TURBOGENERADOR COMPACTO “ PERGA 2010 ”

Banco de ensayos de turbogeneradores en el CENTRO de INVESTIGACIÓN ENERGETICO en Totana ( Murcia )

CARACTERISTICAS BÁSICAS

- El turbogenerador, que está constituido por una turbina, con rodete semiaxial o radial, y un generador asíncrono trifásico:

- La turbina con rodete semiaxial o radial depende de los caudales a turbinar y de los saltos hidráulicos disponibles. El rodete radial se recomienda en instalaciones de pequeño caudal y altos saltos hidráulicos, y el semiaxial (amplia gama) para caudales medios-altos y saltos hidráulicos medios.

- El generador asíncrono trifásico puede ser de distintas potencias y tensiones en función de la potencia hidráulica, por un lado, y, por otro, de la distancia entre la central y el punto de conexión con la línea de la compañía eléctrica de la zona. En principio se disponen equipos normalizados con tensiones de 400, 500, 690, 1.000 y 3.300 V.

- El turbogenerador y todo su equipamiento se instala en el interior de un tubo de acero al carbono o de acero inoxidable:

- El diámetro del tubo será el adecuado en función de la turbina y generador a instalar, pudiendo oscilar entre un mínimo de 100 mm y un máximo de 600 mm. Para el caso de disponer de aprovechamientos con potencias superiores a la capacidad del turbogenerador de 600 mm se deberán instalar en paralelo con el número de equipos conveniente. Ello permite obtener una mayor flexibilidad en su explotación.

- En el caso de utilizar acero al carbono debe aplicarse al tubo un tratamiento interior adecuado.

- La disposición del turbogenerador puede ser horizontal o vertical, siendo su montaje simple y rápido:

- Esta posibilidad, que en situaciones especiales puede ser inclinada, permite que en determinadas ocasiones se consiga un ahorro de la obra civil necesaria.

- La unión de la infraestructura hidráulica del aprovechamiento se consigue mediante una brida en la entrada del grupo y otra en su salida, ambas normalizadas según la carga disponible del salto, razón por la cual su instalación es muy sencilla e incluso se permite su montaje en lugares inundables.

- El funcionamiento del turbogenerador puede ser a contrapresión o a salida libre:

- Con el funcionamiento a contrapresión se obtiene una de las grandes ventajas que posee el turbogenerador. Ello permite instalarlo en paralelo con válvulas reductoras de presión en sistemas de distribución de agua, tanto para abastecimientos de agua a poblaciones, como

para riego en la agricultura, consiguiendo, a la vez, la reducción de presión en la red y la de producir energía renovable.

- Aunque el funcionamiento a salida libre está resuelto con otros grupos disponibles en el mercado, la razón de la posible utilización de este turbogenerador que se propone radica en el precio muy competitivo, tanto en su adquisición como en el de montaje y puesta en marcha en central.

- El rendimiento del turbogenerador es variable y su rango de utilización es aceptable:

- Según las pruebas que se han efectuado en taller, el rendimiento total, es decir, turbina más generador oscila entre 55 y 73 %, dependiendo, por supuesto de la potencia de generación, a mayor potencia más rendimiento. Con potencias de orden de 100 kw el rendimiento total alcanza valores próximos al 70 %.

- El rango de su capacidad de regulación, por cuanto se refiere a generación, y según las experiencias realizadas en taller, oscila entre el 30/35% de la altura nominal del salto y en el entorno del 40/53 % del caudal de diseño.

- La conexión a la red eléctrica es rápida y sencilla:

- La conexión a la red de energía eléctrica es sencilla y muy rápida, ya que únicamente se precisa la instalación de un contactor sobre el cual actuarán las protecciones reglamentarias.

- Por otra parte, no se precisa la instalación de un mecanismo de sincronización para el arranque del grupo y conexión a la red, lo que simplifica la instalación.

- Ejemplo de Turbogenerador de 10 CV y sus curvas características

Turbogenerador de 10 CV Curvas características del turbo de 10 CV

Turbogenerador de 10 CV conectado a un Grupo Electrogeno ( red equilibrada )

10

15

20

25

30

35

40

45

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Caudal en l/s

Altu

ra m

anom

etri

ca e

n m

.c.a

.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Pot

enci

a ge

nera

da e

n kW

Curva Q-P

Curva Q-H

ESQUEMA de CONEXIÓN para INSTALACIONES de MICROGENERACIÓN a la RED de B.T.

Nota.- Añadir condensadores para la autoexcitación y conseguir la Vn . También batería automática para conseguir un cos fi de 0,97-0,98

CARACTERISTICAS DE LOS DISPOSITIVOS DEL ESQUEMA ANTERIOR