Las ruedas hidráulicas o ruedas de agua consisten en grandes ruedas de madera o metal, con una serie de 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 usa típicamente con una cabeza de más de 10 metros o más. Estas turbinas de impulso también operan a altas presiones. La turbina de impulso se parece mucho a una rueda hidráulica antigua oa un remo de barco fluvial.
Una turbina de impulso tiene una gran cantidad de pequeñas "cucharas" colocadas alrededor de un eje central. Este eje central estaría conectado al generador, produciendo así energía. La gran cantidad de "cucharas" permite que la turbina gire a velocidades muy altas. Para ver varios tipos de turbinas de impulso, consulte el siguiente enlace. [1] Turbinas
Sumario
Ruedas de agua
Probablemente la tecnología más accesible para la energía hidroeléctrica es la rueda hidráulica W . Se puede construir completamente con materiales locales. Solo se debe traer el generador. Para sistemas pequeños, se puede usar un motor modificado o un alternador de automóvil.
- La rueda hidráulica vertical inferior es la más apropiada para situaciones de cabeza relativamente baja, incluso si es la menos eficiente de todas las ruedas hidráulicas. Debe evitar construir una rueda inferior con cangilones rectos y optar por una rueda Poncelet o una rueda Zuppinger, que pueden duplicar la eficiencia. Tienen una eficacia de alrededor del 30%, pero encerrados como un chupito de pecho de hasta el 70%.
- El golpe de pecho es el siguiente 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 superior necesita la mayor parte de la cabeza de las ruedas hidráulicas. En condiciones óptimas con baldes de acero puede tener una eficiencia de hasta el 80%.
- La rueda de tiro trasero puede verse como un cruce entre una rueda de tiro de pecho y una rueda de sobreimpulso. El agua entra por la parte superior de la rueda pero los cubos son como una rueda de pecho. La dirección de rotación es la misma que en una rueda de pecho. La eficacia puede superar la del tiro de pecho.
- Las ruedas hidráulicas horizontales, aparte de las 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 de agua
Se pueden construir ruedas hidráulicas regulares haciendo 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 baldes poco profunda. 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 |
Construcción de una turbina de impulso
La única máquina que se puede construir sin acceso a equipos de fundición de metales o una fresadora 3D es la turbina de flujo cruzado. Las únicas herramientas avanzadas que se necesitan son un soplete de corte y un equipo de soldadura. Las materias primas necesarias son chapa y tubería de metal. Puede encontrar información sobre cómo construir una turbina de flujo cruzado en el sitio web de 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 estos últimos, el mayor problema probablemente sea obtener información sobre cómo construir un molde para un corredor adecuado. Para obtener más información, consulte Fundición (metal)
Instalación de una turbina de agua
Al instalar una rueda hidráulica, a menudo se necesita un alternador o dínamo y un reductor o multiplicador de engranajes (para que las RPM del alternador se lleven a una velocidad adecuada, convirtiendo la energía eléctrica de manera eficiente).
Independientemente del tipo de turbina de agua utilizada, la potencia de salida óptima no se obtiene en la práctica a velocidades de rotación del eje por encima o por debajo de lo que se diseñó la turbina de agua (por ejemplo, en momentos de agua alta/caudal alto, ...) . Esto se debe al alternador o dínamo utilizado, que tiende a elegirse para una velocidad específica. Si la velocidad del agua va por encima o por debajo de 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 puede 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 de engranajes normal o un multiplicador de engranajes.