Come seguito al post di Sean su Micro Hydro Essentials, ho pensato di condividere una panoramica del mio sistema, che ha alimentato la mia casa per oltre 13 anni. Abbiamo la fortuna di vivere in una proprietà rurale di montagna nel nord della California con un torrente che non è stagionale, anche se il volume dell’acqua diminuisce significativamente durante i mesi aridi dell’estate.
La bellezza dell’energia idroelettrica è che produce energia 24 ore al giorno e non dipende dai modelli meteorologici, come il sole e il vento. Gli svantaggi sono la necessità di mantenere il sistema pulendo la presa e affrontando le variazioni di flusso del torrente.
17 anni fa, il mio sistema di energia alternativa consisteva in un pannello solare, una batteria per golf cart, una luce DC e un’autoradio DC. Oggi, vivo in una moderna casa off-the-grid completa di molti grandi elettrodomestici che consumano energia, come una lavatrice, un condizionatore d’aria, un frigorifero, un aspirapolvere, una lavastoviglie, e riscaldatori a battiscopa.
Utilizzare questi elettrodomestici off-the-grid è possibile solo limitandone l’uso a uno alla volta, ad eccezione del frigorifero (che rimane acceso 24 ore al giorno). A differenza delle case collegate alla rete, dove è comune vedere più grandi carichi in funzione simultaneamente, la maggior parte delle persone che vivono fuori dalla rete non possono far funzionare la loro lavatrice mentre passano l’aspirapolvere, i loro riscaldatori mentre lavano i piatti, ecc.
I sistemi alternativi di energia domestica sono limitati alla quantità di energia immagazzinata nel banco delle batterie e a ciò che viene attualmente prodotto tramite il vento, l’acqua e/o il sole per la potenza disponibile. Dal momento che i sistemi idroelettrici forniscono energia in modo continuo, il banco batterie non ha bisogno di essere così grande come con altri sistemi di energia alternativa.
Il nostro sistema consiste in circa 2500 piedi di tubo PVC da due pollici dalla presa alla turbina. Noi “prendiamo in prestito” l’acqua dal nostro torrente che viene dirottata di nuovo al torrente dopo essere passata attraverso la turbina. Alla base del tubo, abbiamo 230 PSI per la nostra pressione statica dell’acqua (valvola chiusa, non in funzione). La nostra pressione dinamica (pressione corrente) cambia a 185 PSI a causa della perdita di attrito del tubo. Un tubo da quattro pollici ridurrebbe notevolmente questa perdita di attrito; tuttavia, il costo è proibitivo per noi.
Facciamo funzionare una ruota di turgo accoppiata a un motore a induzione trifase che produce 220 volt, non regolata, potenza AC “selvaggia”, che viene inviata a lunga distanza (1500 piedi) dal torrente al nostro capannone. Questa energia non può essere usata direttamente negli elettrodomestici perché non è regolata, ma può essere usata per riscaldatori a battiscopa e carichi di deviazione, come un elemento di riscaldamento dell’acqua calda. Il nostro sistema differisce dalla maggior parte dei sistemi micro idroelettrici che producono corrente continua e richiedono che la turbina sia situata vicino alla casa a causa della perdita di linea e delle dimensioni del cavo necessarie per la corrente continua. Per ottenere la massima prevalenza (caduta verticale dalla presa alla turbina), la nostra ruota deve essere situata nella parte inferiore della nostra proprietà, altrimenti faremmo pochissima potenza usando un tradizionale sistema micro-idro DC vicino alla nostra casa (200 watt). Con i sistemi micro-idro, una testa alta è più importante del flusso d’acqua per produrre la massima potenza. Testa bassa, flusso alto è difficile da sfruttare.
Una volta che l’elettricità “selvaggia” raggiunge il nostro capannone, viene trasformata e rettificata in tensione di batteria DC e conservata nelle nostre batterie come un tipico sistema di energia alternativa. Poi invertiamo l’energia in una corrente alternata regolata attraverso un inverter per usarla nella nostra casa. La potenza in eccesso quando le batterie sono piene viene deviata ai riscaldatori a battiscopa in casa in inverno e al dissipatore di calore nel capannone in estate.
Facciamo circa 2 KWH continuamente con il nostro sistema micro-idro. Questa è una potenza sufficiente per una famiglia di quattro persone che usano le CFL, elettrodomestici a risparmio energetico, ecc; tuttavia, ci sono momenti in cui la nostra potenza è fuori uso: grandi tempeste invernali che riempiono il torrente di foglie, e spingono la presa fuori dall’acqua; i livelli del torrente scendono in estate e la diga deve essere ricostruita, ecc.
Una cosa che è bella di avere il proprio sistema di alimentazione è che quando è giù, è nel vostro potere di andare e riparare. Non devi aspettare che la compagnia elettrica ti salvi, ma questo spesso significa che sei in piedi fino alla vita nell’acqua gelata durante una tempesta. Questo intero sistema micro-idro costa circa 11.000 dollari, compresi i tubi, il filo, l’inverter, le batterie, ecc, ma non abbiamo pagato una bolletta alla compagnia elettrica in oltre 17 anni!