Microhidraulica ok

Electrificación mediante una central micro hidráulica para Yungaypampa en Ancash
UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLOGICA DE LIMA SUR
INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
“ELECTRIFICACION MEDIANTE UNA CENTRAL MICROHIDRAULICA PARA
YUNGAYPAMPA EN ANCASH”
CURSO:
ENERGIAS RENOVABLES
DOCENTE:
JOSE MERA ANDIA
ALUMNOS:
 CAPAJANA NUÑEZ ERNESTO
 MATOS QUISPE YURICO
 SEHUINCHO TRIBEÑO JONATHAN
 GARCIA LAHURA MAGNO
LIMA-PERÚ
2015

OBJETIVOS
 Identificar como fuente de energia renovable a la fuerza motriz del agua.
 Proponer una alternativa de solucion economica y sencilla para zonas
rurales con dificil acceso de energia electrica.
 Diseñar un prototipo de una central microhidraulica
 Planificar el presupuesto economico
 Generar energia electrica ,sin dañar el medio ambiente,considerando las
normas legales y de impacto ambiental
 El objetivo principal del proyecto realizado es brindar al pueblo de
Yungaypampa, de un sistema de electrificación por medio de la
implantación de una central microhidráulica y de este modo subsanar las
dificultades que conlleva el no disponer de electricidad.

INTRODUCCION
La escasez de petróleo y otros combustibles fósiles sobre los que está basado
el modelo energético actual están llevando a desarrollar nuevas vías de
generación de electricidad.
El aprovechamiento del recurso hídrico para la generación de energía comenzó
en tiempos antiguos con el uso de ruedas hidráulicas muy rudimentarias pero
que permitían la producción de fuerza motriz para aliviar el trabajo manual del
hombre.
Ruedas hidráulicas más evolucionadas acompañaron el nacimiento de la era
industrial, aun antes de la llegada del motor a vapor. La revolución industrial con
su fuerte demanda energética movilizó el desarrollo tecnológico de los
procesos de conversión de energía y la rueda hidráulica fue superada por la
turbina a partir del inicio del siglo XIX.
Funcionamiento.

Elementos de una “CENTRAL MICROHIDRÁULICO”
Por una parte se encuentra el hidro generador, dispositivo de generación de
electricidad y por otra, todos aquellos que se encargan de la transformación,
regulación, protección y almacenaje de la energía que, a su vez, estarán
subdivididos en dos equipos, el de transformación y control y el auxiliar.
1. Hidrogenerador
El hidrogenerador es el elemento principal de la Central micro Hidráulica.
Es donde se transforma la diferencia de energía potencial del salto de agua en
energía eléctrica.
La MCH consta de dos elementos:
a. la turbina
b. el generador.
Hidro generador, vista general y base
2. Turbinas
Tipos de turbinas hidráulicas.
Según el criterio de variación de la presión estática a través del rodete, las turbinas
Hidráulicas se pueden clasificar en dos grandes grupos:
a. Turbinas de reacción: cuando la presión estática permanece constante entre la
entrada y salida del rodete y turbinas de reacción, cuando la presión estática
disminuye entre la entrada y salida del rodete.
Como : la bomba roto dinámica operando como turbina, turbinas Francis, turbinas
Deriaz, turbinas Kaplan y las turbinas axiales en sus variantes: tubular, bulbo y de
generador periférico.
b. Turbinas de acción: También denominadas turbinas de impulsión, cuando la
presión estática permanece ,las turbinas Pelton de uno o más Inyectores, las
turbinas Turgo y las turbinas Michell-Banki.
constante entre la entrada y la salida del rodete.

Principales características de las turbinas de acción.
En la siguiente tabla, se presentan en resumen las características de las turbinas de
acción incluida el rango de velocidad específica de Brauer ,de cada una
Tabla de las principales características de las turbinas hidráulicas de acción
Turbina Michell Banki.
Se le considera una turbina de acción, de flujo radial centrípeto y centrífugo, de flujo
transversal, de doble paso y de admisión parcial. Tiene un distribuidor o inyector que
consiste en una tobera de sección rectangular que abarca el rodete en cierto ángulo
de admisión parcial, además este distribuidor puede o no puede tener una paleta
directriz para la regulación del caudal.
Esta turbina posee un rodete que tiene forma cilíndrica y se encuentra compuesta por
un par de discos, entre los cuales se fijan mediante soldadura los álabes de perfil
circular y de simple curvatura.

Turbina Michell Banki
Ventajas y desventajas de las turbinas de acción.
En la siguiente tabla, se comparan las turbinas de acción y se muestra como las turbinas
Michell-Banki son una excelente alternativa e la instalación de MCH.
Tabla de las principales ventajas y desventajas de las turbinas de acción.
Grupo hidro energético Michell-Banki.
El grupo hidroenergético es una máquina que mueve un generador de electricidad a través
de una turbina hidráulica.
En este caso se utiliza una turbina Michell-Banki debido a que posee una buena eficiencia
dentro de un amplio rango de caudal, es de bajo costo y es de fácil construcción local.
Los componentes principales del grupo hidroenergético son la turbina y el generador de
electricidad, pero no son los únicos, se debe seleccionar una válvula de compuerta para
permitir o no permitir el ingreso del agua a la turbina y trabajar a plena carga o realizar
algún tipo de mantenimiento. Debe existir un elemento de transmisión de potencia desde la
turbina hasta el generador eléctrico como acoplamiento directo,
fajas, engranajes, etc.

Por otro lado, se debe de tener en cuenta el diseño de un elemento de transición de sección
rectangular a sección circular llamado pieza de transición. La sección circular es la parte
final de la tubería proveniente del embalse de la central hidroeléctrica y la sección
rectangular es la entrada al inyector de la turbina.
En el diseño del grupo hidro energético no se considera una paleta directriz que regule el
caudaldel fluido en la turbina, porque si se trabajara con esta paleta directrizse debe diseñar
un mecanismo de regulación mecánico o electrónico y esto eleva el costo del grupo
hidroenergético, más bien se trabajará a plena carga y con el caudal de diseño.
El diseño del inyector será horizontal, ya que si fuera vertical se tiene mayor dificultad en la
obra civil de la casa de fuerza y se tendría que realizar una abertura en el techo.
Grupo hidroenergético de 100 kW con turbina Michell Banki
Turbina Michell-Banki.
Las principales características de este tipo de turbinas son las siguientes:
 No produce cavitación, debido a que la presión permanece constante entre
la entrada y salida del rodete.
 La velocidad de giro puede ser seleccionada dentro un rango amplio.
 El diámetro de la turbina no depende del caudal.
 Se alcanza un aceptable nivel de rendimiento en pequeñas turbinas.
 Se puede regular el caudal y la potencia por medio de un álabe
ajustable.
 Es apropiada para ríos con pequeños caudales. Estos ríos generalmente
llevan poca agua durante varios meses del año, por lo que en el diseño se
debe considerar el caudal parcial o el caudal mínimo, y para épocas de
abundancia de agua se considerara el caudal total para fines productivos.
La turbina Michell Banki posee un inyector de sección rectangular que va unida a la
pieza de transición. El inyector dirige el agua hacia el rodete con un ángulo
determinado a través de una sección que toma una determinada cantidad de álabes
para mayor aprovechamiento de la energía.
Esta turbina también posee un rodete o rotor

Aplicaciones de las turbinas en función del gasto y la carga

ESQUEMA DE UNA CENTRAL MICROHIDROELECTRICA A PIE DE PRESA
Organización ITDG
ITDG es una organización no gubernamental con sede en Inglaterra cuya
misión es la asistencia técnica y financiera a comunidades rurales para el
desarrollo de centrales mini y micro hidráulicas en diversas partes del mundo
www.itdg.org.pe
•Fundado en Inglaterra en 1966 por el Dr. E. F. Schumacher, cuyo libro "Lo
pequeño es hermoso" inspiró un acercamiento pionero al trabajo del desarrollo
a partir del empleo de tecnologías apropiadas.
•Hoy “Soluciones Prácticas – ITDG” está conformado por cerca de 400 personas
que trabajan coordinadamente en Europa, Asia, África y América Latina.
La Oficina Regional para América Latina tiene su sede en Lima, Perú.En 1993,
el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) entrego un crédito blando al
Soluciones Prácticas - ITDG para la creación de un fondo evolvente de US$
400,000. Con este fondo se promociona créditos desde US$ 10,000 hasta
50,000, para la instalación de micro centrales en zonas rurales aisladas, a un

interés del 10% y un plazo de devolución de hasta 5 años. Hasta la fecha se han
colocado 21 créditos que han permitido la instalación, rehabilitación o
complementación de un número igual de micros centrales. Se ha requerido de
un financiamiento complementario de US$ 2.5 Millones proveniente de gobiernos
locales.
En junio del 2000 se firmó un segundo convenio con el BID mediante el cual se
amplía el fondo con un aporte de capital de trabajo de US$300,000 y fondos
adicionales para asistencia técnica.
MATERIALES USADOS:
FIERROS
TURBIMAS
GENERDOR DE K TIPO
SON POTENCIA CAPACIDAD
OBRA CIVIL
QUIEN VENDE
PLAN DE MANTENIMIENTO
PINTADO ENGRASE
PRECIO

TURBINAS KAPLAN DE 4 PALAS
Características:
Rodete KAPLAN de 4 palas en fundición
GS o Cobre-
Aluminio.
Carcasa monobloc mecano soldada.
Distribuidor axial o radial.
Conjuntos compactos de fácil instalación
y de alto
Rendimiento.
Potencias desde 100 hasta 400 kW.
Saltos de 2 a 9 metros y caudales de 4 a 10 m3/s.
Montaje en taller preparado para instalación.

Tipo de regulación
Regulación de las palas:
Modelo AE: Palas móviles automáticas,
abertura por
Cilindro de baja presión.
Modelo ME: Palas móviles manualmente
gracias a
Accionamiento manual central.
Modelo SE : Palas fijas ajustables en los ensayos.
Disposiciones de las turbinas y adaptación a cada tipo de salto
Tipo T: Alimentación por canal de entrada, eje inclinado, aspiración rectilínea,
cierre por
Compuerta. Chasis generador y turbina en un conjunto.
Tipo C: Alimentación por cámara de agua, eje vertical, distribuidor fijo o móvil,
aspiración en codo.
Tipo V: Alimentación por conducción forzada, eje vertical, aspiración en codo,
cierre por válvula
De mariposa.
TURBINA PELTON
Definición
La turbina Pelton fue inventada por Lester A. Pelton. Esta turbina se define como
una turbina de acción, de flujo tangencial y de admisión parcial. Opera más
eficientemente en condiciones de grandes saltos, bajos caudales y cargas
parciales.
PARTES:
Distribuidor
Es el elemento de transición entre la tubería de presión y los inyectores. Está
hecho por un inyector o varios inyectores que pueden llegar a Ser hasta seis. El
inyector consta de una tobera de sección circular provista de Una aguja de
regulación que se mueve axialmente, variando la sección de flujo. Si se requiere
una operación rápida para dejar al rodete sin acción del chorro, se adiciona una
placa deflectora, así la aguja se cierra en un tiempo más largo, reduciendo los
efectos del golpe de ariete. En las turbinas pequeñas se puede prescindir de la
aguja y operar con una o más toberas, con caudal constante.

Rodete
Es de admisión parcial, depende del número de chorros o de inyectores. Está
compuesto por un disco provisto de cucharas montadas en su periferia. Las
cucharas pueden estar empernadas al disco, soldadas o fundidas convirtiéndose
en una sola pieza con el disco. Esta turbina puede instalarse con el eje horizontal
con 1 o 2 inyectores, y con el eje vertical con 3 a 6 inyectores.
TIPOS DE TURBINAS PELTON
Micro turbinas Pelton
Se usan en zonas rurales aisladas donde se aprovechan los recursos hidro
energéticos que existen en pequeños ríos o quebradas para transformarlos en
energía mecánica o eléctrica. Para hacer posible este proceso se tiene que hacer
un grupo de obras así como obtener equipos especiales, estos se dividen
normalmente en tres grupos: obras civiles, equipo electromecánico y redes
eléctricas.
Ensamblaje y Montaje
La turbina se ensambla en un sólido chasis construido con perfiles estructurales
que permiten el acoplamiento en un solo bloque, de esta forma se puede realizar
un pre-montaje del sistema turbina-generador.
Mini turbinas Pelton

Según las normas europeas las mini centrales hidroeléctricas son Aquellas
que están comprendidas en el rango de 100kW a 1000kW de potencia.
Según la organización Latinoamericana de Energía clasifica en el rango de
50kW a 500kW. Los modelos desarrollados por ITDG cubren el rango de
50kW a1000kW.
El campo de aplicación es muy amplio, sobre todo para las
Poblaciones locales de zonas aisladas.
Ensamblaje y Montaje
La turbina se ensambla en un sólido chasis construido con perfiles estructurales
que permiten el acoplamiento en un solo bloque. Previamente es posible realizar
un pre-montaje en el taller donde se fabrica, esto suele hacerse en el caso de
turbinas más pequeñas, debido a su bajo costo de instalación.
Selección de la turbina
De acuerdo al esquema antes mostrado de una micro central, la Potencia
generada se obtiene de las siguientes formulas:
PE = P.nTR.nG ....................................... (1.1)
P= ρgQHη/K = PE/ηTRηG=QHη/102 ……………. (1.2)
ηGR =η.ηTR.ηG …………………………………………….. (1.3)
PE: es la potencia en los bornes del generador, kW
P: es la potencia al eje de la turbina, kW
Q: es el caudal de la turbina en m3/s
H: es el salto neto en metros
Ρ: es la densidad del agua, 1000 kg/m3
η: eficiencia de la turbina, adimensional
ηTR: es la eficiencia de la transmisión, adimensional
ηG: eficiencia del generador, adimensional
ηGR: es la eficiencia del grupo de generación, adimensional
K: es una constante, donde K es 1000 W/kW
G: es la gravedad

Grandes centrales Potencia superior a 5 MW
Peque~nas centrales Potencia superior a 1 MW e inferior a 5 MW
Mini-centrales Potencia superior a 100 kW e inferior a 1 MW
Micro-centrales Potencia inferior a 100 kW

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