La energía solar no es una energía alternativa: es la energía.
Hermann Scheer

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  1. #1
    keep08 está desconectado Forero Junior
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    Post Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Hola a todos!

    Estoy planificando un proyecto de generación de electricidad mediante el aprovechamiento de una acequia utilizando una rueda o molino de agua, algo parecido a la foto pero a menor escala:

    Nombre:  waterwheel-undershot-colour.jpg
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Tamaño: 66,1 KB

    La idea es generar unos 1500w, tengo un caudal constante de 1m3/s (1000l/s), pero no puedo construir ningún salto, ya que es una acequia de riego y no tengo permiso para alterar el curso, pero si para el aprovechamiento a agua pasada, por eso he pensado en una rueda de agua.

    Mas o menos tengo cálculos del tipo de generador y las revoluciones que me hacen falta, dependiendo del diámetro de la rueda, que tengo pensada sobre 1,5-1,8 metros.


    Pero mi problema esta en la definición de los planos constructivos de la rueda, y que opciones serian las de mas rendimiento por ejemplo:

    -Si es mejor las paletas saliente o no, me explico:
    Nombre:  alt73.gif
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Tamaño: 10,5 KB Nombre:  water_wheel_3.gif
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Tamaño: 19,8 KB

    -Tipo de palas, inclinación, numero...tengo mil preguntas jejejejej

    Básicamente me apañaría si alguien me pudiera recomendar algún libro o publicación, pagina web por donde
    aparezcan formulas o planos constructivos.


    Muchas gracias por la atención!

  2. #2
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Quiza esperas demasiado, ahi van unos calculos de "numeros gordos":

    Supongamos que consigues un rendimiento global de un 40%, que ya seria muchisimo. Dispones de 1.000 litros por segundo, sin desnivel. Eso significa que tu rueda se movera por efecto de la energia cinetica del agua, que en ultimo caso, esta provocada por un desnivel anterior

    Quieres generar 1.500 vatios, que implican disponer de una potencia bruta de 3.750, una vez aplicado el 40% de rendimiento. Disponiendo de 1.000 litros por segundo, y usandolos todos ellos, deberias disponer de un desnivel equivalente a 38 cm. Si el agua circula a una velocidad de 2.7 metros por segundo o mas, sera debido a ese desnivel, o mas

    Parece una velocidad muy alta para una acequia, midela, por si acaso no es tan alta. Si fuese mas baja, tendrias dificil generar esa potencia que quieres. Medirla es facil: mide una distancia de 30 o 40 metros, echa algo que flote, y cronometra cuanto tarda en recorrer la distancia que has medido

    En ese tipo de ruedas hidraulicas, quiza, lo mas apropiado seria una rueda Poncelet. Busca en internet, hay informacion a montones

  3. #3
    keep08 está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Gracias por contestar tan rápido!!!! (y sobre todo por contestar)
    Ya veo que controlas un montón del tema....ya estaba ojeando las ruedas Poncelet!! gracias por el aporte.

    La acequia si que es seguro que tiene un 1m3 de caudal, es un sistema de regadío que nace en un rió directamente, y canaliza este caudal hacia todas las huertas de mi pueblo.

    Haciendo tus "cálculos brutamente", con una rueda poncelet que se puede conseguir un 70% de rendimiento, necesitaría una potencia bruta de 2144w no tan descabellado....

    Algo no estoy planteando bien...

    yo empiezo por el final, realmente necesito 900w, por lo que me marco como objetivo 1500w, la idea es esta:

    Cálculos de rueda de molino para generación electrica-layout.jpg

    utilizare un generador de 12vcc (posiblemente eólico), y luego transformare de 12vcc a 230vac

    El convertidor 12vcc ->230vac lo tengo claro,uno de 1500w
    Nombre:  1000_12_n_350x350.gif
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Tamaño: 52,0 KB

    Luego busco un generador, por ejemplo este, aunque no necesariamente seria este
    PM-ALT.com Permanant Magnet Alternator for Wind Turbine

    y en las características pone:

    PURCHASE: ONE (1) SuperAlternatorTM
    12 Volt Model 140 Amps cont. $1099.99
    0.04 Volts per RPM
    12 Volts @ 300 RPM

    Por lo que digo , bien!! a 300 rpm, genero 12vdc, 140A, lo que supone un potencia de P=V*I=12*140=1680w

    Teniendo la potencia y el generador...solo me quedaría conseguir 300rpm, que con unas poleas o engranajes no sera muy difícil conseguir....

    Pero mi problema es que no se que decisiones tomar...respecto a numero de palas, dimensiones, radios, palas salientes o no .....etc

    Aunque algo ya he encontrado y lo estoy analizando...se trata de una tesis de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ, del alumno Luis Felipe Heredia Sánchez, en el que estudia y calcula en profundidad una rueda similar a la que yo planteo, de 2 metros de diámetro...pero ya os iré contando


    Saludos!!!

  4. #4
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Ni sueñes con alcanzar un rendimiento global del 70%. Tendras mucha suerte, y habilidad en el diseño y construccion, si te quedas en un 20 o 30%

    Mira, la primera bajada de rendimiento que vas a tener:

    Supongamos que tu rueda introduce las paletas en el agua en una anchura de 30 cm, y una profundidad de otros 30 cm, Logicamente, el canal en ese punto, debe tener mas de 30 cm de ancho, pongamos 32, y mas de 30 de profundo, pongamos 31. De no ser asi, las paletas rozarian contra los lados y el fondo. Suponemos que para que no rocen, dejamos un hueco de 1 cm entre paletas y lados y fondo?

    Pues... tus paletas, de 30 de ancho y 30 de profundo, interceptan una superficie de 900cm2 Y el canal, tiene una seccion de 32x31 cm= 992 cm2. Eso implica que tu vas a usar el agua que pasa por 992 cm2, pero solo vas a aprovechar la potencia de 900 cm2. Solo por esa razon tu rendimiento bajara en un 10%, un 10% del agua pasara, y no producira nada

    Pero es que el inversor tampoco tiene un rendimiento del 100%. Le entra una energia, y sale de el una cantidad muy inferior. Supongamos que sale el 85% de la que entra

    Y los rodamientos de la rueda tambien produciran perdidas, y los del alternador, y la transmision, y el generador tampoco es perfecto y tambien tendra perdidas, y el rectificador, y los cables......

    Ve multiplicando ese 70% de rendimiento teorico (que ya veremos si consigues, mucho me temo que te quedaras mucho mas abajo) por 0.9, luego por 0.85, luego por 0.7, etc, etc. Lo dicho, si eres capaz de obtener una potencia util de un 20 o 30% de la que dispone el agua, ya sera un buen logro

    Por cierto, vete olvidando de hacer funcionar las cosas a 12 voltios. Para una intensidad de 140 amperios vas a necesitar cables de varios cm de grueso, que valen una fortuna. Ve pensando en subir el voltaje a 24, 48 o, incluso, directamente 220

    Otra cosa mas. Calculabamos que necesitarias una velocidad el agua de 2.7 mts/sg. Pero si a ese agua le extraes energia, es a base de reducir esa velocidad. Despues de pasar la rueda, el agua ira mas despacio.... y si va mas despacio, para que siga circulando la misma cantidad, vas a necesitar un canal mas ancho

    Tu idea es buena, sobre el papel....a la hora de la verdad, sera bastante mas fea. Te recomendaria que hicieses un modelo a escala y veas como funciona, donde debes mejorar el diseño, y que potencia puedes obtener antes de meterte a construir una cosa de tanto tamaño

    Animo !

  5. #5
    Ergio está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Eloisa; creo que has sido demasiado cruel. No acabo de entender, como después de haber contestado a una pregunta de un forero. y haber obtenido respuesta técnica soberana, y otros adjetivos bien calificados, no da muestra de un agradecimiento bien merecido a la persona que ha tratado de ayudarle en su proyecto. Este mal es muy común en los foros; desgraciadamente

  6. #6
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    A veces pasa que tienes una idea estupenda, y cuando empiezas a pensar en como llevarla a la practica, te das cuenta de que es inviable y no va a funcionar. Peor aun, a veces hasta construyes las cosas, las pruebas...y no funcionan. Analizas donde esta el fallo, y te das cuenta de que el concepto es equivocado por que no tuviste en cuenta alguna cuestion vital

    Me da la impresion de que ha tenido una buena decepcion, y lo siento. El pensaba que seria muy sencillo obtener 1.500 vatios de algo que se desaprovecha... y se ha dado cuenta de que sera complicadisimo sacar 100 o 200. En este caso, hay que pensar que un canal de riego moderno se construye para que funcione usando la minima energia posible y es casi imposible sacar ni un vatio de ahi si se quiere que el canal siga funcionando sin problemas

    "Una brillante idea aplastada por la dura realidad" A mi me pasa eso montones de veces

    Gracias, Ergio

  7. #7
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    La explicación de por donde se va perdiendo en rendimiento en este caso es magistral.
    Felicidades.

  8. #8
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Cita Iniciado por nnacho Ver mensaje
    La explicación de por donde se va perdiendo en rendimiento en este caso es magistral.
    Felicidades.
    Mil gracias

  9. #9
    Avatar de nnacho
    nnacho está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Este fin de semana tuve una decepción: Quería alimentar un trozo de tira de LEDs ( 3 leds y una resistencia en serie) que funcionan a 12V directamente a 220V. Medí la intensidad que pasaba, y me dispuse a calcular la resistencia que necesitaba añadir al conjunto para que redujese la tensión que pasaría por los LEDs a 12 V. Tras ello calculé la potencia que disiparía dicha resistencia y ahí se me fue el alma al cielo:

    Los LEDs tienen una potencia de 0,04 W cada uno de los 3
    La resistencia de carga iba a disipar 4,4 W.

    Así pues abandoné.

  10. #10
    rmontalvo está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Estimado amigo, me gustaría saber si hiciste el prototipo para generar electricidad, vi algunas respuestas nada alagueñas desafortunadamente. Por favor si hiciste el intento me gustaría saber tus resultados, en caso de que no lo hayas hecho, te invito a que lo intentes, comunicate a mi correo y puedo proporcionarte alguna información que estoy seguro te servirá mucho.
    montalvogonzalezr--gmail.com

  11. #11
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Cita Iniciado por rmontalvo Ver mensaje
    Estimado amigo, me gustaría saber si hiciste el prototipo para generar electricidad, vi algunas respuestas nada alagueñas desafortunadamente. Por favor si hiciste el intento me gustaría saber tus resultados, en caso de que no lo hayas hecho, te invito a que lo intentes, comunicate a mi correo y puedo proporcionarte alguna información que estoy seguro te servirá mucho.
    montalvogonzalezr--gmail.com
    En mi caso ahora mismo tengo dos turbinas Banki en marcha (rendimiento hidro-mecanico-electrico global del 37%). Entre ambas suministran el 100% de la electricidad de casa, 100% de agua caliente sanitaria y un resto que se ha escogido disipar como aporte de calefaccion

    Lo malo es el verano..... el rio se seca y no tengo ni un euro para complementar con placas FV y construir una turbina de menos caudal
    Seguira siendo Banki por que, aunque el rendimiento es bajo, se limpia SOLA, y eso es un aumento radical de rendimiento practico

  12. #12
    OctavioMora está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Cálculos de rueda de molino para generación electrica

    Cita Iniciado por rmontalvo Ver mensaje
    Estimado amigo, me gustaría saber si hiciste el prototipo para generar electricidad, vi algunas respuestas nada alagueñas desafortunadamente. Por favor si hiciste el intento me gustaría saber tus resultados, en caso de que no lo hayas hecho, te invito a que lo intentes, comunicate a mi correo y puedo proporcionarte alguna información que estoy seguro te servirá mucho.
    montalvogonzalezr--gmail.com
    Hola... soy nuevo en este foro... te mandé un email MONTALVO...

    KEEP08... ¿resolviste algo?, ¿materializaste algo?... yo tengo la misma inquietud y proyecto que tú. Me ayudaría mucho cualquier cosa que pudieran proporcionarme...

    Tengo un proyecto muy similar, pero para la aprobación/concesión me piden la justificación matemática (en lo que ya estoy trabajando). Pero veo una gran cantidad de vacíos aún en cuanto al conocimiento y dominio de la materia con las RUEDAS HIDRAULICAS. Veo que el foro ya tiene varios años, espero poder rcibir retroalimentación de él.

    Saludos


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