Acumulación de energía fotovoltaica en depósitos de agua

El generador de electricidad fotovoltaico con tanque de agua lleno es el tipo más eficiente de fuente de energía renovable, siendo una especie de mini sistema eléctrico doméstico. El agua que fluye por las tuberías domésticas también tiene energía cinética que tiene el potencial de generar electricidad para usos generales como la iluminación de jardines. Se puede generar electricidad si el tanque doméstico se mantiene a una altura mínima de 3 metros y la energía cinética que produce el agua en una tubería es alta. Por eso, este artículo ofrece una idea para generar una pequeña cantidad de electricidad mediante el uso de un tanque de agua doméstico en la vida diaria.

La idea de un sistema minihidroeléctrico doméstico.

La generación de electricidad renovable y ecológica se puede lograr utilizando el flujo de agua de un tanque elevado durante el consumo regular de agua en el hogar. La energía cinética del agua que cae se utiliza para hacer girar una microturbina acoplada a un generador de corriente continua. La corriente continua generada se almacena en una batería.

Cuando la energía almacenada en la batería es suficiente, se enciende un inversor para generar corriente alterna para uso doméstico. El resto del tiempo la carga se alimenta de la línea comercial normal. La energía potencial del agua almacenada en el tanque colgante se utiliza luego para complementar parte de la energía utilizada en forma de hidroelectricidad.

La recuperación de energía anual con este método es bastante sustancial, pero se puede aumentar creando un tanque de agua elevado ad hoc que funcione con energía fotovoltaica y una bomba de superficie. Una turbina muy pequeña convierte el agua en electricidad según sea necesario.

Aquí se propone un nuevo sistema de generación de electricidad fuera de la red a pequeña escala utilizando fuentes disponibles localmente para áreas donde hay pozos abiertos o fuentes de agua permanentes disponibles. Aunque el sistema puede instalarse en cualquier lugar, su instalación en zonas remotas y rurales, donde no hay acceso a electricidad, puede ser una aplicación interesante.

El sistema propuesto incluye un sistema solar fotovoltaico (SPV), una bomba de agua solar, un generador de turbina picohidráulica y un sistema de almacenamiento de energía hidroeléctrica. Su funcionamiento es bastante diferente al de todos los demás sistemas de generación de energía SPV existentes.

Se trata de una técnica innovadora de generación de energía, gracias a la cual la potencia de salida del sistema propuesto no se ve afectada en absoluto por los cambios que se producen en la radiación solar. El sistema propuesto no requiere el uso de baterías, inversores, transformadores y circuitos de carga o control.

Las características interesantes del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica con agua son su sencillez, fiabilidad y la capacidad de generar energía continua a voltaje constante independientemente de las variaciones o ausencia de radiación solar.

Una de las muchas implementaciones posibles.

En los edificios podemos colocar múltiples turbinas de forma remota según la disponibilidad de caudal y uso del agua. El agua sale del tanque a través de las tuberías de entrada donde el extremo de la tubería converge hacia una boquilla, lo que permite un chorro a alta presión.

La manguera se transforma en una boquilla ovalada con una boca muy estrecha, que expulsa el agua en forma de hilo. La potencia hidráulica se transmite a una rueda de turbina a partir de la cual se genera potencia mecánica.

Las palas de la rueda de la turbina son palas que giran cuando son impactadas por un fuerte chorro de agua. La turbina está conectada al generador para convertir la energía mecánica en energía eléctrica. De esta forma podemos generar electricidad a partir de tuberías incluso con caudales bajos. Un controlador eléctrico está conectado a un generador para igualar la energía eléctrica que se produce.

Las bombas de superficie para crear el sistema de almacenamiento.

Las bombas de superficie son un componente clave en los sistemas solares de agua. Son bombas simples y confiables para mover agua hacia y desde el tanque de su hogar. Estos también se pueden usar para aumentar la presión del agua dentro de la casa, de modo que la ducha rocíe satisfactoriamente, el grifo de arriba fluya bien y el inodoro descargue según sea necesario.

Si está bombeando agua desde una fuente de agua a un tanque de almacenamiento, estos pueden ser alimentados directamente por energía fotovoltaica, conectada directamente a un panel solar, preferiblemente con un controlador de bomba para aumentar la salida de corriente de los paneles solares a la bomba, haciéndolo empezando primero y empezando después.

Con un sistema de este tipo, simplemente puede bombear agua cuando el sol está alto y almacenarla para usarla cuando la necesite, independientemente del sol. Si usa la bomba como bomba de refuerzo para aumentar la presión del agua, deberá conectarla a una batería para garantizar que haya energía disponible cuando necesite agregar presión. De lo contrario, nunca podrías ducharte por la noche después del anochecer.

Las bombas de superficie se ven ligeramente diferentes de una bomba sumergible, que está diseñada para sumergirse en un pozo y aspira el agua circundante hacia su cuerpo, empujando la manguera superior hacia afuera. Las bombas de superficie tienen entrada y salida a las tuberías y están ubicadas sobre el agua, en un lugar protegido.

Uso de energía fotovoltaica para el bombeo de aguas subterráneas

El agua es la principal fuente de vida para la humanidad y una de las necesidades básicas para el desarrollo rural. La demanda rural de agua para el riego de cultivos y el suministro doméstico de agua está aumentando. Al mismo tiempo, las precipitaciones están disminuyendo en muchos países áridos, por lo que el agua superficial se está volviendo escasa.

El agua subterránea parece ser la única alternativa a este dilema, pero el nivel freático también está disminuyendo, lo que dificulta el bombeo manual y la encapsulación tradicionales. A medida que estas tendencias continúen, el bombeo de agua mecanizado se convertirá en la única alternativa confiable para elevar el agua del suelo.

Para bombear agua se han utilizado tradicionalmente bombas de diésel, gasolina y queroseno (incluidos los molinos de viento). Sin embargo, actualmente están apareciendo en el mercado bombas solares fotovoltaicas y turbinas eólicas fiables, que rápidamente se están volviendo más atractivas que las fuentes de energía tradicionales.

Estas tecnologías, alimentadas por fuentes de energía renovables (solar y eólica), son particularmente útiles en lugares remotos donde el suministro constante de combustible es problemático y el personal de mantenimiento capacitado es escaso. Además, el agua extraída del suelo se puede transferir a tanques de almacenamiento elevados para su posterior conversión en electricidad mediante microturbinas.

Picohidroeléctrica en el mundo

Pico-hidroeléctrica es el método de generación de energía hidroeléctrica con una potencia eléctrica máxima de 5 kilovatios. Las recientes mejoras e innovaciones en la tecnología picohidroeléctrica la han convertido en una fuente asequible de energía fácilmente disponible incluso en lugares remotos de todo el mundo.

Esta es una fuente de energía muy versátil que podría usarse para generar electricidad de CA. Las bombillas, la radio, la televisión y otros dispositivos electrónicos similares se pueden operar fácilmente con el pico hidroeléctrico.

La necesidad de electricidad picohidráulica en todo el mundo es que permita la generación de electricidad fácilmente y sin costos de combustible.

La creciente demanda de electricidad obliga al hombre a buscar los diversos recursos energéticos disponibles. Los equipos utilizados en la generación picohidráulica se han especializado en su diseño pequeño y compacto, por lo que pueden instalarse en un área pequeña con mucha facilidad.

La principal ventaja de la energía hidroeléctrica mediante picogeneración es que tiene un coste por kilovatio menor que la energía solar o eólica. Por lo tanto, no se recomienda el sistema picohidroeléctrico en lugares con flujo regular de agua.