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1. 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.

2. 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.

Ficha Técnica

Turbinas Pelton 25



3. Tipos de Turbinas Pelton Microturbinas Pelton Se usan en zonas rurales aisladas donde se aprovechan los recursos hidroenergéticos 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.

Miniturbinas Pelton Según las normas europeas las minicentrales 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 a 1000kW.



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.

Picoturbinas Pelton La aparición de picocentrales hidroeléctricas y consecuentemente de picoturbinas, tiene apenas una década. El rango de picocentrales está por debajo de los 10kW. Las picoturbinas se aprovechan por los recursos hidráulicos existentes en quebradas muy pequeñas, manantiales u otras fuentes donde existen algunos chorros de agua y alguna pequeña caída que podría transformarse n energía mecánica o eléctrica. Las picoturbinas se diseñan en la actualidad como pequeños bloques compactos, donde en una sola unidad se incluyen todas sus partes. Se caracteriza principalmente por su pequeño tamaño, su versatilidad y por su facilidad para el transporte e instalación.

• Ensamblaje y Montaje La turbina se ensambla en un sólido chasis construido con perfiles estructurales que permite el ensamble con el generador en un solo bloque, haciendo un equipo portátil.

4. Selección de la turbina De acuerdo al esquema antes mostrado de una microcentral, 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)

Donde:



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

En relación a la determinación del salto neto, se puede proceder del siguiente modo: Turbinas de reacción: H = Hb – ΔHT

Turbinas de acción: H= Hb - ΔHT – Hm

Donde Hb es el salto bruto, metros ΔHT es la altura de pérdidas en la tubería de presión, en metros Hm es la altura de montaje de la turbina en metros. En caso de que la turbina no accione un generador eléctrico, sino otra máquina operadora, como una bomba, un molino, etc., se deberá conocer la eficiencia, potencia y otros datos de dicha máquina, utilizándose las mismas formulas anteriores. Se puede realizar una selección rápida de la turbina para una M.C.H, utilizando el diagrama de la figura que se muestra abajo, en las que aparecen las diversas turbinas que se usan en la actualidad ubicadas



por zonas de aplicación referidas al salto neto, caudal, potencia y una eficiencia promedio.

Asumiendo una eficiencia promedio se obtiene una relación lineal entre H y Q para una potencia constante P en coordenadas logarítmicas. El límite de estos diagramas en cuanto a potencia dependerá de la definición nacional o regional, de los rangos establecidos y de lo que se denomina una M.C.H como se muestra en el siguiente gráfico.

Clasificación de M.C.H según la potencia

Región Institución Micro central

Mini central

Pequeña central

Mundial ONUDI <100 kW 101-2000 kW

2000- 10000 kW

Latinoamérica OLADE < 50 kW 51-500 kW 500-5000 kW



Recursos electrónicos relacionados: Manual de mini y microcentrales hidráulicas: Una guía para el desarrollo de proyectos Autor: Federico Coz Soluciones Prácticas-ITDG http://www.itdg.org.pe/publicaciones/pdf/manualdeminiymicrocentraleshidraulicas.pdf Picoturbinas Pelton Autor: Programa de Energía, infraestructura y servicios básicos. ENISER Soluciones Prácticas-ITDG http://www.itdg.org.pe/td/pdf/picoturbinaspelton.pdf Miniturbinas Pelton Autor: Programa de Energía, infraestructura y servicios básicos. ENISER Soluciones Prácticas-ITDG http://www.itdg.org.pe/td/pdf/miniturbinaspelton.pdf Microturbinas Pelton Autor: Programa de Energía, infraestructura y servicios básicos. ENISER Soluciones Prácticas-ITDG http://www.itdg.org.pe/td/pdf/microturbinaspelton.pdf

Bibliografía:

• ITDG Federico Coz. Manual de mini y microcentrales hidráulicas: Una guía para el desarrollo de proyectos.1995. Lima, Perú.

• ITDG. Programa de Energía, infraestructura y servicios básicos. Pico Turbinas. 2004. Lima, Perú.

• ITDG. Programa de Energía, infraestructura y servicios básicos. 2004. Lima, Perú.

• ITDG. Programa de Energía, infraestructura y servicios básicos. Microturbinas Pelton.2004.Lima, Perú.

Mayores informes: Servicio de consultas técnicas Persona de contacto: Giannina Solari Email: [email protected] Web: www.solucionespracticas.org.pe

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