ciao ragazzi, sto chiedendo aiuto più volte e spero che questa volta mi possiate aiutare!
dunque l'esercizio è questo:

Un alpeggio isolato richiede un piccolo impianto idroelettrico di 2 KWh di potenza massima. Nei pressi scorre un ruscello di portata 100 litri al secondo. Calcolate quale salto è necessario per produrre la potenza richiesta, scegliendo il tipo di turbina più adatto.

Dunque la formula della potenza è questa:

P = n(rendimento) x g(accelerazione di gravità) x q(portata) x h(salto)

potrei facilmente ricavarmi tramite una formula inversa h, ma come incognita oltre alla stessa h ho anche n, che nn capisco come calcolare. Vi prego di aiutarmi sono bloccato da qualche giorno! Grazie

scusa, premesso che faccio il chimico e quindi non è il mio campo.... , ma non è che hai una lista delle varie turbine dove hai il rendimento certificato e quindi scegli la turbina, ne dimostri che ti rende i 2kw e fine del problema ? ciao

Parsifal: dovresti leggere il thred sempre in idroelettrico "calcolo della portata....."
li trovi tutte le formule c'è anche un programmino di non solo bolle che calcola la potenza dell'acqua e la potenza del generatore cmq li trovi tutto ,devi solo leggere un po!


Ciao biass

Ciao Parsifal,

intanto una domanda,
è "un'esercizio" sulla carta, tipo per scuola ecc...o effettivamente un caso pratico? cambiano un pochino le considerazioni da fare.

In ogni caso. Il rendimento n (rendimento,in realtà lettera greca "eta", lo ipotizzi, anche perchè il salto non ti cambia di tantissimo, usa 0.8-0.9
una volta che conosci H e portata. puoi scegliere la turbina.

cmq, ti dico già che per queste applicazioni...direi, o alzi di molto il salto (e usi poca portata) con una micro-pelto,
oppure una banki....
in attesa della "tesla" (vedi thread apposito )

-D-

ciao Parcifal,
Purtroppo il prezzo di una turbina dipende moltissimo dalla quantità di acqua turbinata più che dalla potenza .
Usando il minimo dislivello ,considerato che di portata ne hai molta , ti troveresti con una macchina da 2kW che costa 20.000 euro !
Se possibile è meglio usare una turbina ad azione come la turgo . Nel tuo caso se riesci a ottenere almeno 30 mt di dislivello ,usando 10 lt/sec con 2 getti ottieni i 2 kW spendendo non più di 3000 euro . La condotta dovrà essere da 110 mm in PEAD oppure PVC con giunti a bicchiee . In montagna consiglio il polietilene ,è più robusto .
Ciao. Usando ugelli fissi risolvi anche il problema dello sporco che inevitabilmente opere di presa piccole o stagionali non consentono di filtrare .
Ciao.

grazie a tutti dei consigli, cmq si ripeto sono dei semplici esercizi su carta per un corso che sto seguendo sulle energie alternative in generale!
L'aiuto di Dynoc dovrebbe essere illuminante! XD mi metto a lavoro e poi vi posto i procedimenti cosi magari mi dite se sono corretti! Grazie ancora^^

P= 2KW => 2000 W
Q= 100 l/s
n (eta)= 0.9 (secondo quanto suggerito da Dynoc)

Pertanto; P= n*g*h*Q => h= P/ngQ => h=2000/0.9*9.81*100= 2.26 m
questo quindi sarebbe il salto. Adesso scegliendo la turbina, la più adatta dovrebbe essere la Banki, adatta a salti fino a 60 m e portate da 20 a 800 l/s.

E' corretto questo procedimento per la risoluzione dell'esercizio secondo voi?

Si Parsifal, avevo capito subito per cosa era;
fondamentalmente il ragionamento è giusto,
fossi in te, però, farei qualche considerazione.

1°- Per turbine così piccole, e quindi economiche, proprio perchè devono essere semplici, non si riesce a raggiungere efficienze così elevate, quindi fossi in te, userei un 0,8 o ancora meglio 0,7 . (per natura sto dalla parte dei bottoni).
2°- Anche per la portata, tu hai utilizzato il max disponibile,
ricorda che queste sono condizioni "nominali", e che spesso è meglio parzializzare (quasi tutte le macchine lavorano meglio a ca. l'80% del nominale/max). Inoltre, magari la portata ha picchi stagionali...
anche quà una turbina Banki (che ti ricordo, sarebbe meglio che lavorasse con più di 5 mt di salto), può venire in aiuto, potendo essere costruita con più "sezioni". Quindi...riduci pure la portata...

3- Si può pensare...con portate così "elevate", anche a una turbina a coclea... http://www.energyrenewablesource.it/energi...clea-idraulica/

spero di essere stato di aiuto.

-D-

ma secondo mè se vuoi 2 kw reali considera un rendimento turbina impianto di 0,25 quindi devi avere come minimo un salto che fornisce 8KW

la formula esatta per la potenza


P=densita*portata*accelerazione di gravità*dislivello

(la densità *portata fa la massa che passa al secondo )

mettendo in unità di misura del sitema internazionale


Densità=1000Kg/m^3
portata =0,1m^3/v
acc grav=9,8ms^2

potenza richiesta 8KW

rivoltando la formula come una berretta

h=potenza/(acc grav*densità*portata)=8000 N*m/s/(9,8m/s^2*1000kg/m^3*0,1m^3/s)=8,1m


quindi te la cavi con un dislivello di 10m ma attenzione se non vuoi perdere tutto nei tubi utilizza dei tubi molto grandi 100litri/secondo sono tanti!

forse conviene fare un salto maggiore usare meno acqua tubi di diametro umano ed una pelton

comunque devi utilizzare tubi piuttosto grandi perchè l'acqua deve andare piano nelle condotte



l'equazione esatta per la potenza

P=rendimento*portata in massa*acc grav *dislivello

in simboli

P= n*QM*g*h

oppure con la portata in volume

P=rendimento*portata in volume*Densità*acc grav *dislivello

P= n*Qv*D*g*h

naturalmente non si cita l'attrito della conduttura che può essere fatale

io userei un quarto dell'acqua e farei un dislivello se possibile di 30- 35m la pressione alla base è solo 3ATM come nell'acquedotto e quindi bastano tubi normali metterei un bel pò di grossi tubi perchè comunque 25litri al secondo non sono pochi ! ed userei una pelton

Lo studio di fattibilità e il puro esercizio matematico non sono la stessa cosa ! per onestà è meglio precisare all'inizio di una discussione di cosa si sta parlando .
Personalmete posso dare solo consigli sulla fattibilità .Certo che anche un calcolo puramente teorico se supportato da soluzioni pratiche è molto più credibile e sfruttabile .

l'efficienza finale ( Water to wire ) di un impianto idroelettrico da 2kW con 2 mt di dislivello è del 50% a 30 mt arriviamo a 65% ... l'80% finale (che significa 90% di ruota e 90% di generatore ) si raggiunge con una pelton a 30bar e un generatore da100kW che lavorano nel punto massimo della curva di rendimento .

ggcreafis mi dici come fai a mettere 25lt /sec in una pelton da 150mm ?? o vuoi usare una ruota da 300 mm e un generatore a 8 poli !! in una turbina da 2 kW ?
ciao

Ciao Parcifal, per ottenere 2000W da un ruscello con una portata di 100 l/s hai bisogno di 4,5 metri di salto. La potenza dell'acqua che avresti a disposizione con questo salto e questa portata è di 4410W. Poi però devi togliere almeno un 20% dovuto alle perdite di carico nelle condotte e nell'ugello finale, e successivamente devi togliere ancora un buon 40% di perdite fra turbina e generatore. Quindi avresti infine i tuoi 2000W circa considerando un rendimento della condotta e ugello dell'80% e un rendimento del 60% fra turbina e generatore.

Questi sono calcoli e considerazioni pratiche, che ti faranno avere sicuramente i tuoi 2000W elettrici.

CITAZIONE (Dynoc @ 27/4/2011, 14:37)

in attesa della "tesla" (vedi thread apposito )

[QUOTE=sandroturbine,29/4/2011, 08:46 ?t=45294105&st=0#entry316144609]
Lo studio di fattibilità e il puro esercizio matematico non sono la stessa cosa ! per onestà è meglio precisare all'inizio di una discussione di cosa si sta parlando .
[quote]

ASSOLUTAMENTE VERO!

kekko
anche se anche la tua previsione finale è corretta , l'idividuazione delle perdite è errata .
1 una condotta non può essere progettata per il 20 % di perdita ....ma nemmeno per il 10 % non si deve superare il 5% .
2 non esistono ugelli su una turbina da 4 mt di salto ma direttrici , profili idrodinamici ecc. Le perdite,ad esempio in un elica a passo fisso progettata per 4 mt e 100lt sono molto basse e i giri caratteristici talmente elevati da riuscire ad accoppiare un generatore da 1500 giri direttamente calettato sull'albero della girante . il problema è il progetto che è molto difficile ed anche la realizzazione di un prototipo.iIl picco della curva d'efficienza molto stretto e altri problemi portano ad un efficienza di macchina non superiore a 70 %.... un buon generatore da 3 kW a 1500 giri fa il 75% ... ed eccoci arrivati al 52% .
ciao

Sandroturbine magari fosse semplice come dici te, nella realtà le perdite sono molto più alte, lo dico per esperienza e come dice qqcreafis leggendo la discussione in questa sezione sulla portata e sulla sezione dei tubi, ci si renderà facilmente conto di ciò. Fra l'altro su un salto di 4 metri possono esistere e come gli ugelli, utilizzando una turbina Tesla ad esempio è possibile sfruttare anche salti così piccoli. Nella discussione sulla turbina Tesla l'utente Biass utilizza una turbina Tesla su un salto di circa 3 - 4 metri, con rendimenti del tutto accettabili.

kekko

Ciao ragazzi ,
ggcreafis , consigliare l'uso di tubi di grosso diametro è giusto , ma sempre in teoria perchè nella pratica poi ti scontri con il costo quindi va installata la tubazione corretta . Il 5% di perdita in condotta ,soprattutto su impianti piccoli è accettato anche nei capitolati . La formula Hazen- Williams è comunemente usata e riconosciuta ,inoltre usando tubi nuovi in PVC oppure PEAD , dove il coefficiente di scabrezza è ben noto e costante ,i valori calcolati si discostano pochissimo dalla realtà . Il dato più difficile da misurare con sufficiente precisione è la portata. E' li che spesso si sbagliano i conti delle efficienze e delle portate disponibili .
Kekko non conosco la turbina di tesla , ho visto una lunga discussione che leggerò .
Comunque non confondete il mio modo di affrontare i problemi come faciloneria !! il mio è pragmatismo aquisito in tanti anni di lavoro nel settore microidroelettrico come tecnico elettronico e giocoforza nozioni di idraulica ,elettotecnica ,automazione industriale , meccanica .
Sandro