El principio de funcionamiento de una minicentral hidroeléctrica. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
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El principio de funcionamiento de una microcentral hidroeléctrica es que sus estructuras hidráulicas proporcionan la presión necesaria de agua suministrada a las palas de una hidroturbina, la cual acciona un generador que genera electricidad. Esta presión de agua se forma por derivación: un flujo natural de agua (si es un tipo de derivación de microcentral hidroeléctrica) o una presa (si es un tipo de presa).
Los parámetros técnicos de una microcentral hidroeléctrica dependen de las condiciones hidrotécnicas:
- del flujo de agua: el volumen de agua en litros (o en metros cúbicos) que pasa a través de la turbina en 1 segundo;
- de la presión: la distancia desde el punto superior al inferior de la caída de agua en la turbina (Fig. 4). Según las características del cabezal se dividen las micro HPP de alta, media y baja presión.
Figura 4. Valor cabeza
Además, el dispositivo de una micro central hidroeléctrica depende del diseño de su ubicación. La figura 5 muestra una microcentral hidroeléctrica a presión del tipo de derivación. El principio de su funcionamiento es que el agua se descarga a lo largo de un canal de derivación con una ligera pendiente y se logra la presión de agua requerida debido a la longitud del canal. Además, el agua se suministra a través de una tubería de presión a una unidad hidráulica ubicada debajo, después de lo cual el agua utilizada se devuelve al río.
Figura 5. Micro HPP a presión con canal de derivación
La figura 6 a continuación muestra una micro HPP sin un canal de desvío. Su diferencia con una central hidroeléctrica con un canal de desviación radica en el hecho de que se logra la presión necesaria debido a las condiciones naturales: una gran pendiente del lecho del río. El agua se alimenta directamente desde la instalación de toma de agua a través del depósito de presión hacia la tubería.
Figura 6. Presión micro HPP sin canal de desviación
En algunos casos, las microcentrales hidroeléctricas se construyen mediante la construcción de una presa en el curso de un río o arroyo (Fig. 7). Esto le permite resolver dos problemas:
- lograr la presión requerida elevando el agua a la altura requerida;
- regulación del caudal y régimen del agua (que en los ejemplos anteriores se resuelve mediante una balsa de presión).
El agua acumulada en este pequeño embalse funciona según el mismo principio: el agua se suministra a la unidad hidroeléctrica a través de una tubería de presión.
Figura 7. Micro central hidroeléctrica con presa
También es posible construir una pequeña microcentral hidroeléctrica sobre un canal de riego (Fig. 8). Un requisito previo es un caudal alto (flujo rápido). El propio equipo ocupa parte del canal, la turbina está completamente sumergida en agua y pasa parte del caudal por sí misma, el resto del agua pasa por el canal de derivación de la micro UHE.
Figura 8. Micro HPP en un canal de riego
En condiciones de baja presión (a partir de 1,5 metros), pero suficiente caudal de agua, es posible instalar una central hidroeléctrica de baja presión con eje vertical, con una capacidad de hasta 1-3 kW, como se muestra en la Figura 9. Este diseño utiliza una turbina hidráulica de baja presión tipo Kaplan, con eje vertical y generador síncrono. Tales micro HPP constan de las siguientes estructuras hidráulicas:
- consumo de agua;
- regulador de puerta;
- canal de desvío;
- bandeja;
- tubería de succión;
- aliviadero.
Figura 9. Microcentral hidroeléctrica de baja presión con tubería de succión
Fig.9-1 Micro HPP con una capacidad de 1000 W en el río Chon-Kyzyl-Suu (distrito de Jety-Oguz)
Hablando sobre la disposición de las turbinas hidráulicas (vertical u horizontal), debe saber que depende de los parámetros de flujo (presión y flujo de agua) y el tipo de turbina. En resumen, podemos decir que:
- la disposición horizontal de la hidroturbina conduce a un aumento del tamaño de la microcentral hidroeléctrica en su conjunto (debido a la longitud del eje de la turbina y al sistema de transmisión de energía rotacional, aumento del tamaño de la sala de turbinas, etc. ), pero en general, esto simplifica la construcción de la microcentral hidroeléctrica (Fig. 10).
- la disposición vertical de la turbina hidráulica permite lograr un mejor balanceo axial de la unidad y reducir significativamente el tamaño de la propia microcentral hidroeléctrica, pero al mismo tiempo, este esquema es más exigente en la instalación de la turbina hidráulica (balanceo preciso del eje de rotación) y sobre la base de apoyo de la unidad (posición horizontal estricta del piso de trabajo y sus características de resistencia, que permiten soportar el peso de la unidad hidráulica), así como una presión axial importante sobre la estructura (Fig. 11).
Figura 10. Esquema de una micro central hidroeléctrica con disposición horizontal de la unidad hidroeléctrica
Figura 10-1. Micro CH con una capacidad de 5 kW cerca del pueblo de Chon-Sary-Oi en el río Orto-Koy-Suu
Fig.11 Esquema de una unidad hidráulica con disposición vertical en el pueblo de Balbay, distrito de Tyup
Autores: Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A.
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tengo una buena idea [arriba]
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