidati

                        ciao

                        mat

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                        • #13
                          Mat, a parte il fatto che l'autocostruito è da escludere, quello che dici mi pare giustissimo.

                          Verissimo quello che mi dici dei professori (almeno per i pochi contatti che ho avuto)

                          In ogni caso mi pare d'aver capito che con l'asincrono un doppio inverter (back to back?) dovrebbe risolvere i problemi con basse portate cosicchè questa soluzione dovrebbe essere più economica ed ugualmente efficiente.

                          Una curiosità: io lavoravo per la Rossi Motoriduttori (e ci ho litigato) perciò mi sarebbe piaciuto poter snobbare i moltiplicatori :-)

                          Quanto al mio alternatore (cui sono naturalmente affezionato, anche se è già escluso per due validissimi motivi) non sono del tutto d'accordo: montando 3 statori potrei comunque allacciarli come un unico alternatore. Poi è un aggeggio talmente semplice! Due supporti oscillanti e un bell'alberone robusto. Accoppiamento con cinghie o giunto. Fra l'altro il rendimento maggiore ce l'ho con traferro di 2-3 mm! Se poi allarghi il traferro anche a 20-30 mm il rendimento non cala quasi per nulla cosicchè se sei incerto della potenza da installare basta farlo un po' abbondante e allargare il traferro fino al punto giusto (cosa magari che verrebbe buona per i periodi di magra). Quanto al raffreddamento ci pensa il rotore a tenere al fresco le bobine. Insomma a mio parere è un oggetto bellissimo, il suo problema è l'ingombro, ma se lo metti in una stanzina chiusa ci starebbe come un pascià e in tutta sicurezza.

                          E' vero che da 200 (anzi 250) giri a 500 c'è una bella differenza, ma mi conforta il fatto che da 50 a 250 cambia solo la potenza. Anche da 50 a 100 cm di diametro il salto è grosso ma non mi pare cosa insormontabile. Poi si potrebbe anche aumentare di meno il diametro e di più il numero dei gruppi. O magari aumentare le dimensioni dei magneti e delle bobine (non l'avevo ipotizzato per semplificare le stime).

                          Un mio ex-amico che ha due grosse coclee "serie" ha dovuto cambiare gli asincroni montati da una ditta "seria" perchè scaldavano da bestia (+ di 160°). Mica che si fossero dimenticati le ventole :-) chissà quanto poco rendevano! I nuovi pare vadano bene, ma anche lì ci sono stati problemi di partenza.

                          Però non ho capito la questione dell'alternatore per eolico non ben accoppiabile ad un inverter: io prenderei inverter col più alto intervallo di volt masticabile con rendimento decente (e con un MPPT veloce) e poi, considerando l'intervallo di giri del mio ventolone, farei lo statore in modo da collocarmi nel miglior compromesso di volt. (Se poi l'alternatore fosse il mio, non avrei paura per la potenza perchè, come dicevo prima, starei abbondante e poi giocherei sul traferro).

                          Speriamo che in Regione non mi dicano dell'asino.

                          Ciao, e di nuovo grazie.
                          Ultima modifica di gino33; 07-11-2013, 19:17.

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                          • #14
                            Ciao Gino,

                            diciamo che il tuo amico ha avuto si qualche problema .... ma è anche vero che il canale doveva portare una portata massima di tot invece ne portava tanto ma tanto di più ... ci sono tante cose da vedere. Non voglio difendere nessuno anzi, voglio solo dire che le campane bisogna sentirle tutte ...
                            Inoltre il problema è sempre lo stesso, tutti cercando di risparmiare ma senza sapere dove è il limite da non superare ... in molte trattative mi son trovato che i concorrenti buttavano giù il prezzo solo per far prendere il lavoro in perdita tanto sapevano che non lo prendevano.
                            Qualcuno che si spaccia come costruttore di coclee ... ed ideatore dl magneti permanenti ... ne ha bruciati minimo 2 se non 3 ... ma loro hanno esperienza, io non ne ho mai bruciato uno invece ... e ho giocato anche con motori da qualche MW ....

                            Sul fatto dell'inverter con un range di volt elevato .... è tecnologia del passato ... il rendimento del doppio inverter è praticamente identico al rendimento dell'inverter con il ponte a diodi ed lo step up e si può controllare meglio il ventolone!

                            in bocca al lupo per la regione ..

                            Mat

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                            • #15
                              Ottimo sapere che basta un solo inverter: correggo subito la mia stima dei costi per la ruota !!!

                              Mi stupisce sapere che per l'eolico non è utile avere un inverter con range elevato: eppure mi escono da 0 a max Volt !!! M'informerò.

                              Farò sapere che mi dicono.
                              Gino

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                              • #16
                                Ciao Gino e Matasnic
                                "...si potrebbe cominciare con poche ruote e aggiungerne altre successivamente se risultano insufficienti. Inoltre nei periodi di secca non dovrebbe essere difficile escludere parte delle ruote eliminando attriti inutili. (Gino)"
                                Ammettendo la convenienza di più ruote o macchine piuttosto una singola equivalente, la qual cosa è dubbia, il progetto potrebbe essere presentato con la massima portata disponibile, realizzando una prima parte (ruota o altro), collaudandola, perfezionandola e completando il tutto in un secondo tempo ed entro 2 anni.
                                Mentre è assodato che il rapporto fra i giri all'asse coclea/ruota da sopra a parità di condizioni si colloca attorno a 4/1 (ma tu Gino affermi minore) e di conseguenza per medesime potenze gli stessi valori di rapporti di coppia invertiti, non mi trovo d'accordo con l'asserito rapporto fra i pesi di macchine equivalenti (ruota= cocleax5-:6).
                                Ho sotto gli occhi i pesi di una ruota operativa, Q=1,3 m3/sec (ma ne beve anche 1.4) ;h=2 m, che ha un peso di 3650 kg nuda, completa di bocca a stramazzo e corsia in metallo a cui vanno aggiunti 600 kg di parti meccaniche.
                                Dubito, anzi, sono certo che una coclea D=2 m, lunghezza minima 4 m (30°) non può pesare 4250/5=850 kg.

                                Posseggo una offerta di primaria ditta italiana (vecchia di 3 anni), per un moltiplicatore ad assi paralleli 3 stadi, 53000 Nm, rr 1/126, peso 990 kg, prezzo 16300 € iva inclusa.

                                Senza polemica...
                                Ultima modifica di Wilmorel; 09-11-2013, 15:55.

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                                • #17
                                  Ciao Will,

                                  non capisco il 4/1 coclea/ruota, ma la mia ruota da 1,5 metri di diametro fa 30 giri al minuto al punto di massimo rendimento determinato usando un pacco di resistenze variabili all'uscita dall'alternatore.

                                  Il mio ex-socio era avaro e incerto nel darmi informazioni e quindi non so bene i pesi delle coclee.
                                  Però la ruota che dici doveva essere di grande diametro per pesare cosi' poco in relazione ai mc/s
                                  (non ci daresti diametro-larghezza?)

                                  Le mie ruote peserebbero assai di più in rapporto ai mc/s macinati e quindi si giustificano solo potendo risparmiare (molto) evitando la derivazione.
                                  Avevo fatto fare un preventivo per 8 ruote diametro 1,5 metri lunghe 3 metri ciascuna che dovrebbero macinare 3 mc/s
                                  Fianchi in lamiera da 10 mm, cassette in lamiera da 2,5 mm, peso complessivo circa 10.000 kg
                                  Aggiungi alberi e cuscinetti, aggiungi il telaio, aggiungi una griglia robustissima e direi che si arrivi verso i 25.000 kg
                                  Diviso 5 risultano 5000 kg che io ho stimato potesse pesare una coclea da 3 mc/s per un salto di 1,5 metri
                                  Forse così ci siamo.

                                  Grazie anche per il prezzo del riduttore, volevo proprio chiedere

                                  PS. in effetti se lasciassero mettere una o due coclee in alveo, queste dovrebbero essere assai più convenienti delle ruote. A occhio non mi parrebbe una pazzia, ma penso sia una situazione particolarmente fortunata: un grande salto e 40 metri di briglia a vedere robustissima con una portata modesta. Come dicevo la ruota è forse un alternativa solo se evita la derivazione.
                                  Ultima modifica di gino33; 08-11-2013, 10:11.

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                                  • #18
                                    Ciao Gino
                                    Con la frazione 4/1 mi riferisco alla valutazione spannometrica dei rapporti fra la velocità di rotazione di una coclea e quella di una ruota di caratteristiche equivalenti. I momenti torcenti sui rispettivi alberi, stanno in rapporto inverso alle velocità di rotazione. Ai momenti torcenti si rapportano le dimensioni dei moltiplicatori, e quindi il loro costo.
                                    Ricordo bene che in un thread hai trattato diffusamente delle velocità di rotazione ottenute nelle tue sperimentazioni, che rilevavi superiori di oltre il 50% rispetto a quelle suggerite dalla letteratura storica.
                                    Avevo fatto stime del peso di coclee di queste dimensioni, ma ho archiviato il tutto in cartaceo e comunque si tratta di valutazioni che non hanno attinenza con prodotti industriali/commerciali, quindi solo utili per un confronto di massima. Lascio a chi tratta l'argomento in modo specialistico la definizione di questi valori.
                                    Posso fornire i valori della ruota progettata per Lhuwinja, ma per quanto concerne la ruota di cui ho riferito portata e salto, è ancora in fase di collaudo/test, e non sono autorizzato dal proprietario a divulgare i dati.


                                    La ruota di Lhuwinja era così fatta:
                                    Ruota a cassetti per di sopra
                                    Salto 4,8 m
                                    Portata 1,2 m3/sec (1,4)
                                    Diametro 4,2 m
                                    Larghezza 3 m
                                    Potenza ai morsetti (di progetto) 34 kW circa
                                    Peso nudo 5250 kg
                                    Peso meccanismi 1500 kg
                                    Il moltiplicatore citato nei post precedenti è relativo a questo progetto.
                                    Nel conteggio non sono inclusi:
                                    canala di adduzione
                                    griglia di filtrazione
                                    serranda di macchina
                                    serranda di fondo
                                    Ti ricordo che le opere edili specifiche per una ruota di questo tipo sono relativamente semplici, in quanto si riducono alle spalle di sostegno e platea di collegamento in CA.
                                    Occorre poi aggiungere altri manufatti comuni a qualsiasi turbina o macchina idraulica e ovviamente impianto elettrico, PLC ecc.
                                    Ultima modifica di Wilmorel; 10-11-2013, 11:31.

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                                    • #19
                                      Ora il 4/1 mi è chiaro

                                      Direi che sia chiaro anche il rapporto pesi fra la coclea e la mia pesantissima ruota di piccolo diametro e molto lunga.

                                      Ero stupito della portata della ruota considerando il 250 l/s dichiarati per una ruota simile ma larga 80-100 cm da
                                      Waterwheel - modular ... every water quantity works
                                      è vero che nel redering si vede anche 400 l/s, ma non ho mai capito cosa voglia dire.
                                      Secondo me c'è una sola portata da dichiarare: quella che fornisce la massima potenza
                                      Io la determinerei cosi:
                                      a) acqua in abbondanza
                                      b) manovrare le resistenze fino al punto di max potenza
                                      c) ridurre la portata fino al unto in cui la potenza comincia a scendere.
                                      d) misurare la portata

                                      Certo che se si riesce a macinare tanta acqua con una ruota da 4 metri mi vengono dei dubbi. Magari invece di fare due ruote sovrapposte molto lunghe diametro 1,5 conviene fare un ruotone solo di diametro 3 molto più corto

                                      La mia ruota da 1,5 pare che macini 135 l/s per metro a 30 giri.
                                      Raddoppiando il diametro, i volumi delle cassette dovrebbero crescere di 8 volte, ma se i giri scendessero a 10 avrei
                                      135x8:3=360 l/s e questo concorda abbastanza con i 400 l/s della Wasserrad (e i 1400 l/s della Lhuwinja)

                                      Ma converrebbe?
                                      Diciamo che il costo sia proporzionale alle superfici (4 volte) e un po' per gli spessori: facciamo 5 volte
                                      Però la ruota si accorcia di 8:3=2,6 volte
                                      Inoltre basta solo una fila di ruote: in totale 2x2,6=5,2
                                      Quindi, se non ho sbagliato, il costo resta circa uguale
                                      Poi c'è la questione griglia, molto più corta però sporgente il doppio, quindi magari viene a costare di più.
                                      Poi c'è il problema delle dimensioni poco maneggevoli.
                                      Anche l'impatto aumenta: invece di un allargamento costante della briglia, ci viene fuori uno scatolone.

                                      No, se non ho sbagliato il conto, non conviene.

                                      Ultima modifica di gino33; 08-11-2013, 16:22.

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                                      • #20
                                        Salve e grazie di nuovo per le informazioni a tutti.

                                        Giovedì vado a sentire che mi dicono.

                                        Ho provato a cercare nel forum e sembrerebbe che una coclea piccola (sotto i 50kW di potenza nominale ) venga a costare attorno ai 6000 euro per kW di potenza netta. Qualcuno può gentilmente confermarlo? E magari dirmi quanto incidono percentualmente i costi per
                                        derivare l'acqua fuori dall'alveo?

                                        Nel frattempo ho guardato meglio le portate di quel fiumiciattolo e ho paura che l'idea di farci una centralina sia un'idea sballata perchè sembrerebbe che si possa contare solo su 3000 ore annue con portata almeno la metà della portata media.

                                        Certo se la coclea in alveo fosse una cosa che economicamente non sta in piedi, non starebbe piedi neanche la ruota, perchè il suo possibile vantaggio sarebbe soprattutto quello di stare in alveo.

                                        Mi pare di ricordare che normalmente si fa riferimento a 5000 ore annue.
                                        Immagino che queste 5000 siano riferite ai fiumi delle Alpi.
                                        Immagino pure che per i principali fiumi degli Appennini ci si debba accontentare (avrei dovuto chiedere al mio ex-socio più dati).
                                        Qualcuno mi sa dire mediamente su quante ore si conta?
                                        Guardando i dati del Panaro sembrerebbe che si possa contare su 4000 ore con una portata almeno la metà di quella media.

                                        Scusate se cerco di approfittare della vostra pazienza

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                                        • #21
                                          Buongiorno a tutti.

                                          Sono stato in Regione dove ho trovato un ingegnere molto gentile che non mi ha preso per matto (e questo è già molto)
                                          Ritiene che l'ipotesi di mettere la ruota in alveo senza derivazione sia praticabile, sia dal punto di vista normativo che pratico e mi ha indirizzato ad un impiegato per i dettagli (impiegato però al momento non disponibile), comunque mi ha detto che la procedura non dovrebbe essere lunga e costosa potendosi evitare la VIA, riservata alle potenze "nominali" >100 (da calcolare: portata-in-litri/s x salto-in-metri : 102).

                                          Chiederò maggiori dettagli (sopratutto tempi e costi) all'incaricato.
                                          Magari per una diversa collocazione perché ho proprio paura che le portate del il fiumiciattolo fotografato siano insufficienti.

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                                          • #22
                                            Congratulazioni Gino!
                                            Sembra che finalmente tu abbia trovato un interlocutore possibilista.

                                            "Diciamo che il costo sia proporzionale alle superfici (4 volte) e un po' per gli spessori: facciamo 5 volte
                                            Però la ruota si accorcia di 8:3=2,6 volte
                                            Inoltre basta solo una fila di ruote: in totale 2x2,6=5,2
                                            Quindi, se non ho sbagliato, il costo resta circa uguale
                                            Poi c'è la questione griglia, molto più corta però sporgente il doppio, quindi magari viene a costare di più.
                                            Poi c'è il problema delle dimensioni poco maneggevoli.
                                            Anche l'impatto aumenta: invece di un allargamento costante della briglia, ci viene fuori uno scatolone.
                                            No, se non ho sbagliato il conto, non conviene."

                                            In linea di principio, la valutazione di una ruota o di qualsiasi macchina, può essere fatta estrapolando i dati di una macchina di dimensioni simili, (superficie, volume) e costo noti. A mio parere, tale metodo può essere utile soltanto per modeste variazioni rispetto alla macchina campione. Non puoi estrapolare da 5 a 1,5 o da 1 a 8, tanto più se la faccenda comporta un importante impegno finanziario. Non puoi esimerti da un progetto e da disegni, non necessariamente formali, ma tali da definire la macchina nell'insieme ed in dettaglio, quantificare la struttura, le lavorazioni, il montaggio, le opere edili, l'impianto elettrico ecc. Si può partire da uno schizzo come quelli che hai pubblicato, assegnare valori cautelativi alle parti, "pesare" il tutto e affinarlo se il conto economico risulta interessante. Come sai, per passare dal peso di un macchinario al suo costo, oltre al criterio di similitudine funzionale e dimensionale, è necessario fare riferimento ad una struttura produttiva, uomini, attrezzature, tecnologie. La officina A difficilmente utilizzerà i medesimi mezzi della B e difficilmente avrà gli stessi costi. Da alcuni anni sono fuori dall'ambiente, ma parlando con ex colleghi ancora in attività, mi hanno riferito che per macchine strutturalmente affini, nella officina X il costo di costruzione (semilavorati, salari, energia, costi generali) della sola macchina nuda può aggirarsi su 8-:10 €/kg. Non è però escluso che una diversa officina realizzi la medesima macchina a 6 € ed un'altra a 11...
                                            I meccanismi finiti da commercio, moltiplicatori, generatori, supporti ecc. è preferibile valutarli partendo da offerte aggiornate delle ditte prescelte. Per quanto concerne i lavori edili, oltre all'ovvio preventivo di un amico imprenditore, puoi rifarti ai listini e prezzari che alcune Camere di Commercio pubblicano annualmente e che puoi trovare sul web.
                                            Se per la quantificazione delle portate fai ricorso ai dati tabulati delle stazioni idrometriche ARPA, media su un elevato numero di anni e costruisci la serie di curve annuali.

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                                            • #23
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                                              Giustissimo quanto dici sull'estrapolare.

                                              Anzi, giustamente mi fai riflettere che le mie stime di costo sono irragionevolmente basse.
                                              Figurati che io faccio stime a 2-3 euro al kg, zincatura compresa: è vero che c'è solo taglio e saldatura, ma io penso ad autocostruzione dove il mio lavoro e il montaggio non è considerato.
                                              Credo però che se l'aggeggio funzionasse, prodotto anche solo in piccola serie dovrebbe venire a costare molto poco.
                                              Certo io facevo l'informatico e potrei illudermi.

                                              Però sono molto perplesso sulla collocazione.
                                              Ho escluso il briglione di 40 metri alto 3,4 perchè l'ipotesi coclea sarebbe assurda con quelle portate.
                                              Ci sarebbe un'altra briglia lunga 25 metri, alta quanto basta per una ruota di cm 120 che potrebbe macinare fino a 2 mc/s (15 kW).
                                              Usando le portate Arpa degli ultimi anni, risulta una portata media di 1,2 mc/s, ma molto variabile (0,63 nel 2012!) e soprattutto con periodi magri molto più lunghi dei fiumi maggiori (immagino perchè il bacino è molto basso).
                                              Escludendo i giorni di piena e riproporzionando la potenza alle portate nel vari intervalli (GG 10,30,60,91,...), risulterebbero circa 30.000 kWh annui: una miseria (e forse sopravvalutata per come ho fatto i conti).

                                              Bisognerebbe trovare un sistema molto economico (pur accettando un lungo periodo per ammortizzare).
                                              Oppure bisogna cercare un posto più decente.

                                              Cemento non dovrebbe servire (mi immagino una torretta di ferro -bella alta e protetta dalla spalla della briglia- ad una estremità della ruota per ospitare generatore ed inverter)

                                              150 gg per avere una risposta e poche centinaia di euro all'anno per la concessione. Non sembrerebbe male.
                                              Poi dovrei vedere come si fa col gestore elettrico eccetera.

                                              Nel caso, dovrei trovare un tecnico non troppo caro, ma sarà difficile per una roba del genere ...

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