Las ruedas hidráulicas o ruedas hidráulicas consisten en grandes ruedas de madera o metal, con varias palas o cubos dispuestos en el borde exterior que forman la superficie de conducción.
Las turbinas de impulso son uno de los dos tipos de turbinas utilizadas en la energía hidroeléctrica . La turbina de impulso se utiliza normalmente con una altura superior a 10 metros o más. Estas turbinas de impulso también funcionan bajo altas presiones. La turbina de impulso se parece mucho a una rueda hidráulica antigua o a un remo de barco fluvial.
Una turbina de impulso tiene una gran cantidad de pequeñas "palas" ubicadas alrededor de un eje central. Este eje central estaría conectado al generador, produciendo así energía. La gran cantidad de "palas" permite que la turbina gire a velocidades muy altas. Para ver varios tipos de turbinas de impulso, consulte el siguiente enlace. [1] Turbinas
Contenido
Ruedas de agua
Probablemente la tecnología más accesible para la energía hidráulica sea la rueda hidráulica W. Se puede construir íntegramente con materiales locales. Sólo es necesario traer el generador. Para sistemas pequeños se puede utilizar un motor modificado o un alternador de automóvil.
- La rueda hidráulica vertical inferior es más apropiada para situaciones de altura relativamente baja, incluso si es la menos eficiente de todas las ruedas hidráulicas. Debe evitar construir una rueda inferior con cubos rectos y optar por una rueda Poncelet o una rueda Zuppinger, que pueden duplicar la eficiencia. Tienen una eficiencia de alrededor del 30%, pero como un tiro de pecho de hasta el 70%.
- La siguiente toma de pecho es cuando la cabeza es lo suficientemente grande. Aquí el agua entra a una altura similar a la altura del eje. Es más complicado de construir y necesita una estructura que encierre la rueda para funcionar con alta eficiencia. Si se hace correctamente aprovecha el peso del agua y su impulso. Puede tener una eficiencia de alrededor del 85% si está bien construido.
- La rueda de tiro superior necesita la mayor cabeza de las ruedas hidráulicas. En condiciones óptimas con cangilones de acero puede tener una eficiencia de hasta el 80%.
- La rueda de tiro posterior puede verse como un cruce entre una rueda de tiro de pecho y una rueda de sobrepaso. El agua entra por la parte superior de la rueda pero los cubos son como una rueda de pecho. El sentido de rotación es el mismo que en una rueda de tiro de pecho. La eficacia puede superar la de la inyección en el pecho.
- Las ruedas hidráulicas horizontales, además de piezas de museo, se encuentran hoy en día principalmente en la región del Himalaya en forma de ghatta. Esa versión es una versión primitiva de una turbina.
Construyendo una rueda hidráulica
Se pueden construir ruedas hidráulicas regulares colocando los cubos en un ángulo de 114°. Es mejor que el ancho de la rueda sea lo más grande posible, de modo que tenga el mismo ancho que el canal de desvío; Es mejor mantener la profundidad de los cubos a poca profundidad. Haz la rueda lo más grande que puedas, aprovechando la gota de agua más alta posible.
Turbinas de impulso
| Tipo de turbina | Fluir | Cabeza |
|---|---|---|
| Pelton W. | Más bajo | Más alto >10 pies |
| Turgo W. | Intermedio | Intermedio >4 pies |
| Flujo cruzado W | más alto | Más bajo <4 pies |
Construyendo una turbina de impulso
La única máquina que se puede construir sin acceso a equipos de fundición de metales o a una fresadora 3D es la turbina de flujo transversal. Las únicas herramientas avanzadas que se necesitan son un soplete de corte y un equipo de soldadura. Las materias primas necesarias son chapa y tubos metálicos. Puede encontrar información sobre cómo construir una turbina de flujo cruzado en el sitio web CD3WD (ver Recursos).
Para construir rodetes para turbinas Pelton o Turgo pequeñas es necesario tener acceso a una fresadora 3D o tener acceso a un taller de fundición o construir un taller de fundición. Para este último, el mayor problema probablemente sea obtener información sobre cómo construir un molde para un corredor adecuado. Para más información ver Fundición (Metal)
Instalación de una turbina de agua
Las plantas microhidráulicas compuestas por una rueda hidráulica suelen utilizar alternadores de imanes permanentes.Al instalar una rueda hidráulica, a menudo se necesita un alternador o dinamo y un reductor o multiplicador de engranajes (para que las RPM del alternador alcancen una velocidad adecuada, convirtiendo la energía eléctrica de manera eficiente).
Independientemente del tipo de turbina hidráulica utilizada, la potencia óptima no se obtiene en la práctica a velocidades de rotación del eje superiores o inferiores a aquellas para las que fue diseñada la turbina hidráulica (por ejemplo, en momentos de gran caudal de agua/alto caudal,...) . Esto se debe al alternador o dinamo utilizado, que suele elegirse para una velocidad concreta. Si la velocidad del agua supera o disminuye esta velocidad, la eficiencia es mucho menor de lo que realmente se podría cosechar en este momento. Esto podría resolverse utilizando una caja de cambios que pueda controlarse eléctricamente (cambiando la relación de transmisión cuando sea necesario). Sin embargo, debido a la alta complejidad, esto a menudo no se hace y se utiliza un reductor o multiplicador de engranajes normal.
