Diseño de un grupo hidroenergético Michell-Banki de 120 kW
El presente trabajo busca ser una buena alternativa en la instalación de grupos hidroenergéticos en las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas que se construyen en el Perú y de este modo cubrir el déficit de electrificación en zonas rurales. Para ello, se ha planteado el diseño de un grupo hidroenergéti...
| Autor Principal: | Benites Príncipe, Johel Víctor |
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| Formato: | Tesis de Licenciatura |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2014
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5449 |
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| Sumario: |
El presente trabajo busca ser una buena alternativa en la instalación de grupos
hidroenergéticos en las Pequeñas Centrales Hidroeléctricas que se construyen en el
Perú y de este modo cubrir el déficit de electrificación en zonas rurales. Para ello, se
ha planteado el diseño de un grupo hidroenergético que opere con una turbina
estandarizada Michell- Banki debido a que esta turbina tiene una buena eficiencia
dentro de un amplio rango de caudal, bajo costo y es de fácil fabricación local. La
función principal del grupo hidroenergético es aprovechar la energía cinética de una
caída de agua y transformar el trabajo técnico en el eje de la turbina en energía
eléctrica para su uso en zonas rurales, de manera que se pueda mejorar la calidad
de vida de los habitantes de estas localidades.
Para el desarrollo de este trabajo se ha realizado el diseño hidráulico del rodete y del
inyector, que son los principales componentes de la turbina. Esto se ha realizado
mediante una metodología en la cual los únicos parámetros de entrada son la
potencia de 120 kW generada en el eje de la turbina y el rango de variación de la
velocidad específica de la turbina Michell-Banki.
Las características nominales de la turbina son las siguientes: 120 kW generados en el
eje de la turbina Michell-Banki, velocidad de giro igual a 1800 rpm, 82% de eficiencia
hidráulica a plena carga, velocidad específica de la turbina igual a 100, caudal de
diseño igual a 0.19 m3/s y salto neto igual a 75.4 m.
Debido a las características de las turbinas Michell-Banki el grupo hidroenergético
puede trabajar conservando una buena eficiencia en un rango de potencias desde
63.8 kW hasta 120 kW, en un rango de salto neto desde 50.8 m hasta 113.8 m y en un
rango de caudal desde 0.11 m3/s hasta 0.22 m3/s.
Una vez finalizado el diseño hidráulico se ha realizado el diseño mecánico de todos los
componentes del grupo hidroenergético como eje del rodete, apoyos del eje del
rodete, carcasa, bastidor, además de la verificación por resistencia del rodete y del
inyector.
Por otro lado, se ha diseñado la pieza de transición entre la salida de la tubería de
presión de sección circular y la entrada del inyector de sección rectangular. Además,
se ha seleccionado el generador eléctrico y se ha diseñado el sistema de transmisión de potencia entre la turbina y el generador, de tal manera que este gire a su velocidad
de sincronismo.
El costo del grupo hidroenergético de 120 kW utilizando una turbina Michell-Bank es
aproximadamente S/. 40,391.97 considerando costos ingeniería, costos de fabricación
y costos de equipos de compra directa. |
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