Potencia De Una Turbina Hidraulica

Generación de energía eléctrica
Pequeña escala

1. Objetivo General:

* Con la ayuda del análisis del balance de materia y energía del sistema se puede demostrar el trabajo que realiza la turbina por medio de la aplicación de la primera ley de la termodinámica (balances de energía)
* Analizar el concepto de energía hidráulica, y la forma como se genera a pequeña escala.

2.Introducción

La generación de energía eléctrica se basa principalmente en transformar algún tipo de energía, sea química, mecánica, térmica, entre otras, en energía eléctrica, esto se hace mediante un generador, pero la parte en la que difieren estas transformaciones es en la manera operan los generadores. En este caso hablaremos de la energía desarrollada por el agua al caer que se conoce comoenergía hidráulica esta se obtiene a partir del aprovechamiento de la energía potencial y Energía cinética que tiene el agua desde una determinada altura; por la masa y la velocidad, el agua produce un empuje que es aplicado a la turbina y esta a su vez transforma la energía cinética con la que llega el agua en energía mecánica posteriormente esta energía se propaga a un generador, estos estánadherido a la turbina, y de esta manera la energía mecánica se transmite a un generador y de este pasa a una subestación eléctrica, esta es una instalación destinada para establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, esta facilita el transporte y distribución de la energía eléctrica para así llegar a los centros de consumo con la debida calidad; básicamente de esta formaopera una central hidroeléctrica.

Una de las principales características de una central hidroeléctrica desde el punto de vista de optimización en el proceso de la generación de electricidad es la potencia, esta puede variar desde pocos MW hasta varios GW; Cuando se tiene una potencia hasta aproximadamente 10 MW se consideran minicentrales, siendo la potencia la que mide el nivel de calidad deenergía que se puede producir en una determinada central hidroeléctrica.

Como la energía cinética que lleva la corriente de agua es la que hace que la turbina gire, nos enfocaremos a continuación en la forma de la que opera una turbina hidráulica, ya que esta es de vital importancia en la generación de electricidad a partir del aprovechamiento de la energía potencial y cinética del agua.Turbina Hidráulicas:
Una turbina hidráulica es una turbo máquina motora hidráulica, que aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica1.

3. Planteamiento y solución del problema (análisis)

Problema

Calcularla potencia producida por una turbina hidráulica (incorporada en un modelo de producción de energía a pequeña escala), determinando el caudal y altura a niveles estándar, definiendo así el sistema y a través de la adecuada interpretación de la ley de conservación de energía hallar la potencia producida.

Solución

El sistema a evaluar esta formado por un tubo de alimentación, de agua, ubicadoen un pendiente, el cual va a dar a una turbina hidráulica que es movida por el agua que sale de la tubería, este movimiento de rotación (energía mecánica) es convertido a energía eléctrica en el generador, este a su vez distribuye la energía de tal manera que sea posible encender una pequeña fuente de luz ubicada al final del sistema.
Tubería de alimentación
Turbina
Generador



Parahallar la potencia producida por la turbina (energía del líquido), previamente, se hicieron una serie de medidas:

* Flujo volumétrico ( V )

Inicialmente se abrió la válvula para que el agua circulara por el sistema, luego para que se estabilizara se espero un determinado tiempo hasta que el bombillo prendiera y se mantuviera así.
El flujo volumétrico o caudal al ser el volumen por...