Generación de energía en torres de agua

Question

Tengo entendido que uno de los problemas que plantea la generación de energía a partir de una torre de agua, permitiendo que el agua que cae haga girar un generador, es que si el agua no procede de una fuente natural, y por tanto hay que bombearla, se utilizaría más electricidad para alimentar la bomba de agua de la que se genera. ¿Es eso cierto? Soy un viejo y tonto chico de campo que no ha aprendido nada de física, así que no entiendo nada de la matemática involucrada en el cálculo de si esto funcionaría o no.

Mi idea es soldar una torre con estructura de esqueleto, de 4 pies x 4 pies x 24 pies de altura. Luego, a intervalos, instalar depósitos de 4 pies x 4 pies x 1 pie de profundidad. Habría múltiples salidas para el agua en cada lado de los resevoirs con los pezones para dirigir el flujo a la rueda de agua de cada flujo, para lo cual construiría usando las llantas de la bicicleta, que serían engranadas a un generador pequeño, pero también para hacer lejos la preocupación de no generar bastante electricidad para bombear el agua detrás para arriba podría la bomba de agua no ser funcionada siendo engranada de las ruedas de agua que hacen girar.

¿Es esto posible?

Answer 1

Su invento parece una máquina de movimiento perpetuo: utilizar la caída del agua desde una torre para generar electricidad y bombear el agua de nuevo al depósito. Utilizar el agua que cae para generar electricidad y luego bombearla de nuevo hacia arriba se hace comercialmente, pero se necesita más energía para bombear el agua de nuevo hacia arriba que la que se genera al caer. Esta técnica se utiliza cuando hay un aumento de la demanda y se necesita más energía al instante, pero no es una máquina de movimiento perpetuo. La energía barata, fuera de los picos, se utiliza para bombear el agua hacia arriba cuando la demanda es baja. Las máquinas de movimiento perpetuo no obedecen la primera ley de la termodinámica, lo que significa que no producen tanta energía como se necesita para hacerlas funcionar, por lo que el agua que cae no podrá volver a bombearse. Las máquinas de movimiento perpetuo nunca funcionan, porque tienen que obedecer las leyes de la física. La torre que propones debería ser capaz de generar electricidad, pero tendrás que bombearla de nuevo manualmente, conseguir un aerogenerador para hacerlo o encontrar alguna otra forma. Tu dispositivo parece innecesariamente complicado.

Answer 2

pero también para acabar con la preocupación de no generar suficiente electricidad para bombear el agua hacia arriba, ¿podría la bomba de agua no ser accionada por engranajes desde las ruedas de agua que giran?

La electricidad del generador no podía ser suficiente para suministrar la energía necesaria a la bomba para hacer subir toda el agua. La cantidad máxima absoluta de energía en el agua que sus generadores podrían teóricamente extraer es sólo la energía potencial que ganan al ser bombeados a esa altura.

La cantidad mínima absoluta de energía teóricamente necesaria para bombear el agua hasta esa altura será la misma que la máxima teórica absoluta que pueden extraer los generadores.

El problema: ninguna bomba o generador puede alcanzar siquiera esas eficiencias teóricas. El generador generará menos de la potencia máxima teórica a partir de la energía potencial de las aguas.

La bomba necesitará más potencia de la que puede añadir a la energía potencial del agua.

En el mejor de los casos si tuvieras un generador, una bomba y una configuración 100% eficientes, el sistema podría funcionar por sí mismo indefinidamente sin aporte de energía externa, pero eso no es físicamente alcanzable debido a efectos como la fricción. Esto se llama a veces movimiento perpetuo del tercer tipo .