Energie cu microhidro turbine

      Energia electrica obtinuta de la microhidro turbine se bazeaza pe un concept foarte simplu. Apa curgatoare invarte o turbina care la randul ei actioneaza un generator care produce energie electrica. Simplu si efficient! Evident sistemul este un pic mai complex si contine mai multe componente, insa  acesta este principiul de baza.  

Hidroturbine - 1000W

Cum voi genera energie cu ajutorul apei  ?

       “Forta” apei este de fapt o combinatie intre DIFERENTA DE NIVEL (head) si DEBIT (flow). Ambele trebuie sa fie prezente pentru a produce energie.

DIFERENTA DE NIVEL(head) – este presiunea  creata de distanta verticala intre locul in care apa patrunde in conducta de aductie (pipeline) si locatia turbinei si e masurata in picioare (sau metri), sau ca presiune in pounds (sau livre) pe inch patrat (psi).

DEBIT (flow) – este o cantitate de apa ( exprimata in volum per timp) care curge prin conducta de aductie intr-o anumita perioada de timp si e masurata in metri cubi  /secunda, galoane pe minut (gpm) sau litri pe minut.

Apa este colectata intr-un micro-bazin si apoi canalizata prin conducta de aductie direct in turbina. Caderea pe verticala (cap), creaza presiunea necesara la capatul inferior al conductei de aductie, pentru a pune in miscare turbina. Cu cat va fi mai mare debitul sau capul, cu atat vom obrtine mai multa energie electrica.

Dupa cum se observa, valorile acestor doua criterii, sunt foarte importante pentru determinarea valorii de energie electrica (potentialul) unei locatii pentru implementarea unui microhidro system bazat pe microhidroturbine.

Cateva din relatile de  conversie:  

§                     1 picior cub = 7.481 galoane

§                     1 metru cub = 35.31 picior cub

§                     1 metru cub = 1,000 litrii

§                     1cubical feet /min = 0.47195 litri/ sec = 28.31685 litri / min

§                     1psi = 0.06895 bar =0.06805 atm

§                     1psi = 0.0007 Kgf/mm patrat

§                     1 galon = 3.78541 litri

§                     1 vertical foot = 0.433 pounds per inch patrat (psi)

§                     1 psi = 2.31 picior vertical

Cum voi masura debitul ?

Masurarea debitului se face cel mai usor prin masurarea timpului de umplere a unui container.

Container = 5 galoane (18.93 Litri)

Timp de umplere = 8 secunde

-               5 galoane / 8 secunde = 0.625 galoane/ secunda (gps) sau 37,5 galoane /min

-                sau 2.36588 litri /sec sau 141.95294 litri/min

Convertim in  Picior-cubic / Secunda (cfs):

-                7.481 galoane / sec = 1 cubic foot per secunda, deci

-                0.625 gps / 7.481 = 0.0835 cubic feet per secunda (cfs).

Cum voi masura Diferenta de nivel (Head-ul)  ?

Acuratetea e critica cand se masoara capul, pentru ca va afecta nu numai puterea produsa, dar va determina si tipul turbinei folosite ca de exemplu Francis, Turgo sau Pelton, dar evident si forma palelor.

Utilizarea GPS este utila numai daca dispunem de un aparat de mare acuratete, dar  in lipsa lui, folosirea unei metode simple si  precise este necesara..

Folosind o simpla rigla verticala gradata in milimetri si o rigla orizontala ghidata de un “nivel” se poate masura cu destula precizie capul. Simpla insumare a cotelor A, B, C si D din exemplul din figura de mai sus va conduce spre rezultatul exact.

Ce tip de turbina sa folosesc  ?

Folosirea celei mai bune turbine depinde de DIFERENTA DE NIVEL si DEBIT. De exemplu Turbina Pelton este mai eficienta in locatile cu DIFERENTA DE NIVEL inalta, in contrast cu o turbina Crossflow care e folosita numai in locatile cu DIFERENTA DE NIVEL scurta dar DEBIT mare.

Cat de mult conteaza conducta de aductie?

Conducta de aductie (pipeline) nu este numai “gidajul” pentru apa,  in drumul ei spre turbina, dar si cea care creaza presiunea necesara. Ca efect , conducat ade aductie concentreaza toata presiunea creata de diferenta de nivel, la baza conductei, la intrarea in turbina. Diametrul conductei  , lungimea, marerialul din care e confectionata si “drumul parcurs” , toate afecteaza eficienta turbinei. O conducta mica in diametru poate reduce considerabil energia obtinuta , chiar daca se foloseste toata apa de care se dispune.

Din ce e compus un sistem de energie alternativa  ?

Indiferent daca vor fi folosite turbine eoliene, panouri solare sau microhidro turbine, la generarea energiei alternative pentru aplicatii de mica capacitate, schema sistemului este similara. Ca si componente de baza , avem nevoie de baterii , invertoare si regulatoare de incarcare. 

Schita de mai jos este explicativa.

Cat curent pot produce  ?

Este evidemt ca nu pot consuma mai multa energie decat acumulez. Deci daca am un generator Harris de 900W el va produce in mod ideal o energie ehivalenta cu 21,6 KWh pe zi. Daca o casa consuma in medie 180 -200KWh pe luna rezulta ca aceasta microhidroturbina poate alimenta 3 case independente.

Productia echivalenta pe luna fiind 540KWh (consideram o luna de functionare de 25 zile).

Daca :

1KWh = 0,08 Euro

Rezulta ca productia unei luni e echivalenta cu 43,2 Euro. 

Sisteme cu microturbine Harris de 900W

Cateva exemple de microturbine Pelton Turgo si LH

Microhidroturbina Francis LH

Microhidroturbina Harris Turgo

Rotor Turbina Turgo