Como seguimiento al post de Sean sobre Micro Hydro Essentials, pensé que podría compartir una visión general de mi sistema, que ha alimentado mi casa durante más de 13 años. Tenemos la suerte de vivir en una propiedad rural de montaña en el norte de California con un arroyo que no es estacional, aunque el volumen de agua disminuye significativamente durante los meses áridos del verano.
La belleza de la energía hidroeléctrica es que produce energía las 24 horas del día y no depende de los patrones climáticos, como el sol y el viento. Las desventajas son tener que mantener el sistema limpiando la toma de agua y lidiar con los caudales variables de los arroyos.
Hace 17 años, mi sistema de energía alternativa consistía en un panel solar, una batería de carrito de golf, una luz de corriente continua y un equipo de música de corriente continua para el coche. Hoy en día, vivo en una casa moderna sin conexión a la red, con muchos electrodomésticos que consumen mucha energía, como la lavadora, el aire acondicionado, el frigorífico, la aspiradora, el lavavajillas y los calefactores de zócalo.
Utilizar estos electrodomésticos sin conexión a la red sólo es posible limitando su uso a uno por vez, con la excepción del frigorífico (que permanece encendido las 24 horas del día). A diferencia de los hogares conectados a la red, donde es habitual ver varias cargas grandes funcionando simultáneamente, la mayoría de las personas que viven fuera de la red no pueden poner en marcha su lavadora mientras pasan la aspiradora, sus calefactores mientras lavan los platos, etc.
Los sistemas alternativos de energía doméstica están limitados a la cantidad de energía almacenada en el banco de baterías y a lo que se está produciendo actualmente a través del viento, el agua y/o el sol para la energía disponible. Dado que los sistemas hidroeléctricos proporcionan energía de forma continua, el banco de baterías no necesita ser tan grande como con otros sistemas de energía alternativa.
Nuestro sistema consiste en aproximadamente 2500 pies de tubería de PVC de dos pulgadas desde la toma hasta la turbina. Tomamos “prestada” el agua de nuestro arroyo, que se desvía de nuevo al arroyo después de pasar por la turbina. En la parte inferior de la tubería, tenemos 230 PSI para nuestra presión estática del agua (válvula cerrada, sin funcionar). Nuestra presión dinámica (presión de funcionamiento) cambia a 185 PSI por la pérdida de fricción de la tubería. Una tubería de cuatro pulgadas reduciría en gran medida esta pérdida por fricción; sin embargo, el costo es prohibitivo para nosotros.
Hacemos funcionar una rueda de turgo acoplada a un motor de inducción trifásico que produce 220 voltios, energía de CA “salvaje” no regulada, que se envía a larga distancia (1500 pies) desde el arroyo hasta nuestro cobertizo de energía. Esta energía no se puede utilizar directamente en los electrodomésticos porque no está regulada, pero se puede utilizar para calentadores de zócalo y cargas de desviación, como un elemento de calentamiento de agua caliente. Nuestro sistema difiere de la mayoría de los sistemas microhidroeléctricos que producen energía en corriente continua y que requieren que la turbina esté situada cerca de la casa debido a las pérdidas de la línea y al tamaño del cable necesario para la corriente continua. Para obtener la mayor altura (caída vertical desde la toma hasta la turbina), nuestra rueda tiene que estar situada en la parte inferior de nuestra propiedad o, de lo contrario, obtendríamos muy poca energía utilizando un sistema microhidroeléctrico de corriente continua tradicional cerca de nuestra casa (200 vatios). En los sistemas de microhidroeléctrica, para producir la máxima potencia es más importante una altura de elevación elevada que el caudal de agua. Una cabeza baja, un flujo alto es difícil de aprovechar.
Una vez que la electricidad “salvaje” llega a nuestro cobertizo de energía, es transformada y rectificada a la tensión de la batería de CC y almacenada en nuestras baterías como un típico sistema de energía alternativa. A continuación, invertimos la energía de nuevo a una corriente alterna regulada a través de un inversor para utilizarla en nuestra casa. El exceso de energía cuando las baterías están llenas se desvía a los calentadores de zócalo en la casa en invierno y el disipador de calor en el cobertizo de energía en verano.
Hacemos alrededor de 2 KWH continuamente con nuestro sistema de micro-hidro. Esto es suficiente energía para una familia de cuatro personas que utilizan lámparas fluorescentes compactas, electrodomésticos de ahorro de energía, etc.; sin embargo, hay momentos en los que nuestro poder está abajo: las grandes tormentas de invierno que llenan el arroyo con las hojas, y empujan la toma de agua fuera del agua; los niveles del arroyo caen en el verano y la presa necesita la reconstrucción, etc.
Una cosa que es agradable acerca de tener su propio sistema de energía es que cuando se cae, es dentro de su propio poder para ir y arreglar. No tienes que esperar a que la compañía eléctrica te rescate, pero esto a menudo significa que estás de pie hasta la cintura en agua helada durante una tormenta. Todo este sistema micro-hidráulico cuesta aproximadamente 11.000 dólares, incluyendo la tubería, el cable, el inversor, las baterías, etc., pero no hemos pagado ninguna factura a la compañía eléctrica en más de 17 años.