Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

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serges
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por serges » sábado jan 07, 2017 12:08 pm

Muito interessante Hynek sempre em grande...

Obrigado por mais uma partilha!
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » sábado jan 07, 2017 4:01 pm

Um outro objectivo do projecto é aprender, por isso vamos medir o desempenho da turbina para confrontar os resultados com teoria e criar uma base mais sólida para os futuros projectos. Vamos medir o torque, velocidade, caudal e pressão de água no tubo.
Se a turbina tiver 80% de rendimento, fico contente. Do gerador também não espero mais que 80% de rendimento. Vamos ver qual será a realidade....
Pelton micro - rotor c jactos.jpg
Pormenor do rotor com jactos
Pelton micro - disposisão.jpg
Pelton - disposição
Medidor de torque.jpg
Ideia para medidor de torque
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OliveiraF
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por OliveiraF » domingo jan 08, 2017 10:21 pm

Uma pergunta fora do tópico, se me é permitida. Esses desenhos são feitos com que software, sketchup?

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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » domingo jan 08, 2017 11:53 pm

OliveiraF Escreveu:Uma pergunta fora do tópico, se me é permitida. Esses desenhos são feitos com que software, sketchup?
Autocad 3D
Um abraço
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fredfm
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por fredfm » segunda jan 09, 2017 9:11 am

existe um software muito bom para este tipo de desenho, é uma mistura de autocad com solidworks
é o autodesk fusion 360

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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » segunda jan 09, 2017 10:40 am

fredfm Escreveu:existe um software muito bom para este tipo de desenho, é uma mistura de autocad com solidworks
é o autodesk fusion 360
obrigado pela dica
Um abraço
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por OliveiraF » segunda jan 09, 2017 1:02 pm

Obrigado a ambos!!

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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » quinta mar 30, 2017 10:19 am

A micro-hídrica já está a funcionar. O atraso deve-se a algum atraso no fabrico da turbina, mas sobretudo à dificuldade em sincronizar a disponibilidade dos vários envolvidos. Também não houve uma pressa por causa da falta de água, aqui podemos culpar o fenómeno El Niño :mrgreen: .

A turbina ficou um pouco simplificada em relação ao projecto, não tem janelas para observar os jactos, nem sistema de afinação dos jactos. Também a regulação do 1. jacto ficou mais simples, sem indicador de abertura. Mas como uma volta corresponde à abertura de 10%, não tem muita importância.

A turbina ficou montada numa manhã e durante da tarde fizemos testes com freio. Infelizmente o freio, como está feito, não foi capaz de travar a rotação como estava previsto. Não tinha força suficiente. Está a ser remodelado e mais tarde vamos voltar a fazer testes.

No fim do dia foi ligado gerador e feito teste com resistências. Notámos tensão abaixo da esperada. O Paulo ficou com tarefa de concluir ligação eléctrica e prosseguir com os testes para descobrir valores ideais de excitação.

Alguma fotos da montagem:
IMG_20170311_095705.jpg
A base do freio, rotor Pelton
IMG_20170311_095705.jpg (100.26 KiB) Visto 929 vezes
IMG_20170311_095724.jpg
Gerador com tampa
IMG_20170311_095724.jpg (97.88 KiB) Visto 929 vezes
IMG_20170311_095737.jpg
A futura casa da máquina
IMG_20170311_095737.jpg (74.41 KiB) Visto 929 vezes
Um abraço
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » quinta mar 30, 2017 10:27 am

IMG_20170311_114527.jpg
Base ancorada na pedra, medidor do caudal
IMG_20170311_114527.jpg (60.39 KiB) Visto 927 vezes
IMG_20170311_120851.jpg
Turbina no seu lugar
IMG_20170311_120851.jpg (67.71 KiB) Visto 927 vezes
IMG-20170328-WA0003.jpg
Aspecto final
Um abraço
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » quinta mar 30, 2017 10:30 am

IMG-20170328-WA0004.jpg
Saída de água
IMG-20170328-WA0005.jpg
Saída de água
IMG-20170328-WA0007.jpg
Quadro eléctrico de interligação
Um abraço
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » quinta mar 30, 2017 11:03 am

Neste momento é difícil prever o desempenho desta tecnologia. Estamos a testar e aprender. Não sabemos como se vai comportar a Pelton, qual o rendimento, Pamor não disponibiliza valores, também não sabemos nada sobre gerador, foi comprado no OLX. Só podemos fazer estimativas a partir de outros equipamentos parecidos.

Quando projectei o equipamento, estava apontar para potência máxima, na saída do inversor, de 1.500 W. Estimei também rendimentos da turbina e do gerador, não entrei com perdas na ligação eléctrica nem perdas no rectificador. Os valores calculados e esperados, na saída do invesor, são os seguintes:
Turbina valores esperados.jpg
Valores teóricos
Onde:
Jacto 1 (%) - abertura do jacto regulável
Q (lt/s) - caudal
H líq (m) -queda líquida
Q (%) - caudal em relação ao caudal máximo do jacto
Eta turb (%) - rendimento da turbina
P turb (W) - potência no veio da turbina
Carga ger (%) - carga do gerador
Eta ger (%) - rendimento do gerador
P ger (W) - potência nos bornes do gerador
P inv (W) - potência na saída do inversor


Neste momento a micro-hídrica está a produzir, em média, uns 430 W, isso corresponde ao caudal de 1.37 litros/s e uma produção diária de 10.3 kWh.
Produção 20170330 1055.jpeg
Produção 20170330 1055.jpeg (28.74 KiB) Visto 916 vezes
A produção pode ser acompanhada on-line aqui:
http://pvoutput.org/intraday.jsp?id=509 ... 8&gs=0&m=1

Penso que esta informação é suficiente para ter uma ideia sobre o que é uma micro-hídrica.
Quando tivermos valores todos, vamos divulgar o investimento envolvido.
Um abraço
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por udos46 » quinta mar 30, 2017 11:08 am

Olá

parabéns para a construção
Eu também sou um fã de pico hidro
Além disso, você me encontrar no youtube e em muitos lugares, se você olhar udos46

você pode colocar em detalhes o projeto da dupla tomada?
Eu gostaria de fazer um 1 "
já que é difícil encontrar
bom trabalho e grande satisfação
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por visitante1 » quinta mar 30, 2017 3:13 pm

udos46 Escreveu:
quinta mar 30, 2017 11:08 am
Olá

parabéns para a construção
Eu também sou um fã de pico hidro
Além disso, você me encontrar no youtube e em muitos lugares, se você olhar udos46

você pode colocar em detalhes o projeto da dupla tomada?
Eu gostaria de fazer um 1 "
já que é difícil encontrar
bom trabalho e grande satisfação
udos46
penso que o que procuras esta descrito uns post´s acima, com desenho ;)
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » quinta mar 30, 2017 4:28 pm

udos46 Escreveu:
quinta mar 30, 2017 11:08 am
Olá

parabéns para a construção
Eu também sou um fã de pico hidro
Além disso, você me encontrar no youtube e em muitos lugares, se você olhar udos46

você pode colocar em detalhes o projeto da dupla tomada?
Eu gostaria de fazer um 1 "
já que é difícil encontrar
bom trabalho e grande satisfação
udos46
gostei de ver os seus trabalhos, parabéns.

O quê é que precisa em relação aos 2 jactos? Contacte-me por mail: iqenergy.ddns.net@gmail.com
Um abraço
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por agomes24 » quinta mar 30, 2017 11:53 pm

Parabéns pelo excelente protejo, que têm estado a desenvolver.
Gostava de saber é qual o desnível entre a tomada de agua e o gerador (queda bruta)?
Vi que tinha uma foto onde era visível uma pressão de +/- 5bar, ?
Mais um pergunta quanto e que lhe custou o fabrico da parte da derivação dos injectores em inox ?

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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » sexta mar 31, 2017 10:53 am

agomes24 Escreveu:
quinta mar 30, 2017 11:53 pm
Parabéns pelo excelente protejo, que têm estado a desenvolver.
Gostava de saber é qual o desnível entre a tomada de agua e o gerador (queda bruta)?
Vi que tinha uma foto onde era visível uma pressão de +/- 5bar, ?
Mais um pergunta quanto e que lhe custou o fabrico da parte da derivação dos injectores em inox ?
como não foi feito um levantamento topográfico e medimos só a pressão no tubo, estimo a queda bruta de 54 m. Foram utilizados 3 manómetros diferentes, dois analógicos e um digital. A escala dos analógicos não permite muita precisão. Com tubo cheio, sem caudal, um indicava 5.05 bar, outro 5.4 bar, o digital (Chinês) indicava 5.5 bar.
Um abraço
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » sexta mar 31, 2017 11:37 am

Já foi explicado noutro lado qualquer que o gerador é um vulgar motor trifásico de indução, a excitação é feita por condensadores. A tensão de produção ronda uns 400 V, corrente alternada. Energia eléctrica produzida está transmitida, por um cabo de cca 350 m, para equipamento que assegura, entre outros, a rectificação e liga ao inversor (solar) que trata do resto (=saída de 220 V, alternada, etc.).

O Paulo publicou algumas fotos do desempenho conseguido com abertura máxima da turbina. A potência é mais baixa do que calculada, porque a partir de uns 900 W começa a notar-se o estrangulamento na captação que causa perda excessiva de carga (perda da pressão no tubo). O sistema de captação terá de ser alterado. Depois da solução deste problema a potência máxima deve ultrapassar os 1.500 W esperados.

A parte eléctrica foi desenvolvida e executada pelo Paulo.

Monitoriz  entrada.jpg
Tensão de produção
Monitoriz entrada.jpg (86.11 KiB) Visto 813 vezes
Monitoriz. Saida.jpg
Monitorização de saída
Monitoriz. Saida.jpg (83.52 KiB) Visto 813 vezes
Monittoriz. ct.jpg
Monitorização de saída e contagem da produção
Monittoriz. ct.jpg (86.64 KiB) Visto 813 vezes
Um abraço
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por visitante1 » sexta mar 31, 2017 1:49 pm

hynek Escreveu:
sexta mar 31, 2017 11:37 am
Já foi explicado noutro lado qualquer que o gerador é um vulgar motor trifásico de indução, a excitação é feita por condensadores. A tensão de produção ronda uns 400 V, corrente alternada. Energia eléctrica produzida está transmitida, por um cabo de cca 350 m, para equipamento que assegura, entre outros, a rectificação e liga ao inversor (solar) que trata do resto (=saída de 220 V, alternada, etc.).

O Paulo publicou algumas fotos do desempenho conseguido com abertura máxima da turbina. A potência é mais baixa do que calculada, porque a partir de uns 900 W começa a notar-se o estrangulamento na captação que causa perda excessiva de carga (perda da pressão no tubo). O sistema de captação terá de ser alterado. Depois da solução deste problema a potência máxima deve ultrapassar os 1.500 W esperados.

A parte eléctrica foi desenvolvida e executada pelo Paulo.
Só uma pequena correcção
o cabo é um LSVAV 4x16mm aluminio c/ protecção mecânica e tem uma extensão de pouco mais de 400 metros. O tubo é que tem cerca de 360m.
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por serges » sexta mai 05, 2017 12:47 am

Então e novidades deste fantástico projeto...
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Re: Projecto de uma micro-hídrica com turbina Pelton

Mensagem por hynek » sexta mai 05, 2017 10:22 am

serges Escreveu:
sexta mai 05, 2017 12:47 am
Então e novidades deste fantástico projeto...
a micro-hídrica já está parada para dar prioridade à rega. Entretanto foi alterado o freio para medir o torque e, logo que conseguiremos coordenar as nossas disponibilidades, vamos fazer novas medições para testar o comportamento e apurar a performance da turbina e do gerador.

Neste momento estou a desenvolver uma turbina para quedas baixas (2 a 10 m), pensando nos moinhos, açudes, canais de rega, etc., com potências de 0.5 a 10 kW. A ideia é testar uma solução mais simples possível com vista à redução do investimento, para autoconsumo e consumo isolado sem rede.
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