regolatori di tensione per turbine idroelettriche

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regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da corvo50 » 29 lug 2013, 19:11

nel caso si voglia autocostruire una turbina idroelettrica,si rende indispensabile(per chi non voglia correre rischi)un dispositivo,che mantenga costante il numero dei giri,al variare del carico elettrico.questo per evitare tensioni elevate,che potrebbero fulminare gli apparecchi che si utilizzano,il rischio è maggiore nelle reti autonome,minore in caso di collegamento in rete.che io sappia esistono due principali categorie :meccanici,ed elettrici.quelli di tipo meccanico,agiscono sull'ugello/i della turbina variandone il flusso di entrata,ma sono molto complicati da costruire,e difficili da tarare ,quindi sono sconsigliabili per il faidatè.quelli di tipo elettrico,mantengono un carico fittizzio impegnato,facendo lavorare la turbina al massimo del disponibile,la potenza dell'utente viene liberata quando richiesta,alleggerendo il carico fittizio(di solito delle resistenze tipo forno elettrico).qualcuno di voi consce direttamente questi dispositivi di tipo elettrico,e quanto costano?dove si possono trovare ?abbiamo qualche elettronico in grado di costruirli ad un prezzo contenuto ??tutto questo viene utilizzato nel caso si produca direttamente corrente alternata a 220V.nel caso si produca corrente continua a 12 o 24V con degli accumulatori,tutto questo non serve,in quanto poi si utilizzerebbe un costosissimo inverter che produrrebbe la 220V alternata.qualora il dispositivo elettrico regolatore di tensione,costasse quanto l'inverter,allora siamo daccapo.se è fattibile rimane valido anche il dispositivo meccanico,ma non ne so nulla.la discussione è aperta,vediamo se riusciamo a trovare una soluzione economica e fattibile a livello faidatè...a voi la parola
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Ferrobattuto » 29 lug 2013, 20:14

Nelle grandi centrali idroelettriche le turbine funzionano sempre a manetta..... Ossia, un dispositivo di regolazione automatico dei getti esiste, ma di solito interviene poco. Dopo la "messa in fase" degli alternatori con la sinusoide della rete di distribuzione la corrente praticamente esce sempre e in modo abbastanza costante, tant'è che siamo costretti ad acquistare corrente dall'estero o ad intervenire con dei turbogeneratori a gas nei momenti di maggior carico......

A meno che non hai a tua disposizione un fiumicello con acqua tutto l'anno e di discreta portata a cui attaccare diverse utenze, metterti con le mani in pasta a costruire un idroelettrico direttamente a 220V alternati, secondo me, non ti conviene..... Meglio un generatore in continua con batteria tampone e inverter.
Quello che necessita di più non è tanto la stabilità in tensione, che una variazione percentuale anche del 10% fa ben poco agli utilizzatori, ma quanto la stabilità in frequenza. Per motori asincroni monofasi una variazione di frequenza anche contenuta provoca disturbi consistenti, a causa della presenza del condensatore interno. Per vecchie luci al neon poi meglio non parlarne, si rischia di vedere del fumo.... Mentre per utenze "moderne" con alimentatori switching (pc, tv piatte, lampade a basso consumo o a led, ecc ecc) la frequenza non è influente.
Un buon inverter sinusoidale invece risolve tutto. E un banco tampone la buona stabilità al variare dei carichi.
Naturalmente questo è il mio pensiero, non necessariamente condivisibile......
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da corvo50 » 29 lug 2013, 22:26

certo è la soluzione piu semplice..ma forse la piu costosa..e poi reperire un generatore in continua..che possa erogare 4-5kw non è cosa semplice ,quante batterie ci vogliano per stare dietro a questo tipo di carico..non sò.io produco alternata ..ma gestisco manualmente il carico..accendendo questo e spegnendo quello..ma è una rottura
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Ferrobattuto » 30 lug 2013, 13:33

Allora, come spesso ho ripetuto anche in altre parti, e non solo io:
È evidente che se si ha in mente un progetto del genere si ha la possibilità di metterlo in pratica, altrimenti se è solo "un'ipotesi di lavoro" bisogna stabilire dei punti fermi.
Uno è: quanta energia si deve ricavare? E per stabilirlo bisogna prima quantizzare i "consumi a valle" della catena di produzione.
Nel mio caso il consumo giornaliero è intorno ai 4,5-5Kwh giornalieri, con punte che difficilmente raggiungono quei 3Kw che ci consente l'ENEL, ma in qualche rarissimo caso (saldatrice a manetta.....) li superano un po'.
Allora, almeno nel mio caso, ma credo molto simile un po' per tutti noi, realizzare un sistema idroelettrico che possa garantire i 50Hz stabili con 220V passando praticamente da zero al massimo del carico attimo per attimo, col fai da te è praticamente impossibile, o comunque "MOLTO" DIFFICILE.
Devi avere a monte un flusso d'acqua esuberante rispetto alla potenza massima di picco di assorbimento, in modo che il sistema non soffra di sovraccarichi neanche momentanei, poi un sofisticato sistema di regolazione del flusso d'acqua sulla turbina, una turbina di dimensioni tali da sopportare bene quei carichi momentanei, e un generatore capace di sopportare quel carico massimo senza "friggere".
Sempre nel mio caso, se invece posso diluire i miei consumi giornalieri nell'arco delle 24 ore, mi basta un generatore da 200-250W (24 x 200 = 4800Wh), una turbina capace di portare un carico simile, ossia abbastanza piccola, un banco di accumulo che mi consenta di immagazzinare la potenza continua e prelevare quello che mi serve, e un inverter capace di reggere il carico massimo dei picchi di consumo. In più ho la tensione e la frequenza stabilissimi.....

Se invece stai parlando di un sistema di alimentazione per una comunità, allora le cose sono differenti. Ci sono sempre dei carichi inseriti sulla rete, variabili come orario e come entità, e si possono diversificare i consumi in base all'orario, al giorno e alla stagione. In questo caso il sistema di regolazione della portata d'acqua ne soffre di meno e interviene in modo più lento e più efficace. Ovviamente ci serve un fiume, e possibilmente una certa "caduta" (detta "prevalenza"), un dislivello che generi pressione sulle turbine.

Per il singolo la soluzione più semplice ed economica rimane sempre un motogeneratore..... Economica nell'immediato, come spesa iniziale, ma poi alla lunga più costosa per i consumi. Con un sistema "ecologico" in continua invece la spesa iniziale è più alta rispetto al costo di un generatore, ma alla lunga si ammortizzano le spese, e dopo è tutto guadagno....
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Ferrobattuto » 30 lug 2013, 20:55

A distanza di qualche ora mi vengono in mente delle domande: la prima è se hai effettivamente la possibilità di costruirti un idroelettrico personale, nel qual caso ti reputo una persona molto fortunata, anzi, fortunatissima, per me rimane "un sogno di una notte di mezza estate".....
La seconda domanda concerne la tua frase: "Io produco alternata"..... Con cosa la produci? O era una frase "retorica"?....
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da eneo » 30 lug 2013, 22:02

corvo misterioso....dicci tutto....
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Ferrobattuto » 30 lug 2013, 22:04

eneo ha scritto:corvo misterioso....dicci tutto....

A me gli occhi.... Abracadabra......
:D
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da corvo50 » 31 lug 2013, 12:16

io e mio padre a suo tempo la abbiamo già realizzata una turbina,per la nostra baita in montagna.ci sono 6lt/h di portata..e un dislivello di 100mt..sono sufficienti per produrre 4,5kw...ci si scalda l'acqua per la doccia e la cucina..e ne avanza anche per riscaldare l'ambiente,nonchè per cucinare.la soluzione piu pratica ed economica che abbiamo trovato (usando un alternatore autoeccitante 220V 50hz) è di mantenere il carico costante manualmente.ossia .se accendo questo,devo poi spegnere quello ,di eguale potenza,per mantenere la tensione costante.ho messo alcuni relè, che fanno questo lavoro nel caso dello scaldabagno e della lavatrice.nel caso delle piastre per cucinare si và manualmente,tenedo d'occhio la tensione con un volmetro a parete che indica se aumentare o scendere.le mie domande erano rivolte alla possibilità di risolvere tutto questo ambaradan e rendere tutto piu automatico..ma in modo economico.ho contattato una ditta che produce (anni fà) turbine e quadri di regolazione di questo tipo.ma una volta sentito il prezzo per il solo quadro di regolazione...ho chiesto : ma con cosa lo costruite ?oro ?...quindi fate voi
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da corvo50 » 31 lug 2013, 12:26

parlavo di uno di questi
http://www.irem.it/ITA/prodotti/idroele ... rbine.html

ovviamente ad un costo contenuto....il problema sta tutto lì
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Ferrobattuto » 31 lug 2013, 13:16

E non potevi dirlo prima?! : WohoW :
Te possino.... Sai quante chiacchiere ci risparmiavi? : Mr green :
Bhè, innanzitutto hai tutta la mia (bonaria) invidia, io una cosa così me la sogno tutte le volte che ricevo la bolletta ENEL.... Non tanto per i costi, che sono molto contenuti, quanto per il fatto che stò dando dei soldi ad una sorta di "monopolio", una specie di "cartello", insomma. Vabhè....
Se ho ben capito, il generatore e la turbina esistono già, e risultano in "equlibrio" di giri e di tensione solo se mantenuti perennemente sotto carico costante.
Immagino che seccatura farlo manualmente..... Quì puoi seguire due strade: la prima è un regolatore di tipo elettronico, che dia più o meno corrente ad un "carico fittizio" esterno, oppure tentare una via meccanica con un sistema centrifugo, un po' come quello dei regolatori di giri delle pompe diesel dei vecchi trattori.
Per il primo ci servirebbe Bridge, che da un po' è latitante per problemi suoi, o forse anche anche Hal9000.... Al momento altri non mi vengono in mente. Se vuoi puoi scriver loro una mail.
Per il secondo..... Devi studiartelo "in loco". Un sistema giroscopico (parolona scientifica....) che al variare di 50 giri al minuto in più o in meno regoli il getto alla turbina.

Però.... A questo punto DEVI farci vedere qualche foto di questo "gioiello", hè.... Dacci qualche notizia in più.
Lascia sognare un po' anche noi, no? : Love :
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da eneo » 31 lug 2013, 13:26

corvo ho letto bene? 6 lt/h?
e poi 4.5kw/h?
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da corvo50 » 31 lug 2013, 18:33

si eneo..ha visto bene 6lt/s a 10 atm ci cavi 4,5kw...azz non avevo scritto bene io porc..mi sono accorto adesso della gaffe....sono l/s non lt/h.il sistema giroscopico..mi sembra sia stato eliminato un po dappertutto..quello corre il rischio,nei sistemi autonomi, di fare altalena..sale e scende sale e scende...la strada che mi sembra la migliore..è il sistema a carico fittizio gestito elettronicamente..ma quella scatola nera che ho linkato sopra costa un patrimonio.la centralina funziona pochi giorni all'anno,è troppo lontana da casa per portare la corrente fin qui,e quindi una spesa eccessiva non sarebbe giustificata,visto anche che bene o male riusciamo a sfruttarla così.quindi per chi ha la possibilità di farsela ..si puo fare anche così..ma se sbagli manovra..oppure non ci sei e si brucia una resistenza..allora rischi di bruciare parecchia roba...l'alternatore in fuga raggiunge e supera i 450 V..e supera i 100hz...

la prossima volta che vado sù..vedrò di fare qualche foto.la turbina ce la siamo costruita noi..e l'alternatore ci è costato a quel tempo 500.000 lire..non sò cosa possa costare oggi..ma 500eu di sicuro.. magari si puo trovarne uno smontando un vecchio generatore a scoppio.si raggiungono i 3000 giri richiesti con una moltiplica a cinghie che funziona benissimo...la girante fà circa 1000 giri....quindi abbiamo moltiplicato x 3..questo a pieno carico..a vuoto .....meglio uscire di casa :D
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Arex » 31 lug 2013, 19:08

La prossima volta che vengo ci facciamo una pasta su in montagna ok?
(Qualsiasi cosa da me pubblicata viene esclusivamente fatta per uso privato,e nella mia proprietà, per studio e/o per hobby)
Le decisioni giuste vengono dall'esperienza. L'esperienza viene dalle decisioni sbagliate. (Higdon)(Arthur Bloch)
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da corvo50 » 31 lug 2013, 19:24

meglio una grigliata và : drunk :
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Arex » 31 lug 2013, 19:42

Volentieri! : drunk :
Stop OT se no il Mod ce le suona!
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Fabio13 » 11 ago 2013, 16:14

My 2 cents (come dicono gli americani).

In teoria le strade percorribili sono (almeno) due:

A) Regolazione del flusso d'acqua
Si regola la quantità di acqua in ingresso ad esempio con una valvola o una paratoria azionata da un piccolo motore elettrico. Più la tensione in uscita sale e maggiore è la chiusura della valvola.
Problemi: serve un circuito elettronico di controllo, la regolazione potrebbe essere molto lenta (es. decine di secondi per far rallentare il generatore), non sfrutti totalmente l'energia.

B) Regolazione con carichi controllati da relè
Ad esempio, sappiamo che il generatore per funzionare in modo ottimale ha bisogno di un carico compreso tra 2 e 3 kW. A questo punto realizziamo 3 carichi da 1kW e li colleghiamo ognuno ad un relè amperometrico. In questi relè regoliamo tre correnti d'intervento in modo che si spengano automaticamente uno alla volta all'aumentare del consumo in casa.
Problemi: servono dei carichi preferibilmente resistivi, i relè amperometrici mi risultano molto costosi
PS: I relè amperometrici potrebbero essere sostituiti da dei normali relè comandati da una centralina elettronica, ma si torna al problema di doverla realizzare.

La soluzione B è quella già usata (a quanto ho capito) solo in versione automatizzata.

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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da corvo50 » 11 ago 2013, 19:26

eheheeh già provato fabio.il problema che sorge è questo : i relè amperometrici vanno regolati su una soglia di intervento,che deve essere sempre la stessa,col variare della tensione però,varia anche la soglia di intervento,sia in aumento che in diminuzione,quindi la taratura diventa impossibile.occorre uno strumento che sia alimentato da una batteria in corrente continua,questo rende stabile la misurazione e la lettura della tensione,e di conseguenza diventano possibili le tarature ad hoc
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Fabio13 » 12 ago 2013, 12:14

Non ho mai avuto per le mani un relè amperometrico, se ha quel problema, l'unica soluzione è un sistema elettronico o in alternativa un PLC industriale per pilotare dei normali relè.
Volendo ci sarebbe anche lo schema di Bridge che aveva fatto un progetto per recuperare energia provenienti dai pannelli fotovoltaici deviandola su un carico fittizio. Potrebbe essere adattato in qualche modo.

Hai qualche dato sul generatore? Un valore di carico ideale?

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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da corvo50 » 12 ago 2013, 23:10

il nostro generatore genera 4,5 kw..diciamo che il carico fittizio non supera i 3kw..il resto viene quasi sempre utilizato
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Re: regolatori di tensione per turbine idroelettriche

Messaggio da Fabio13 » 15 ago 2013, 11:56

Ho visto le foto nell'altro post, molto bello questo micro-idroelettrico.
Dato che la cosa mi ha incuriosito ho cercato un po' qualche informazione.
Da quello che ho capito hai sperimentato parecchio, quindi potrebbero essere cose che già sai, comunque le riporto.

Per controllare turbine di piccola taglia come la tua il sistema elettronico controlla la frequenza della tensione generata (oppure la velocità di rotazione del generatore con una dinamo tachimetrica). In base allo scostamento di questa rispetto ai 50Hz nominali aumenta o diminuisce il carico per mezzo di un sistema a TRIAC a parzializzazione di fase.
Il sistema non è alla portata del dilettante di elettronica e purtroppo non ci sono tantissimi esempi su internet, l'unico che ho trovato è questo:

http://ludens.cl/Electron/picelc/picelc.html

Il circuito usa un microcontrollore digitale PIC, in questo modo si risparmia un bel po' di componentistica altrimenti necessaria per realizzarlo in versione puramente analogica.

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