mini centrale idroelettrica artigianale

vi posto la mia esperienza, premetto che sono elettricista e che effettuo regolare manutenzione ad una centrale idroelettrica professionale privata da 4kw.

Tutto é inizziato per gioco, dietro casa ho un terreno con diverse sorgenti d'acqua di piccola portata, poi ho a disposizione di un salto netto di 11 mt, la prima costa e stata incanalare le quattro sorgenti cosi da sommare le acque e avere con precisione la portata in litri al seconto, che nel mio caso sono 70-75 litri al secondo, poi con un tubo da 40cm ,quelli per la fogna arancioni con bicchieri e guarnizioni sono passato dietro casa quasi in piano,fino alla vasca di carico di misura 2metri di lunghezza per 1,5metri di larghezza per 1 metro di profondita', dalla vasca sono partito con due tubi uno per la turbina e uno per il troppo pieno, quello per la turbina parte ad imbuto fino al diametro di 23cm interni del tubo, che é lungo circa 20 metri fino alla turbina facendo un salto di circa 11 metri, qui ho installato la mia turbina autocostruita che genera circa 4,5kw.

la turmina che ho scelto in base all mio piccolo salto e alla piccola portata é una turbina a flusso inctociato di facile realizzazione, anche chiamata Michell eo Banki
dai suoi inventori o Cink o Ossberger, ha diversi nomi in base al tipo di distributore e al costruttore, come la ditta di Ossberger che la produce da piu di 50anni o Cink che la perfezzionata.

La turbina é relativamente semplice, la girante é costituita da due dischi di diametro 20 cm al quale ho saldato delle pale ricurve ricavate tagliando per lungo un tubo di ferro da 10cm di diametro, assomiglia molto ad un ventilatore a ghiocciola assiale.L'acqua guidata dall distributore entra tra le pale investendo un angolo di 100-120 gradi; percorre trasversalmente l'interno del rotore e quindi, si scarica, attraversando di nuovole pale dalla parte opposta.Ovviamente le dimensioni sono state calcolate per il salto in metri e i litri al secondo che nel mio caso sono di 20 cm di diametro dischi e 10 cm di larghezza delle pale,interna tra i due dischi. Altra cosa importante é il distributore, ne esistono vari tipi ,io ho scelto di usare una lamiera ricurva come la girante da fare avanzare girare intorno al rotore turbina tramite leva per aprire o chiudere l'acqua,poi con un albero di trasmissione e due cuscinetti e pulegia con cinghia di trasmissione per aumentare la velocita da 400-450giri all alternatore di circa 1500 1550 giri, io come alternatore ho usato un classico motore da 5 HP eccitato tramite condensatori,dato che era di recupero da un banco pialla da falegnameria, un alternatore é ovvio ché piu efficente , ma costa piu di 1000 euro, poi ho costruito una sorta di regolatore per i giri,tramite zavorra elettrica , resistenze immerse in acqua per riscaldamento e sanitari casa, il regolatore é molto importante ,serve per far assorbire tutta la potenza generata dall'alternatote costantemente in modo da non avere sbalzi di tensione o variazioni di frequenza di rete, causata dal distacco o attacco di carichi d'utenza, inluminazione elettrodomestici ecc,dissipando la corrente non consumata tramite resistenze elettriche che nel mio caso sono ad immersione nel bollitore della caldaia e nella caldaia per generare acqua calda sia sanitaria che per aiuto riscaldamento, possono essere anche composte da stufette elettriche ecc, ho tentato anche di costruirne un regolatore a zavorra con plc e triak di potenza , ma in rete non ho trovato molto aiuto, era un automazione molto interessante e gestibile tramite pc e lettrura di tutti i perametri telecontrollo ecc, la turbina genera circa 4,5kw!! 24su24

Ovviamente esistono altri tipi di turbine tipo la performante ed efficente Pelton , che a bisogno di alta pressione salto e poca acqua che per i piccoli impianti puo' andare da i 30 mt a i 150mt e anche 1000con portate da mezzo litro al secondo fino a i 50- 200-500 litri. le Caplan per salti dell ordine di pochi metri da1.5 a 20 ma con tanti litri al secondo anche diversi metri cubi e le Francis per salti dell ordine dei 20-50, tuttele turbine si distinquono in base alle caratteristiche idrogeologiche di instalazzione per salto e portata e efficenza, e variazioni estate incerno ecc. Le turbine idrauliche si distinguono in due categorie,ad azzione,tanta pressione e relativa poca acqua tipo Pelton Turgo e Banki o ad reazzione con poco salto e tanta acqua tipo Caplan e Francis.
per i piccoli impianti é preferibile dove possibile la pelton a piu getti, molto efficente sfrutta poca acqua, o la banchi di facile realizzazione basso costo e adattabile da i 8-10 mtri fino a 50 con fote variazione della portata in estate inverno, é la meno efficente ma mantiene costante il suo funzionamento al variare della portatae si adatta da i 40-50litri in su, nel mio caso con 70 litri e solo 11 metri di salto una Caplan richiede piu acqua, una Pelton piu salto pressione e la Francis troppo difficile da costruirsi e troppo costosa da comprare cosi ho scelto la banki e si é rilevata un ottima scelta, per costruirla ci sono voluti molti calcoli e prove.

Spero di essere stato utile ad invogliare a chi puo di sfruttare una fonte di energia pulita e rinnovabile,e molto utile in posti anche isolati,che anche pochi wat sono utili per ricaricare batterie e utilizzare inverter ecc, da qui puo scaturire una discussione polemica o utile, io personalmente non approvo le mega centrali idroelettriche che utilizzano mega dighe,dove abito io ce ne sono due enormi una é da 106 miglioni di metricubi é alta 155 metri e a una produzione dopo un salto di 1000 metri e 16metricubi al secondo di 130MW (130mila kwh,1000wt =1kw,1000kw=1MW)ma a il vantaggio di trovarsi in alta montagna dove fa molto freddo e ad un altitudine dove non ci sono molte piante ne pesci,e non crea umidita causa temperatura ambientale bassa,le dighe con invasi di milioni di metricubi alterano fattori climatici microbiologici fauna ecc ma le centrali ad acqua fluente da fiumi torrenti in montagna acquedotti ecc non recano nessun danno perche non si formano laghi ecc ovviamente lascando il deflusso minimo vitale ecc per il tratto di fiume interessato.
Se vi interessa e avete la possibilita'chiedete pure,ma prima servono dati precisi sul salto e portata per avere un idea
Ciao
p.s. il mio pc in questo momento é alimentato dall'acqua!!!che comunque andrebbe sprecata energicamente se non utilizzata per questo scopo