¿Puede un arroyo de montaña producir suficiente electricidad para hacer funcionar mi cabina fuera de la red? ¿Qué se necesita para producir el equivalente de un servicio de 100 amperios?

¿Puede un arroyo de montaña correr una cabaña fuera de la red?

Probablemente.

¿Producirá 100 amperios a 240 voltios?

Probablemente no.

Pero, francamente, 100 amperios es excesivo para una cabina fuera de la red.

Principales consumidores de energía:

Iluminación: Go LED, donde 1 amp probablemente pueda iluminar todo lo que necesita.

Calor: estufa de leña.

Cocina: estufa de gas. Llene el tanque de propano una vez al año.

Secadora / calentador de agua: también electrodomésticos a gas. Tal vez dos amperios para hacer funcionar el motor en la secadora.

Refrigeración: esta es difícil, ya que algún tipo de refrigeración es bastante importante para vivir fuera de la red … De hecho, muchas cabañas pequeñas tendrán un refrigerador Y una congelación profunda. Sin embargo, los electrodomésticos modernos son bastante eficientes … Figura 7 amperios para ambos. (Con mayor consumo para el arranque del compresor).

Lavadora: Figura cuatro amperios.

Para una cabaña en las montañas, supongamos que no necesitamos aire acondicionado. Construido correctamente, realmente no.

Hasta ahora, estamos a 14 amperios, y eso es a 120 voltios. Nada aquí es un aparato de 240 voltios.

En aras de los números pares, agreguemos seis amplificadores para un televisor, una computadora para acceder a Quora y otras cosas diversas. 20 amperios a 120 voltios, o 2,400 vatios.

Incluso esto sigue siendo bastante impresionante para un arroyo típico de montaña y lo que razonablemente puede ser diseñado e instalado por un propietario.

Pero esto no lo descarta. Por un lado, esos 20 amperios funcionan con todo, lo que generalmente no es el caso. Un pequeño banco de baterías para manejar altas cargas y puede llegar a 15 amperios (probablemente menos). Eso te lleva a 5000 gpm a 5 ‘de cabeza, lo cual no es irrazonable … probablemente. Pero sigue siendo un sistema bastante grande.

Puede considerar otras fuentes de energía. Si hay viento regular, puede obtener otros mil vatios de una turbina eólica, y también puede agregar fácilmente paneles solares.

Compre un generador para los momentos en que necesite que los consumidores de energía (ser soldadores, sierras, etc.) funcionen.

En total, el uso de una combinación de energía eólica, solar e hidráulica, junto con la eficiencia energética, puede hacer que una cabina fuera de la red sea razonablemente accesible.

Cien amperios pueden ser un poco elevados para manejar una cabaña en el bosque. Puede diezmar eso prestando atención al tipo de cosas que desea alimentar.

Si se encuentra en un terreno bastante plano, es posible que desee buscar una configuración que solo necesite aproximadamente un metro y medio de cabeza para lograr una capacidad de generación bastante razonable.

Esta es la configuración general, un recipiente redondo con entrada de agua lateral forma un flujo tipo vórtice en el agua. La salida es un orificio redondo en la parte inferior central.

Puede ver el flujo de agua en el lado derecho, aproximadamente a un metro y medio por debajo del nivel original del agua.

El vórtice que se forma es un movimiento bastante poderoso del agua, y puedes ponerle una turbina justo en el centro superior, algo como esto especialmente hecho, y vincularlo a un generador.

Todo el artilugio es completamente transparente para los peces. Las ruedas de la turbina giran tan lentamente que los peces pueden nadar hacia arriba y hacia abajo … a través de él.

El costo de construcción podría ser bastante alto, este estaba en el rango de 50,000 $.

Con muy poca caída, se dice que este produce entre 5 y 6 KW de potencia constante.

Más detalles en este artículo …

Planta de energía de unidades de vórtice de agua

Interesante pregunta. Sí, hay maneras en las que podrías tener éxito en tu objetivo. La pregunta primero trae otras preguntas a la mente.

Algunas preguntas a considerar

  • ¿Por qué limitar su energía al flujo de agua para crear una corriente eléctrica? Los molinos de viento y las ruedas hidráulicas han impulsado el trabajo pesado mucho antes de la era de la electricidad.
  • Por supuesto, la electricidad es una gran fuente de energía. ¿Su transmisión correría todo el año? Hay corrientes en Arizona que desaparecen parte de cada año. ¿El viento y la energía solar serían formas adicionales de que su cabina obtenga electricidad?
  • ¿Desea tener un solo punto de generación de energía usando la transmisión, o muchos?
  • ¿Cuánto tiempo necesita cada día un servicio de 100 amperios? ¿Todo el día y noche? ¿Solo parte del día?
  • ¿Qué tipo de sistemas generarán tu poder?

¿Ruedas de agua conectadas a generadores?

Si usaste una rueda de agua para generar tu energía, la producción dependerá de la cantidad de agua y la altura del agua desde donde cae hasta donde interactúa con la rueda de agua. Hay algo llamado medición de compuerta de vertedero para cuantificar el flujo de agua. También debe tener en cuenta el diámetro de la rueda de agua (sin mencionar los diversos puntos de fricción, etc.).

¿Cuántos caballos de fuerza generará su rueda de agua? Se calculará a lo largo de las líneas de C x CF / S x FH x EF: una constante por pies cúbicos de agua por segundo por la altura de caída (del agua) por la eficiencia de la rueda de agua. La constante para el agua es 0.113491, y se calcula a partir del peso del agua por pie-libra por segundo. El EF es el factor de eficiencia, y eso es variable, pero digamos que es 85% por diversión. (Las ruedas de agua de metal modernas son más eficientes que las de madera, por cierto).

Digamos que tenía una corriente en la que podía usar 800 galones por minuto y había maximizado las otras variables. Probablemente obtendrá alrededor de 2 y medio caballos de fuerza, que serían alrededor de 1800 vatios.

Pero, por desgracia, una casa típica requerirá alrededor de 4,000 vatios incluso para cosas simples, y para obtener sus 1800 vatios también tendría que tener su rueda de agua orientada a un generador para alimentar su almacenamiento eléctrico (baterías). Eso significa que disminuirá la eficiencia de una rueda de agua de manera significativa (hasta la mitad), por lo que tal vez ahora tenga una eficiencia de alrededor de 1,000 vatios.

Pero es posible que puedas evitarlo. Digamos que tiene una gran corriente con una caída de elevación significativa en un período bastante corto: solo construya cuatro ruedas de agua espaciadas adecuadamente y su modesta casa tendrá energía. Mientras lo hace, construya una quinta rueda cerca y dedíquela al trabajo mecánico en lugar de la producción de electricidad, ya que eso es lo que mejor hacen las ruedas de agua. Diablos, puede cortar tu madera, partir tus troncos, moler tu grano y mucho más.

¿Microgeneradores que no acumulan agua?

Recuerdo haber leído hace décadas que parte de la producción de energía hidroeléctrica en Escandinavia proviene de pequeñas unidades que no bloquean las corrientes. En lugar de una gran presa que bloquea un arroyo completo, se colocan múltiples unidades pequeñas a lo largo del curso de un arroyo. No estoy seguro de si se trataba de sistemas comerciales o algo útil para su cabina fuera de la red.

Una ventaja de la microgeneración es que los peces y los ecosistemas ribereños y acuáticos no están dañados. Otra es que la falla de una unidad en una serie no bloquea todo el sistema.

Simplemente dejando que su corriente vigorosa fluya en parte a través de tuberías que contienen generadores pico o microhidroeléctricos le dará algo de energía, y eliminaría las tuberías para evitar la entrada de peces, crustáceos, escombros, etc.

Aquí hay un sitio web que vende esos pequeños generadores: Pico Hydro Generators, Pico Hydro Generators Proveedores y Fabricantes en Alibaba.com

El servicio de 100A a 120Vac sería de 12000W. Hacer este cálculo en métrica es muy fácil: la fuerza aproximada debido a la gravedad ga 10, le da 1200 kg de agua que cae un metro cada segundo. La estimación conservadora de la eficiencia de las microhidro turbinas es de aproximadamente el 50%, por lo que necesita un caudal de aproximadamente 2400 litros por segundo en una caída de un metro. (Este resultado es casi lo mismo que la respuesta del usuario de Quora).

Un arroyo de montaña no debería tener problemas para generar este tipo de flujo, y los números indican que el tamaño de la tubería que necesitaría es razonable de construir sin maquinaria pesada. Sin embargo, este es solo un lado de la historia. La otra mitad de la historia se reduce a qué turbinas puedes tener en tus manos. Desafortunadamente, las turbinas en la escala de 12kW necesitan unos 20-30 m de altura. Lo que prácticamente significa que necesitarías encontrar una buena caída empinada en el arroyo de la montaña, o colocar una tubería gruesa al costado de la montaña. Aquí hay un ejemplo que se encuentra en Internet para una instalación de 15kW (la parte azul en la parte inferior; la imagen parece tener dos turbinas más pequeñas en la parte superior de una instalación independiente secundaria).

Sin embargo, si solo tiene 3 o 4 m de altura para jugar, entonces se encuentra en una situación difícil, ya que la mayoría de las micro turbinas hidráulicas que funcionan a baja altura tienden a ser de 1 kW o menos. Necesitaría múltiples de estos en paralelo para alcanzar su capacidad de generación. Una instalación de baja altura se ve así, y genera aproximadamente 1kW.

Estas unidades de bajo costo le costarán unos pocos miles de dólares cada una; y probablemente necesitará aproximadamente 15 de ellos más toda la estructura de soporte, por lo que esta es una opción bastante costosa.

Se está acercando al problema de salir de la red desde la dirección incorrecta. Como otros han señalado, un servicio de 100 amperios, que es un servicio eléctrico típico para una pequeña casa estadounidense, está diseñado para cargas máximas. Es el mejor sistema para extraer energía de una red eléctrica más grande, pero no para cuando estás generando tu propia energía.

Si bien la energía hidroeléctrica tiene su atractivo porque es una fuente constante de electricidad, también implica ingeniería específica para su sitio, estructuras de concreto con forma específica y dispositivos electromecánicos. Presumiblemente, su cabina está situada lejos de cualquier ciudad, por lo que cuanto más trabajo haya realizado en su sitio, más costoso será. Además, esta configuración requerirá mantenimiento y será costosa cuando suceda.

La forma de abordar esto es buscar primero formas de mantener un estilo de vida que desee con el consumo de energía más bajo posible que pueda manejar cómodamente. Estas son algunas ideas:

  1. Todos los electrodomésticos nuevos que son los más eficientes energéticamente que puedes comprar.
  2. Luces LED en todas partes para reducir el consumo de energía de iluminación.
  3. Todo el calentamiento se realiza con propano.
  4. Use un generador de gas para requisitos de energía adicionales

Ahora ha reducido drásticamente sus requisitos de energía ordinarios. La energía solar con una batería de respaldo se encargará de la mayor parte de esto. Tesla tiene un sistema de batería doméstico que estará disponible pronto. (Están esperando que la producción de la batería se ponga al día).

Si necesita más potencia, una turbina eólica es la alternativa menos costosa.

Todas estas cosas combinadas son aún menos de la mitad del costo de un sistema hidroeléctrico.

Este es un malentendido clásico de la relación entre energía, potencia y amplificadores. Evitaré los cálculos de RMS y factor de potencia por brevedad. Las compañías eléctricas denotan su servicio por amperios porque eso determina el calibre del cable que usan para un servicio en particular. Sin embargo, no indica el manejo de potencia. Los voltajes más altos pueden entregar más potencia con menos amperios (por lo tanto, un cable más ligero). El residencial es típicamente de fase dividida 220-250v 100amp que puede entregar 22-25kW. El mismo cable puede ejecutarse a voltajes industriales más altos para entregar más potencia (pero los mismos amperios) para máquinas grandes. La fase dividida le ofrece dos patas de 110v para equipos de bajo voltaje o una sola fase de 220v para equipos más grandes como aire acondicionado central.

El servicio de 100 amperios que es común en los hogares residenciales conectados a la red es el servicio “pico”. Les puedo asegurar que nadie consume 22kw de energía de forma continua en una residencia, a menos que estén ejecutando algún tipo de operación de cultivo en interiores.

Para los sistemas fuera de la red, no es necesario (y derrochador) dimensionar su suministro de energía fotovoltaica, eólica o hidráulica a sus demandas máximas. Érase una vez, estos sistemas no tenían capacidades de almacenamiento (o pobres de plomo-ácido). En consecuencia, si deseaba ejecutar una gran cabaña de lujo en el bosque con todo tipo de sistemas funcionando simultáneamente, necesitaba un gran suministro. Sin embargo, cuando su carga desaparece, su suministro está inactivo.

Hoy, un sistema típico tendría inversores del tamaño de sus necesidades de demanda máxima. Su sistema de suministro (fotovoltaico, eólico o hidroeléctrico) se ajustará a sus necesidades de consumo promedio. Entonces tendría el almacenamiento de la batería del tamaño de su consumo diario promedio y sus necesidades de respaldo.

Entonces, un consumo diario típico puede ser de 30kWh
La potencia máxima puede ser de 5kW

Entonces, ¿qué tipo de sistema proporcionaría esto?

Inversor: 5–6 kW
Batería: 30kWh (aproximadamente del tamaño de una batería Nissan LEAF)
Suministro: si el suministro es continuo como el hidro, entonces una turbina de 1.5kW proporcionaría suficiente para manejar todas sus cargas máximas y continuas durante 1 día.

Si utiliza fuentes intermitentes como la energía fotovoltaica y el viento, necesitaría dimensionar el suministro para capturar suficiente energía para resistir el tiempo de inactividad. Además, necesitaría dimensionar el almacenamiento para soportar cortes más largos.

Si realmente necesita 22kW de potencia máxima (porque tiene calefacción eléctrica, aire acondicionado, mansión, maquinaria, etc.), simplemente dimensione el inversor. No es necesario hacer ni almacenar más energía de la que necesita.

Recuerde siempre que la potencia (kW) y la energía (kWh) no son lo mismo, pero están relacionadas. Nunca mezcles los dos. Puede pensar en el poder al dimensionar sus componentes de distribución. Puede pensar en energía al dimensionar sus componentes de suministro.

En el estado de Washington (en los Estados Unidos), sería imposible. O casi así.

¿Por qué?

Permisos y licencias.

Para instalar dicho sistema en Washington, es probable que necesite permisos del Departamento de Ecología, el Departamento de Recursos Naturales, el Departamento de Energía, la Comisión de Planificación del condado, el Departamento de Pesca y Vida Silvestre, el Gobernador, el Ejército de los EE. UU. Cuerpo de Ingenieros, un permiso de construcción del departamento de construcción de su condado y un permiso eléctrico del Departamento de Trabajo e Industrias. Deberá presentar una Declaración de Impacto Ambiental preparada por una consultora costosa; deberá celebrar audiencias públicas (en las que se presentarán ambientalistas de siete estados del oeste para oponerse a usted); y todo el proceso le costará millones de dólares y varios años de su vida, incluso antes de poner un pie en la corriente.

¿Cómo te atreves a usar el agua del Rey?

Cuando obtenga todos los permisos y licencias redondeados, su tecnología de generación de flujo pequeño será obsoleta y requerirá un rediseño completo. Tendrá que comenzar todo el proceso nuevamente.

Es la misma historia en Oregon, excepto que las agencias tienen diferentes nombres.

Probablemente olvidé a alguien. Si planea que su perro lo acompañe al sitio del proyecto, también necesitará una licencia del cazador de perros del condado.

Escuché que el proceso es más fácil en Kansas. Oh, espera … Kansas no tiene montañas. Phooey

De hecho, hay sistemas hidráulicos diseñados para ese tipo de aplicación. Aunque como ya se mencionó, debe pensarlo en términos de los kilovatios-hora que necesita en lugar del servicio de 100 amperios.

Algunos sistemas necesitan una caída más grande y otros pueden conformarse con una caída más pequeña. Necesitará comprender el caudal de la corriente y la caída porque puede extraer energía a través del flujo nativo o la caída.

Aquí hay algunos sistemas microhidroeléctricos interesantes que son para el mercado residencial.

Microhidroeléctrica | Verde elemental

También puede explorar otras opciones, como turbinas eólicas solares o residenciales. También hay sistemas híbridos que combinan energía solar y eólica.

Aquí hay más artículos sobre energía | Verde elemental

También es muy importante reducir su consumo de energía al mismo tiempo que contempla las energías renovables. Eso lo llevará a hogares con energía neta cero o incluso más allá.

Hay muchos artículos sobre diferentes soluciones energéticas y conservación de energía en nuestro sitio web – Elemental.Green

En primer lugar, si bien los servicios de 100 amperios (240 voltios) son comunes para edificios pequeños / cabañas en América del Norte, esto sería excesivo para un sistema hidroeléctrico fuera de la red. Sospecho que 30 amperios serían más realistas; simplemente no podría cocinar (electricidad) y ejecutar HVAC al mismo tiempo (después de todo, está hablando de una cabaña en el bosque).

El punto es que el uso de energía de un solo hogar (y especialmente una cabaña pequeña) es extremadamente variable, y los sistemas de generación hidroeléctrica generalmente producen una cantidad constante de energía que debe usarse. Se podría usar una válvula o estructura de control para tratar de equilibrar la energía suministrada a la demanda de energía, pero no pueden reaccionar lo suficientemente rápido cuando se enciende o apaga una carga significativa (HVAC, calentador de agua, estufa, etc.). Por lo tanto, hay dos formas de superar este problema:

  1. Almacenamiento: dimensione el generador más cerca del uso mínimo y almacene el exceso de energía en las baterías. Esto implica baterías costosas, sistema de carga y alguna forma de apagar la energía hidroeléctrica cuando las baterías están cargadas y la demanda es baja.
  2. Residuos: el método más común es tener una “carga de descarga” (generalmente uno o más elementos calefactores sumergidos en el flujo de agua) que se controlan electrónicamente para encenderse y apagarse (de forma variable) milisegundos por milisegundos a medida que los electrodomésticos se encienden y apagan la cabina, asegurando que siempre se consuma la cantidad exacta de electricidad producida.

Sí, un arroyo de montaña decente puede suministrar suficiente energía para ejecutar una cabina fuera de la red. 100 amperios, sin embargo, es una carga bastante alta. ¿Qué estás haciendo para exigir tanto?

Para ejecutar su cabina fuera de la red, querrá reducir los requisitos de energía. En orden de mayor ahorro de energía primero.

Sin aire acondicionado. ¡Usa sombra y paredes gruesas!

No hay calefacción eléctrica (tanto para el agua como para la cabina), use leña.

Cocine a gas o madera, no eléctrico.

Nevera, congelador, otros electrodomésticos de bajo consumo.

Iluminación de bajo consumo- LED.

Haga esto y reducirá sus requisitos de potencia al rango de 1–2KW que puede hacer de manera fácil y económica desde turbinas de baja carga

Si necesita un suministro de alta corriente para cargas ocasionales (herramientas de funcionamiento en la carpintería, lavadoras, etc.), le sugiero que instale una batería de respaldo que puede ser un suministro de alimentación si es necesario, y su energía de reserva el resto del tiempo. Esto será más barato, más fácil, más confiable y más práctico que instalar 5–10kW de turbinas

Suponga que puede acceder a un arroyo de montaña, a 100 pies sobre su cabina, y construir una tubería que pueda suministrar 100 galones por segundo. ¿Cuánta energía eléctrica podría proporcionar eso?

La conversión de unidades a SI hace que la pregunta sea ridículamente fácil de responder.

100 pies = 30.48 m digamos 30 metros.

100 galones, eso es 800 (EE. UU.) Lb o 363.6 kg, digamos 360 kilogramos

La energía potencial de la masa m elevada a la altura h es mgh julios

g la aceleración gravitacional es de 32 fps o 9.8 metros / segundo.

Entonces, finalmente: cada segundo podemos convertir 360 x 9.8 x 30 julios = 106 kW

Lamentablemente, esa tubería toma su parte de la energía de la fricción y la turbulencia, y el generador toma una porción bastante modesta del resto. Entonces podríamos terminar con un 20% del potencial = digamos 21 kW

En un generador de 120 voltios, ¿cuántos amperios es eso? 175 amperios.

¿No tanto un arroyo de montaña, más un torrente furioso?

Porque otros lo han mencionado … este libro está lleno de excelentes consejos para ahorrar energía. Es casi completamente gráfico, tiene muchos diagramas, tablas, gráficos, mapas, cuadros, etc.

Hace un montón de cálculos también. Gran parte de eso es aprovechar al máximo su dólar. Eficiencia energética vs eficiencia en dólares.

Hay capítulos sobre el uso del sol para calentar pasivamente su hogar en invierno y formas de evitar el calentamiento solar en verano.

Mi única queja es la falta de datos sobre casas subterráneas. Y tampoco solar eléctrico. No hidro tampoco.

Dos o tres capítulos sobre aislamiento. Pero dejó de lado lo mejor: VIP, paneles aislados al vacío. ¡Su valor R está entre 30 y 50!

Hay un capítulo entero sobre árboles.

Y su estufa es ridículamente ineficiente.

Calentar agua es un gasto enorme. Aquí le mostramos cómo recuperar algo de ese calor.

Y formas de no usar agua caliente en primer lugar.

Por desgracia, tampoco nada sobre energía eólica.

No tengo idea acerca de las unidades y medir la potencia.

Pero estoy seguro de que es posible. En el Parque Nacional Suizo, la cabaña Cluozza, que alberga hasta 63 invitados más los cuidadores, está alimentada por una micro central eléctrica en el torrente vecino.

Por supuesto, la cocina y la calefacción no funcionan con electricidad, y no hay aire acondicionado, la electricidad se usa solo para la iluminación, y tampoco hay duchas, y ni siquiera hay grifos de agua caliente en los inodoros, lo que significa que te cepillas los dientes con (muy) agua fría. Pero para una cabina individual, no debería haber ningún problema para eso.

Todo lo demás depende de los permisos …

100 amperios son como 12,000 vatios. Hay 746 vatios por caballo de fuerza, quizás 500 vatios por caballo de fuerza de un generador. Entonces, para obtener doce mil vatios, necesita aproximadamente veinticuatro caballos de fuerza. Un caballo de fuerza es también quinientas cincuenta libras que caen un pie por segundo. Por lo tanto, su flujo tiene que dejar caer veinticuatro veces quinientas cincuenta libras de agua un pie cada segundo. ¡Eso es bastante agua!

Puede encontrar este artículo interesante. Lynmouth es un pueblo rural muy pequeño en la costa norte de Devon en Inglaterra. En 1890 (!) Cuando era REALMENTE remoto, tenían electricidad en la aldea, alimentada por una planta hidroeléctrica en el río local, que no es mucho más que una corriente la mayor parte del tiempo.

La central eléctrica de Lynmouth 1890 – Lynton & amp; Lynmouth

¿Puede un arroyo de montaña producir suficiente electricidad para hacer funcionar mi cabina fuera de la red?
Puede, pero puede sorprenderle cuántas libras de agua y cuántos pies de cabeza se requieren para lograr lo que quiere hacer.

Aquí hay un gran sitio del Departamento de Energía que pone en términos simples cómo calcular lo que puede producir con un volumen conocido y una caída de agua:
Planificación de un sistema de microhidroeléctrica

La respuesta corta es que hay flujos que pueden proporcionar esa cantidad de energía. Desde un punto de vista práctico, es probable que sean difíciles de acceder y usted enfrentará muchos problemas regulatorios al intentar hacerlo.

Ampliando este comentario: “Como se explicó anteriormente, los 100 amperios fueron un punto de partida para fines de discusión y no el resultado de ningún cálculo. Además, el requisito de energía no es simplemente suministrar una cabaña en el bosque los fines de semana, sino satisfacer las necesidades de trabajo y hogar de varias familias en una situación de supervivencia después de un colapso económico u otro de la vida normal “.

Está comenzando con una solución e intentando configurar el problema para que se ajuste a la solución. Voy a tratar de responder la pregunta más básica de cómo se suministra energía para un pequeño compuesto de varias familias que viven y trabajan allí. Básicamente, existen cuatro fuentes de energía para un pequeño productor que no son combustibles fósiles. Son agua, viento, solar y biomasa. Lo bueno del agua es que es una propuesta de 24 horas al día. La desventaja es que casi cualquier fuente de agua que pueda proporcionar una cantidad significativa de energía ya está en uso. Lo bueno del viento es que hay más lugares en los que puedes colocar un generador eólico que la energía hidroeléctrica, pero estás a merced del viento. Algunos lugares tienen viento más estable que otros. La energía solar es fácil de colocar en casi todas partes, pero tiene el problema de que tiene que almacenarla para su uso nocturno y en días nublados. La biomasa es fácil de usar para producir calor y se ha utilizado para alimentar motores de combustión interna.

Lo que debe hacer es comenzar a averiguar en detalle cuáles son sus requisitos y luego comenzar a ponerles números reales. No descarte ninguna solución. Sospecharía que una solución mixta junto con una modificación en el comportamiento lo llevará a donde quiere ser. Si fuera yo, comenzaría con la idea de que si tuviera acceso a la energía del agua, pensaría en términos de proporcionar luces por la noche, electrónica por la noche y cualquier refrigeración por la noche que necesitara. Dependería de la energía solar para ejecutar las cosas de mayor demanda, como una tienda. Luego desarrollaría un ritmo y un flujo de trabajo que significaba que si estaba nublado u oscuro, simplemente no ejecutaba las cosas con mayor consumo de energía.

Se han dado varias respuestas, pero una cosa a considerar es esta: sequía. Verifique los registros para asegurarse de que la corriente fluirá de manera constante independientemente de los caprichos de rainfalk.

Por favor, no arruines un arroyo.

Las presas destruyen los hábitats y los patrones de migración de los peces. Recomiendo una fuente de energía menos invasiva como el sol o el viento (riesgo para las aves pero puede mitigarse).

Entonces, ¿como 12 kW? Supongamos que realiza una conversión perfectamente eficiente del potencial hidroeléctrico sobre un cambio de altura de, digamos, 3 m. Para obtener 12 kW, debe tener un flujo de al menos 400 litros (0,4 metros cúbicos) por segundo. Supongamos que el agua fluye a aproximadamente 0,4 m / s, creo, por lo que su arroyo necesitaría un área de sección transversal de un metro cuadrado, por ejemplo, 5 m de ancho con una profundidad promedio de 20 cm.

Corriente de buen tamaño. Probablemente hay truchas en él; ¡no los mates para hacer tu poder!

Por supuesto, si tiene más de una gota, será más fácil. Si la corriente cae 10 m a través de su propiedad, el flujo medio es probablemente más rápido, digamos 0.6 m / s, y probablemente podría sobrevivir con solo una corriente de 1 m de ancho con una profundidad media de 20 cm.

Por supuesto, el 100% de eficiencia es difícil de obtener, pero la generación de energía mecánica directa es mucho mejor que un motor térmico.

Recomiendo una rueda de agua simple y anticuada (haga correr el agua en cubos en la parte superior y vacíela nuevamente en la corriente en la parte inferior) unida a una dinamo; ¡Las turbinas son complicadas y cortan truchas! Una rueda de agua de 10 m de diámetro será difícil de construir, pero no imposible. También tienes que construir un acueducto para transportar el agua a la parte superior de la rueda sin perder mucha altitud. ¡Consulta a los romanos!

PD: no tengo ninguna experiencia con la energía hidroeléctrica; Esto es solo la física. 🙂