Cálculo de una turbina hidráulica. 4ª parte

Ahora ya tenemos definido el tipo de turbina, nos queda determinar su velocidad y su diámetro.

No todas las velocidades son posibles, la velocidad debe ser compatible con la frecuencia de la RED.

En el continente Americano (excepto Chile) la frecuencia de la RED es de 60 Hrz, y en Europa es de 50 Hrz.


Velocidades síncronas para 60 Hrz / 50 Hrz.


1.200 / 1.000
900 / 750
720 / 600
600 / 500
514 / 428
450 / 375
400 / 333
360 / 300
325 / 275
300 / 250
275 / 230
257 / 214
240 / 200

etc. / etc.

En nuestros tres ejemplos hemos definido "una velocidad de giro" que parece fruto del azar, pero simplemente hemos aplicado los critérios descritos.

Ns = n (r/m) x P(c.V.)^0.5 / H x H^0.25

Los valores en rojo son conocidos, el valor de Ns se definirá al ir aplicando distintas velocidades, dicho valor de Ns lo hemos de hacer compatible con los criterios

Continuará...............................

Cálculo de una turbina hidraulica - 1a parte -

Cálculo de una turbina hidráulica:

Como futuro inversor, en este segmento de las energías renovables, debes conocer la potencia que podrás generar, este cálculo es muy sencillo, pero puede llevarte a confusiones y malas decisiones, veamos la formula:

Potencia (kw) = 9.0 x Hn (m) x Q (m³/s)

esta es la clásica fórmula que aparece en multitud de formularios y que para un cálculo rápido puede servir, pero es muy peligrosa para tomar decisiones.

Como ejemplo.

Hn(m) Salto neto = 4 metros
Q (m­³/s) Caudal = 20 m³/s (Caudal típico de la zona alta del Ebro o del Pisuerga, zona norte de Italia, etc.)

Aplicando la fórmula obtendríamos P (kw) =9.0 x 4 x 20 = 720 kw, a un precio de 0.08 €/kw-h nos daría unos ingresos de 60 €/h y como un año tiene 360 dias x 24 horas = 8.640 horas, esto nos representaría unos ingresos de 497.664 €/año.

Desglosemos la fórmula del cálculo de la potencia, en realidad debería ser:

Pot (kw)= 9.8 x Hn(m) x Q (m³/s) x Rto turbina x Rto multiplicador x Rto alternador.

Valores bastante realistas del rendimiento de estas tres máquina a plena potencia (720 kw) pueden ser:

Rto turbina : 90%

Rto multiplicador : 93% (si es necesario)

Rto alternador : 95%

con lo cual muestra fórmula quedará redactada como:

Pot (kw) = 9.8 x Hn(m) x Q(m³/s) x 0.9 x 0.93 x 0.95 = 7.8 x Hn x Q = 7.8 x 4 x 20= 624 kw

ya hemos cometido un error del 15%.

Verdaderamente un año tiene 8.640 horas, pero por el río no fluye siempre el caudal máximo, hay epocas de estiaje, epocas de riego, riadas, desconexiones de la red, mantenimiento, otros condicionantes, etc. Esto lleva a evaluar como media en 4.000 horas de máxima potencia, es decir, nuestra Central Hidroeléctrica generaría:

624 kw-h x 4.000 h x 0.08 €/h = 199.680 €, habriamos cometido un gran error.

Aunque la cifra resultante no es nada despreciable

.

Hemos partido de varias hipótesis, que de entrada las hemos aceptado:

1. Conocemos el régimen de caudales en función del tiempo(mínimo 5 años)
2. Conocemos el Salto neto en función del caudal

Continuará .......................................

Presentación

Me llamo Juan Humbert Salas.

Soy Ingeniero Industrial Senior. Con estudios cursados en España, Italia y Francia.

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Cordialmente,

Juan Humbert Salas
Madrid-Milán

My name is Juan Humbert Salas.

I am a Senior Industrial Engineer, with studies completed in Spain, Italy and France.

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