Energía Alternativa Tutoriales
Diseño de un Molino para Micro Hidro Energía
la Energía Hidroeléctrica es una tecnología que convierte la energía del agua en movimiento en la mecánica o energía eléctrica, y uno de los primeros dispositivos que se utilizan para convertir la energía del agua en movimiento en trabajo útil fue el Molino de agua., El diseño de las ruedas hidráulicas ha evolucionado con el tiempo con algunas Ruedas Hidráulicas orientadas verticalmente, otras horizontalmente y otras con poleas y engranajes elaborados Unidos, pero todos están diseñados para hacer la misma función y que es también, «convertir el movimiento lineal del agua en movimiento en un movimiento giratorio que se puede utilizar para conducir cualquier pieza de maquinaria conectada a él a través de un eje giratorio».,
Principios de Molino de agua de Diseño eran muy primitivos y simples máquinas que consta de una vertical de madera de la rueda con palas de madera o depósitos fijos por igual alrededor de su circunferencia todo apoyado en un eje horizontal con la fuerza del agua que fluye por debajo de él empujando la rueda en una dirección tangencial a las cuchillas.,
estas ruedas hidráulicas verticales eran muy superiores al diseño anterior de las ruedas hidráulicas horizontales de los antiguos griegos y egipcios, porque podían funcionar de manera más eficiente traduciendo el impulso del agua en movimiento en energía. Las poleas y el engranaje se unieron a la rueda hidráulica, lo que permitió un cambio en la dirección de un eje giratorio de horizontal a vertical para operar piedras de molino, madera de Sierra, mineral de trituración, estampado y corte, etc.,
tipos de diseño de rueda de agua
La mayoría de las ruedas de agua también conocidas como molinos de agua o simplemente ruedas de agua, son ruedas montadas verticalmente que giran sobre un eje horizontal, y estos tipos de ruedas de agua se clasifican por la forma en que se aplica el agua a la rueda, en relación con el eje de la rueda. Como es de esperar, las ruedas hidráulicas son máquinas relativamente grandes que giran a bajas velocidades angulares y tienen una baja eficiencia, debido a las pérdidas por fricción y el llenado incompleto de los cubos, etc.,
la acción del agua empujando contra las ruedas cubos o paletas desarrolla par en el eje, pero dirigiendo el agua a estas paletas y cubos desde diferentes posiciones en la rueda se puede mejorar la velocidad de rotación y su eficiencia. Los dos tipos más comunes de diseño de Noria son la «noria inferior» y la «noria superior».,
La Rueda de agua Undershot
diseño de la rueda de agua Undershot
El diseño de la rueda de agua Undershot, también conocido como una «rueda de corriente» fue el tipo de rueda de agua más comúnmente utilizado diseñado por los antiguos griegos y Romanos, ya que es el tipo más simple, más barato y más fácil de construir.
en este tipo de diseño de rueda hidráulica, la rueda simplemente se coloca directamente en un río que fluye rápidamente y se apoya desde arriba., El movimiento del agua a continuación crea una acción de empuje contra las paletas sumergidas en la parte inferior de la rueda, lo que le permite girar en una dirección solo en relación con la dirección del flujo del agua.
este tipo de diseño de Noria se utiliza generalmente en áreas planas sin pendiente natural de la tierra o donde el flujo de agua se mueve lo suficientemente rápido. En comparación con los otros diseños de ruedas hidráulicas, este tipo de diseño es muy ineficiente, con tan solo el 20% de la energía potencial de las aguas que se utiliza para girar realmente la rueda., También la energía del agua se utiliza solo una vez para girar la rueda, después de lo cual fluye con el resto del agua.
otra desventaja de la rueda de agua undershot es que requiere grandes cantidades de agua moviéndose a velocidad. Por lo tanto, las ruedas hidráulicas se encuentran generalmente en las orillas de los ríos, ya que los arroyos o arroyos más pequeños no tienen suficiente energía potencial en el agua en movimiento.,
una forma de mejorar ligeramente la eficiencia de una rueda hidráulica es desviar un porcentaje del agua en el río a lo largo de un canal estrecho o conducto para que el 100% del agua desviada se utilice para girar la rueda. Para lograr esto, la rueda de tiro inferior debe ser estrecha y ajustarse con mucha precisión dentro del canal para evitar que el agua se escape alrededor de los lados o aumentando el número o el tamaño de las paletas.,
the Overshot Waterwheel
Overshot water Wheel Design
The Overshot Water Wheel Design is the most common type of waterwheel design. El overshot waterwheel es más complicado en su construcción y diseño que el anterior undershot waterwheel, ya que utiliza cubos o pequeños compartimentos para atrapar y retener el agua.
estos cubos se llenan con agua que fluye en la parte superior de la rueda., El peso gravitacional del agua en los cubos llenos hace que la rueda gire alrededor de su eje central a medida que los cubos vacíos en el otro lado de la rueda se vuelven más ligeros.
este tipo de rueda de agua utiliza la gravedad para mejorar la salida, así como el agua en sí, por lo tanto, las ruedas de agua excedidas son mucho más eficientes que los diseños de tiro inferior, ya que casi toda el agua y su peso se utilizan para producir potencia de salida. Sin embargo, como antes, la energía del agua se utiliza solo una vez para girar la rueda, después de lo cual fluye con el resto del agua.,
Las ruedas de agua excedidas están suspendidas sobre un río o arroyo y generalmente se construyen en los lados de las colinas que proporcionan un suministro de agua desde arriba con una cabeza baja (la distancia vertical entre el agua en la parte superior y el río o arroyo debajo) de entre 5 y 20 metros. Una pequeña presa o vertedero se puede construir y utilizar tanto para canalizar y aumentar la velocidad del agua a la parte superior de la rueda dándole más energía, pero es el volumen de agua en lugar de su velocidad lo que ayuda a girar la rueda.,
generalmente, las ruedas de agua excedidas se construyen lo más grandes posible para dar la mayor distancia de cabeza posible para que el peso gravitacional del agua gire la rueda. Sin embargo, las ruedas hidráulicas de gran diámetro son más complicadas y costosas de construir debido al peso de la rueda y el agua.
cuando los cubos individuales están llenos de agua, el peso gravitacional del agua hace que la rueda gire en la dirección del flujo de agua., A medida que el ángulo de rotación se acerca a la parte inferior de la rueda, el agua dentro del cucharón se vacía en el río o arroyo debajo, pero el peso de los cucharones que giran detrás hace que la rueda continúe con su velocidad de rotación. El cubo vacío continúa alrededor de la rueda giratoria hasta que vuelve a la parte superior listo para ser llenado con más agua y el ciclo se repite. Una de las desventajas de un diseño de rueda hidráulica exagerada es que el agua solo se utiliza una vez, ya que fluye sobre la rueda.,
La Rueda hidráulica Pitchback
diseño de la rueda hidráulica Pitchback
El diseño de la rueda hidráulica Pitchback es una variación de la anterior rueda hidráulica overshot, ya que también utiliza el peso gravitacional del agua para ayudar a girar la rueda, pero también utiliza el flujo de las aguas residuales debajo de ella para dar un empuje adicional. Este tipo de diseño de rueda hidráulica utiliza un sistema de alimentación de cabeza baja que proporciona el agua Cerca de la parte superior de la rueda desde un pentrough por encima.,
a diferencia de la rueda hidráulica excedida que canalizó el agua directamente sobre la rueda haciendo que gire en la dirección del flujo del agua, la rueda hidráulica pitchback alimenta el agua verticalmente hacia abajo a través de un embudo y en el cubo de abajo haciendo que la rueda gire en la dirección opuesta al flujo del agua por encima.
al igual que la rueda hidráulica anterior, el peso gravitacional del agua en los cubos hace que la rueda gire, pero en sentido contrario a las agujas del reloj., A medida que el ángulo de rotación se acerca a la parte inferior de la rueda, el agua atrapada dentro de los cubos se vacía por debajo. A medida que el cubo vacío está unido a la rueda, continúa girando con la rueda como antes hasta que vuelve a la parte superior lista para ser llenada con más agua y el ciclo se repite.
la diferencia esta vez es que el agua residual vaciada del cubo giratorio fluye en la dirección de la rueda giratoria (ya que no tiene ningún otro lugar a donde ir), similar a la principal de la rueda hidráulica., Por lo tanto, la principal ventaja de la rueda hidráulica pitchback es que utiliza la energía del agua dos veces, una desde arriba y otra desde abajo para girar la rueda alrededor de su eje central.
el resultado es que la eficiencia del diseño de la rueda hidráulica aumenta considerablemente a más del 80% de la energía del agua, ya que es impulsada tanto por el peso gravitacional del agua entrante como por la fuerza o presión del agua dirigida hacia los cubos desde arriba, así como el flujo de las aguas residuales por debajo empujando contra los cubos., Sin embargo, la desventaja de una rueda hidráulica pitchback es que necesita una disposición de suministro de agua ligeramente más compleja directamente sobre la rueda con canales y pentroughs.
La Rueda de agua Breastshot
diseño de la rueda de agua Breastshot
El diseño de la rueda de agua Breastshot es otro diseño de rueda de agua montado verticalmente donde el agua entra en los cubos aproximadamente a mitad de camino a la altura del eje, o justo por encima de él, y luego fluye hacia la parte inferior en la dirección de la rotación de las ruedas., En general, la rueda de agua del tiro de pecho se utiliza en situaciones en las que la cabeza de agua es insuficiente para alimentar un diseño de rueda de agua overshot o pitchback desde arriba.
la desventaja aquí es que el peso gravitacional del agua solo se utiliza para aproximadamente un cuarto de la rotación a diferencia de lo que era anteriormente para la mitad de la rotación. Para superar esta baja altura de la cabeza, los cubos waterwheels se hacen más anchos para extraer la cantidad requerida de energía potencial del agua.,
Las Ruedas Hidráulicas de tiro de pecho utilizan aproximadamente el mismo peso gravitacional del agua para girar la rueda, pero como la altura de la cabeza del agua es alrededor de la mitad de la de una rueda hidráulica excedida típica, los cubos son mucho más anchos que los diseños de ruedas hidráulicas anteriores para aumentar el volumen del agua atrapada en los cubos. La desventaja de este tipo de diseño es un aumento en el ancho y el peso del agua que transporta cada cubo., Al igual que con el diseño pitchback, la rueda breastshot utiliza la energía del agua dos veces como la rueda hidráulica está diseñada para sentarse en el agua, lo que permite que las aguas residuales ayuden en la rotación de la rueda a medida que fluye por la corriente.
generar electricidad utilizando una rueda hidráulica
históricamente las ruedas hidráulicas se han utilizado para moler harina, cereales y otras tareas mecánicas similares. Pero las ruedas de agua también se pueden utilizar para la generación de electricidad, llamada un sistema de energía hidroeléctrica., Al conectar un generador eléctrico al eje giratorio de las ruedas hidráulicas, ya sea directa o indirectamente utilizando correas de transmisión y poleas, las ruedas hidráulicas se pueden utilizar para generar energía continuamente las 24 horas del día a diferencia de la energía solar. Si la rueda hidráulica está diseñada correctamente, un sistema hidroeléctrico pequeño o «micro» puede producir suficiente electricidad para alimentar la iluminación y/o los electrodomésticos en un hogar promedio.
busque Generadores De Ruedas Hidráulicas diseñados para producir su rendimiento óptimo a velocidades relativamente bajas., Para proyectos pequeños, un pequeño motor de CC se puede utilizar como un generador de baja velocidad o un alternador automotriz, pero estos están diseñados para funcionar a velocidades mucho más altas, por lo que se puede requerir alguna forma de engranaje. Un generador de turbina eólica es un generador de rueda hidráulica ideal, ya que está diseñado para operaciones de baja velocidad y alto rendimiento.,
si hay un río o arroyo que fluye bastante rápido cerca de su casa o jardín que puede usar, entonces un sistema de energía hidroeléctrica a pequeña escala puede ser una mejor alternativa a otras formas de fuentes de energía renovables, como la «energía eólica» o la «energía Solar», ya que tiene mucho menos impacto visual. También al igual que la energía eólica y solar, con un sistema de generación diseñado por una rueda hidráulica de pequeña escala conectada a la red eléctrica local, cualquier electricidad que genere pero no use se puede vender a la compañía de electricidad.,
en el siguiente tutorial sobre energía hidroeléctrica, veremos los diferentes tipos de turbinas disponibles que podríamos adjuntar a nuestro diseño de noria para la generación de energía hidroeléctrica. Para obtener más información sobre el diseño de las Ruedas Hidráulicas y cómo generar su propia electricidad utilizando el poder del agua, u obtener más información de energía hidráulica sobre los diversos diseños de ruedas hidráulicas disponibles, o para explorar las ventajas y desventajas de la energía hidráulica, haga clic aquí para pedir su copia de Amazon hoy sobre los principios y la construcción de las ruedas hidráulicas que se pueden utilizar para generar electricidad.,