Idea № 501. ¿Cómo construir una micro central hidroeléctrica con sus propias manos?

(foto: ecolife.ru)

Esta idea de negocio no es nueva, además existen muchos artículos escritos al respecto. En vista de que los pueblos (sobre todos pequeños!) países de Latinoamérica, sobre todo, como: Perú, Bolivia, Venezuela, Colombia, Chile, Ecuador, etc., necesitan de la energía eléctrica, y además porque Rusia es una gran potencia en construcción de centrales hidroeléctricas, decidí escribir un artículo al respecto. El breve artículo en ruso es de la empresa Energycraft, que lo he traducido y adaptado lo mejor posible. Existen muchos artículos, como este: de Alex Abakumov, o este: de Lukmon Ajmedov de Tadzhikistán, pero pienso que no estará por demás conocer otras experiencias en el mundo de la tecnología. Espero que les guste la lectura.

Los trabajos para la creación de una micro central hidroeléctrica (MCH) se iniciaron a solicitud de un granjero, que cría peces en un estanque artificialmente creado, para ayudarle a recibir energía eléctrica del flujo del tubo confluyente. El estanque artificial se encuentra en la ladera de una colina hacia el que desemboca un riachuelo de caudal pequeño.

La acogida de aguas del estanque se realiza a través de dos tubos idénticos enterrados en la ladera, de diámetro de 500 milímetros. Desde el nivel del estanque hasta los extremos finales de la parte inferior,  el desnivel (o salto de agua)  era de 14 metros. Teniendo en cuenta la longitud de los tubos de 50 metros y la tasa del flujo de agua aproximado de 100 litros por segundo, todas las condiciones correspondían a las exigencias de la MCH.
Sin embargo, el diseño de esta construcción difícil exigía una alta calificación y los vastos conocimientos, por lo que el granjero decidió dirigirse a un instituto de proyectos. Pero allí, al efectuar los cálculos, cortésmente le dieron a entender al granjero que, para la plasmación de su idea en la práctica, tiene que vender la granja y además tomar un crédito.

Ante nosotros se planteó el objetivo de crear una pequeña planta hidroeléctrica eficaz, reduciendo al mínimo la cantidad de dinero a gastar. Para esto, se buscaron piezas abandonadas o obsoletas convenientes. Se encontraron: una bobina metálica de cables, un reductor de segadora y un viejo generador trifásico militar. La fuerza impulsora de todo el proceso de creación de la MCH, era el granjero que creía más que todos en el éxito de esta empresa.

En nuestro caso, las necesidades de la granja de suministro de energía eléctrica se limitaban básicamente para el uso industrial, es decir, para el separador industrial, soldadura, incubadora y herramientas eléctricas. Las necesidades domésticas requerían mucho menos energía y además porque se utilizaban en otra horas.

La potencia total del caudal de caída se calculó mediante la siguiente fórmula:

P = gQH = 9,8м/seg²*100c/f*14m = 13,7 кW

Y la velocidad de la cascada de 14 metros de altura:

V= (2gH)½=(2.9.81.14)½=16,6 m/seg.

Sin embargo, estos cálculos son válidos sólo en condiciones ideales, porque el agua, al fluir por los tubos, pierde su velocidad debido a la fricción que surge al colisionar con las paredes, y por consiguiente, la potencia de salida. Al considerar la pérdida de la potencia en el reductor, en la rueda hidráulica, en los tubos y en el generador, el nivel de la potencia neta fue de 4,6 kW.

La rueda hidráulica de agua se fabricó a partir de un tambor de cable de metal que se encontró, del diámetro de 2,2 metros. Para hacer que la distancia entre sus mejillas sea de 300 milímetros, se tuvo que cortar el tambor y soldar nuevamente. Asimismo, bajo el ángulo de 45 grados, se soldaron 18 tabiques. La ventaja de esta construcción es la posibilidad de reemplazar rápidamente los cojinetes, no obstante, el propio diseño no es el más conveniente para 100 litros de caudal y 14 metros de presión del agua. Sin embargo, las opciones alternativas, como las turbinas axiales-radiales y sólo axiales son mucho más complejas, técnicamente, y no corresponden al requerimiento principal de todo el proyecto: de costo bajo. El precio de este tipo de turbina, fácilmente supera 400 mil rublos (1$ equivale a casi 33 rublos).

El reductor de cadena, con el coeficiente de transmisión 4, fue montado sobre la rueda hidráulica. Su transmisión de rotación al local de la MCH se realiza mediante el árbol articulado de un automóvil de la marca “Zhiguli” (“Lada”). Un contenedor de 5 toneladas es el edificio de la central. Sobre un soporte, dentro del contenedor, se instalaron el generador trifásico y el reductor de coeficiente 40. De esta manera, la velocidad aproximada del giro del generador era de aproximadamente 3000 revoluciones por minuto.

La regulación de la corriente de excitación en el sistema se realiza mediante un dispositivo de compundaje instalado al lado del generador. A pesar de que las unidades de control se cogieron de una trituradora de forrajes del año 1953, la tensión y la frecuencia se mantienen casi constantes.

Para la transmisión de la electricidad desde la MCH, al granjero se le tendió una línea de transmisión de 150 metros de longitud.
De esta manera se construyó la MCH sencilla, viable y asequible, de formato pequeño, que pasó de forma excelente todas las pruebas preliminares.

Aquí pueden apreciar el vídeo:

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(Ref.:Energycraft.ru)