Como continuação do post de Sean sobre o Micro-Hídrico Essencial, pensei em compartilhar uma visão geral do meu sistema, que tem alimentado minha casa por mais de 13 anos. Temos a sorte de viver em uma propriedade rural de montanha no norte da Califórnia com um riacho que não é sazonal, embora o volume de água caia significativamente durante os meses áridos do verão.
A beleza da energia hidrelétrica é que ela produz energia 24 horas por dia e não depende de padrões climáticos, como sol e vento. Os inconvenientes são ter que manter o sistema limpando a entrada e lidando com fluxos variáveis do riacho.
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17 anos atrás, meu sistema de energia alternativa consistia de um painel solar, uma bateria de carro de golfe, uma luz DC, e um estéreo de carro DC. Hoje, eu vivo em uma casa moderna fora da rede, completa com muitos aparelhos elétricos que consomem muita energia, como uma máquina de lavar roupa, ar condicionado, geladeira, aspirador de pó, máquina de lavar louça e aquecedores de rodapé.
Usar esses aparelhos fora da rede só é possível limitando seu uso a um de cada vez, com exceção da geladeira (que permanece ligada 24 horas por dia). Ao contrário das casas ligadas à rede, onde é comum ver várias grandes cargas a funcionar em simultâneo, a maioria das pessoas que vivem fora da rede não podem utilizar a sua máquina de lavar enquanto aspiram, os seus aquecedores enquanto lavam a loiça, etc.
Sistemas de energia doméstica alternativa estão limitados à quantidade de energia armazenada no banco de baterias e ao que está a ser produzido actualmente através do vento, água e/ou sol para a energia disponível. Como os sistemas hidrelétricos fornecem energia continuamente, o banco de baterias não precisa ser tão grande como com outros sistemas de energia alternativa.
Nosso sistema consiste em aproximadamente 2500 pés de tubo de PVC de duas polegadas de entrada para a turbina. Nós “emprestamos” água do nosso riacho que é desviada de volta para o riacho depois de passar pela turbina. No fundo da tubulação, temos 230 PSI para nossa pressão de água estática (válvula fechada, não funcionando). Nossa pressão dinâmica (pressão de funcionamento) muda para 185 PSI de perda por fricção da tubulação. Uma tubulação de quatro polegadas reduziria muito essa perda de atrito; entretanto, o custo é proibitivo para nós.
Pomos em funcionamento uma roda turbo acoplada a um motor de indução trifásico que produz 220 volts, energia CA não regulada e “selvagem”, que é enviada de longa distância (1500 pés) do riacho para o nosso galpão de energia. Esta potência não pode ser usada diretamente em aparelhos porque não está regulada, mas pode ser usada para aquecedores de rodapé e cargas de desvio, tais como um elemento de aquecimento de água quente. Nosso sistema difere da maioria dos micro sistemas hidrelétricos que produzem energia DC que requerem que a turbina esteja localizada perto de casa por causa da perda da linha e do tamanho do cabo necessário para a corrente contínua. Para obter o máximo de altura manométrica (queda vertical da entrada para a turbina), a nossa roda tem de estar localizada no fundo da nossa propriedade ou então faríamos muito pouca potência utilizando um sistema tradicional de micro-hídricas CC perto da nossa casa (200 watts). Com sistemas de micro-hidro, um cabeçote alto é mais importante do que o fluxo de água para produzir a máxima potência. Cabeça baixa, alto fluxo é difícil de aproveitar.
A partir do momento em que a eletricidade “selvagem” chega ao nosso barracão de energia, ela é transformada e retificada para a tensão da bateria DC e armazenada em nossas baterias como um típico sistema de energia alternativa. Invertemos então a energia de volta para uma corrente alternada regulada através de um inversor para usar em nossa casa. O excesso de energia quando as baterias estão cheias é desviado para aquecedores de rodapé na casa no inverno e dissipador de calor no barracão de energia no verão.
Fazemos cerca de 2 KWH continuamente com o nosso sistema de micro-hidro. Isto é energia suficiente para uma família de quatro pessoas que utilizam LFCs, aparelhos economizadores de energia, etc.; no entanto, há momentos em que nossa energia está baixa: grandes tempestades de inverno que enchem o riacho com folhas, e empurram a entrada para fora da água; os níveis do riacho caem no verão e a represa precisa ser reconstruída, etc.
Uma coisa que é legal em ter seu próprio sistema de energia é que quando ele está em baixo, está dentro de sua própria energia para ir e consertar. Você não precisa esperar que a companhia elétrica o resgate, mas isso muitas vezes significa que você está de pé na cintura em água gelada durante uma tempestade. Todo este sistema micro-hidráulico custa aproximadamente $11.000, incluindo tubo, fio, inversor, baterias, etc., mas não pagamos uma conta a uma companhia de energia há mais de 17 anos!