El aumento regular de los precios de la electricidad hace que muchos piensen en el tema de las fuentes alternativas de electricidad. Una de las mejores soluciones en este caso es una central hidroeléctrica. La búsqueda de una solución a este problema atañe no sólo a la escala del país. Cada vez más, se pueden ver minicentrales hidroeléctricas para el hogar (casa de campo). Los costos en este caso serán únicamente de construcción y mantenimiento. La desventaja de tal estructura es que su construcción solo es posible bajo ciertas condiciones. Se requiere flujo de agua. Además, la construcción de esta estructura en su patio requiere el permiso de las autoridades locales.
Esquema de minicentral hidroeléctrica
El principio de funcionamiento de una central hidroeléctrica para una vivienda es bastante sencillo. El diagrama de la estructura es el siguiente. El agua cae sobre la turbina, lo que hace que las palas giren. Ellos, a su vez, debido al par o caída de presión, accionan el actuador hidráulico. Desde él, la potencia recibida se transmite al generador eléctrico, que generaelectricidad.
Actualmente, el esquema hidroeléctrico generalmente se completa con un sistema de control. Esto permite que el diseño funcione en modo automático. En caso de necesidad (por ejemplo, un accidente), es posible cambiar al control manual.
Variedades de minicentrales hidroeléctricas
Debe entenderse que las minicentrales hidroeléctricas no pueden producir más de tres mil kilovatios. Esta es la potencia máxima de tal estructura. El valor exacto dependerá del tipo de HPP y del diseño del equipo utilizado.
Según el tipo de caudal de agua, se distinguen los siguientes tipos de estaciones:
- Canal, característico de los llanos. Se instalan en ríos de bajo caudal.
- Uso estacionario de la energía de los ríos de agua con un caudal rápido de agua.
- HPP instaladas en lugares donde baja el caudal de agua. Se encuentran con mayor frecuencia en organizaciones industriales.
- Mobile, que se construyen con una funda reforzada.
Para la construcción de una central hidroeléctrica, incluso un pequeño arroyo que fluye a través del sitio es suficiente. Los dueños de casas con agua central no deben desesperarse.
Una de las empresas estadounidenses ha desarrollado una estación que puede integrarse en el sistema de suministro de agua en el hogar. Una pequeña turbina está integrada en el sistema de suministro de agua, que se pone en movimiento por el flujo de agua que se mueve por gravedad. Disminuye la velocidadel flujo de agua, pero reduce el costo de la electricidad. Además, esta instalación es completamente segura.
Incluso se están construyendo mini centrales hidroeléctricas en la tubería de alcantarillado. Pero su construcción requiere la creación de ciertas condiciones. El agua a través de la tubería debe fluir naturalmente debido a la pendiente. El segundo requisito es que el diámetro de la tubería sea adecuado para el equipo. Y esto no se puede hacer en una vivienda unifamiliar.
Clasificación de mini HPPs
Las minicentrales hidroeléctricas (las casas en las que se utilizan son en su mayoría del sector privado) suelen ser de uno de los siguientes tipos, que difieren en el principio de funcionamiento:
- La rueda hidráulica es del tipo tradicional y la más fácil de hacer.
- Hélice. Se utiliza en los casos en que el río tiene un cauce de más de diez metros de ancho.
- La guirnalda se instala en ríos con poco caudal. Se utilizan estructuras adicionales para aumentar la velocidad del flujo de agua.
- El rotor Darrieus suele instalarse en plantas industriales.
Estas opciones son comunes porque no requieren la construcción de una presa.
Rueda hidráulica
Este es un tipo clásico de central hidroeléctrica, que es más popular para el sector privado. Las minicentrales hidroeléctricas de este tipo son una gran rueda que puede girar. Sus palas se sumergen en el agua. El resto de la estructura está por encima del canal, obligando a todo el mecanismo a moverse. Energíase transmite a través de un accionamiento hidráulico a un generador que genera corriente.
Estación de hélice
En el marco, en posición vertical, hay un rotor y un molino de viento sumergido bajo el agua. El molino de viento tiene aspas que giran bajo la influencia del flujo de agua. La mejor resistencia la proporcionan las palas de dos centímetros de ancho (con un flujo rápido, cuya velocidad, sin embargo, no supera los dos metros por segundo).
En este caso, las palas se ponen en movimiento debido a la fuerza de elevación resultante, y no a la presión del agua. Además, la dirección del movimiento de las palas es perpendicular a la dirección del flujo. Este proceso es similar a los parques eólicos, solo que funciona bajo el agua.
Garland HPP
Este tipo de minicentral hidroeléctrica es un cable tendido sobre el lecho y fijado en un cojinete de empuje. Las turbinas de pequeño tamaño y peso (rotores hidráulicos) se cuelgan y se fijan rígidamente en forma de guirnalda. Se componen de dos semicilindros. Debido a la alineación de los ejes, cuando se bajan al agua, se crea un par en ellos. Esto lleva al hecho de que el cable se dobla, se estira y comienza a girar. En esta situación, el cable se puede comparar con un eje que sirve para transmitir energía. Un extremo de la cuerda está conectado a la caja de cambios. Se le transfiere potencia a partir de la rotación del cable y los rotores hidráulicos.
La presencia de varias "guirnaldas" ayudará a aumentar la potencia de la estación. Se pueden conectar entre sí. Incluso eso no mejora mucho.eficiencia de esta HPP. Esta es una de las desventajas de tal estructura.
Otra desventaja de esta especie es el peligro que crea para los demás. Este tipo de estación solo se puede utilizar en lugares desiertos. Las señales de advertencia son obligatorias.
Rotor Daria
Una minicentral hidroeléctrica para una casa privada de este tipo lleva el nombre de su promotor, Georges Darier. Este diseño fue patentado en 1931. Es un rotor con palas en él. Para cada una de las cuchillas, los parámetros necesarios se seleccionan individualmente. El rotor se sumerge bajo el agua en posición vertical. Las palas giran debido a la caída de presión que se produce bajo la acción del agua que fluye sobre su superficie. Este proceso es similar a la fuerza de sustentación que hace que los aviones despeguen.
Este tipo de HPP tiene un buen índice de eficiencia. La segunda ventaja es que no importa la dirección del flujo.
De las desventajas de este tipo de centrales eléctricas, se puede destacar un diseño complejo y una instalación difícil.
Ventajas de las minicentrales hidroeléctricas
Independientemente del tipo de diseño, las centrales minihidráulicas tienen una serie de ventajas:
- Respetuoso con el medio ambiente, no produce sustancias nocivas para la atmósfera.
- El proceso de generación de electricidad es silencioso.
- El agua se mantiene limpia.
- La electricidad se genera constantemente, independientemente de la hora del día o de las condiciones meteorológicas.
- Incluso un pequeño arroyo es suficiente para equipar la estación.
- El excedente de electricidad se puede vender a los vecinos.
- No se necesita mucha documentación para el permiso.
Mini central hidroeléctrica de bricolaje
Puedes construir una estación de agua para generar electricidad tú mismo. Para una casa particular, veinte kilovatios por día son suficientes. Incluso una mini central hidroeléctrica de bricolaje puede manejar este valor. Pero debe recordarse que este proceso se caracteriza por una serie de características:
- Los cálculos precisos son difíciles de hacer.
- Dimensiones, el grosor de los elementos se selecciona "a simple vista", solo empíricamente.
- Las estructuras improvisadas carecen de elementos de protección, lo que provoca averías frecuentes y costos asociados.
Por lo tanto, si no hay experiencia y cierto conocimiento en esta área, es mejor abandonar la idea de este tipo. Puede ser más barato comprar una estación prefabricada.
Si aún decide hacer todo con sus propias manos, debe comenzar midiendo la velocidad del flujo de agua en el río. Después de todo, depende del poder que se pueda obtener. Si la velocidad es inferior a un metro por segundo, la construcción de una minicentral hidroeléctrica en este lugar no se justifica.
Otro paso que no debe omitirse son los cálculos. Es necesario calcular cuidadosamente la cantidad de costos que se gastarán en la construcción de la estación. Como resultado, puede resultar que la energía hidroeléctrica no sea la mejor opción. Entonces deberías prestar atención a otros tipos de electricidad alternativa.
La minicentral hidroeléctrica podría ser la mejor solución para ahorrar costespara electricidad Para su construcción es necesario tener un río cerca de la casa. Dependiendo de las características deseadas, puede elegir la versión adecuada de la central hidroeléctrica. Con el enfoque correcto, incluso puedes hacer una estructura de este tipo con tus propias manos.
