Diseño y construcción de turbinas kaplan para micro hidoreléctricas

BUENO ES UN TEMA REFERENTE A UNA INVESTIGACIÓN QUE ESTOY REALIZANDO; NO CREO QUE ESTOY DESCUBIRENDO EL AGUA TIBIA, PERO SI ME GUSTARÍA TENER MAS OPINIONES; ESTA INFOMACIÓN LA BAJE DE INTERNET, Y ME PARECE MUYINTERESANTE, PERO FALTA LOS LINEAMIENTOS CONSTRUCTIVOS

TURBINA AXIAL: BAJAS CAIDAS, BAJO MANTENIMIENTO, BAJO COSTO

Autores: Teodoro Sánchez, Saúl Ramírez, Celso Dávila
Programa deenergía, ITDG-LA
energia@itdg.org.pe

1. INTRODUCCIÓN

Una de las principales actividades del Programa de Energía ITDG-LA (Oficina Regional para Latino América) es el desarrollo y difusión de tecnologías apropiadas para la generación de electricidad en pequeñas potencias en base a fuentes renovables de energía, y en particular en el campo de las mini y micro turbinas hidráulicas; es así que desdeel inicio de sus actividades a mediados de la década de los 80’s hasta la fecha se ha logrado desarrollar y transferir diferentes modelos de turbinas.

Uno de los esfuerzos más recientes ha sido el desarrollo de un modelo de turbinas axiales de bajo costo y mínimo mantenimiento; se trata de una turbina del tipo hélice de álabes fijos, con un sistema simple de distribución para potencias entre10 a 60 kW, el cual ha sido probado exitosamente. Este desarrollo fue posible gracias a un trabajo conjunto entre las oficinas de ITDG de Perú (Programa de energía) y el Reino Unido, e ITC (brazo consultor de ITDG en UK).

2. LA TURBINA AXIAL DE ITDG

La principal característica de las turbinas axiales es su capacidad para generar energía utilizando grandes caudales y pequeñas alturas, siendoésta una alternativa de generación hidráulica en las zonas con geografía de montañas moderadas o inclusive bajas, o en grandes ríos de bajos gradientes. Existen diferentes diseños de turbinas axiales, especialmente en países industrializados, entre ellas la más popular y también la más utilizada, es la turbina del tipo Kaplan, y otras como las del tipo bulbo o las turbinas hélice, que vienen ha seruna variante de las tipo Kaplan pero con álabes fijos.

La turbina diseñada por ITDG, y a la cual este artículo hace referencia, es una turbina del tipo axial de albes fijos, diseñada para el rango de potencia de 10 a 60 kW, dependiendo de las condiciones de trabajo caudal y altura.

2.1. Diseño conceptual

Entre los antecedentes al diseño se encontró que el trabajo en el tema dedesarrollo y diseminación de turbinas axiales en el campo de las tecnologías apropiadas y en especial de la cooperación internacional había sido limitado, y generalmente con resultados poco alentadores. Ello llevó al equipo a una amplia discusión sobre las principales características y los parámetros de diseño de la turbina axial, puesto que por un lado se deseaba contar con una turbina robusta yconfiable y por el otro lado, su costo debía ser bajo y además ser de simple operación y bajo costo de mantenimiento, es decir se debería diseñar una máquina de:

- Bajo costo de fabricación, que permita ser una opción competitiva frente a otras tecnologías y por tanto que facilite el acceso a ésta por parte de las poblaciones rurales.

- Fácil fabricación, debe ser posible poder fabricarlaen pequeños talleres con las herramientas y equipos básicos.

- Uso de materiales locales, es decir que se puedan conseguir fácilmente en el mercado local de países en desarrollo.

- Fácil operación y bajo mantenimiento, es decir con partes de larga duración.

2.2 Diseño hidráulico

Siendo ésta una primera máquina desarrollada localmente se consideró importante correr elmínimo riesgo sobre la posible presencia del fenómeno de cavitación, y es por ello que se optó por diseñar una máquina “lenta entre las axiales” cuya velocidad específica es de 410 ([pic], donde n es la velocidad en rpm, P la potencia en kW y H la altura en m.)
Las turbinas axiales son diseñadas con velocidades específicas en el rango de 400 a 1200.

Para simplificar los procesos de...