Transcript Turbina Helicoidal

Fuentes de Ahorro de Energía
Ing. Guillermo Arreguin Carral
Ingeniería Electromecánica Equipo No.2
Febrero 2011
Ilse Nallely García Márquez 08060395
Iván Zapata Orozco 05060987
Luis Ramón Lechuga López 05061133
Iván Alan Bustillos Urías 05061002
Omar Alejandro Palacios Carlos 08060600
Ramsés Orlando Lucero Loya 07061013
Nicolás Ruiz Miranda 06060699
Juan Humberto Baca Corral 06061407
Es aquella que utiliza energía hidráulica para la generación de energía
eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos
molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover una
rueda.
En general, estas centrales aprovechan la energía potencial que posee
la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también
conocido como salto geodésico. El agua en su caída entre dos niveles
del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual transmite la
energía a un generador donde se transforma en energía eléctrica.
 La potencia, que está en función del desnivel existente entre el
nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la
central, y del caudal máximo turbinable, además de las
características de las turbinas y de los generadores usados en la
transformación.
 La energía garantizada en un lapso de tiempo determinado,
generalmente un año, que está en función del volumen útil del
embalse, y de la potencia instalada.
La Central Hidroeléctrica “El Cajón”, comenzó a ser construida
en el año 2003 y está ubicada en el Estado de Nayarit, fue
diseñado con una capacidad de generación de 750 mega watts
(MW) a través de una cortina de 186 metros de altura, la más
alta de su tipo en el mundo, y una capacidad de 12 millones de
metros cúbicos
El Proyecto Hidroeléctrico “La Yesca” inició en el año 2008. Se
espera que esta central hidroeléctrica quede concluida en junio
del 2012. Se ubica en el estado de Nayarit, sobre el río
Santiago, incorporando 750 megavatios al sistema eléctrico
nacional. La Yesca tendrá 220 metros de altura y una cuenca
con capacidad para 2,390 millones de metros cúbicos.
La Central Hidroeléctrica “Chicoasén” está ubicada sobe el río
Grijalva en el municipio de Chicoasén, Chiapas. Esta central
cuenta con ocho unidades turbogeneradoras de 300 MW cada
una, para una capacidad instalada total de 2,400 MW. Estas
unidades entraron en operación comercial en 1980.
En México hay 64 Centrales Hidroeléctricas, de las cuales 20
son de gran importancia y 44 son centrales pequeñas. Suman un
total de 181 unidades generadoras de este tipo.
Actualmente 57 plantas hidroeléctricas están produciendo
energía eléctrica y 7 centrales hidroeléctricas están fuera de
servicio.
Número de
unidades
Fecha de entrada
en operación
Capacidad
efectiva
instalada (MW)
Aguamilpa Solidaridad
3
15-Sep-1994
960
Tepic, Nayarit
Bacurato
2
16-Jul-1987
92
Sinaloa de Leyva, Sinaloa
Leonardo Rodríguez
Alcaine (El Cajón)
2
01-Mar-2007
750
Santa María del Oro,
Nayarit
Luis Donaldo Colosio
(Huites)
2
15-Sep-1996
422
Choix, Sinaloa
Manuel Moreno Torres
(Chicoasén)
8
29-May-1981
2,400
Nombre de la central
Ubicación
Chicoasén, Chiapas
Ixtapantongo (Sistema
Hidroeléctrico Miguel
Alemán)
3
29-Ago-1944
0
Valentín Gómez Farías
(Agua Prieta)
2
15-Sep-1993
240
El Durazno (Sistema
Hidroeléctrico Miguel
Alemán)
2
01-Oct-1955
0
6
29-Ene-1969
1,080
2
13-Ago-1991
100
Cosalá, Sinaloa
Fernando Hiriart
Balderrama
(Zimapán)
2
27-Sep-1996
292
Zimapán, Hidalgo
Carlos Ramírez Ulloa
(El Caracol)
3
16-Dic-1986
600
Apaxtla, Guerrero
Belisario Domínguez
(Angostura)
5
14-Jul-1976
900
Venustiano Carranza,
Chiapas
Leonardo Rodríguez
Alcaine (El Cajón)
2
01-Mar-2007
750
Santa María del Oro,
Nayarit
Malpaso
Raúl J. Marsal
(Comedero)
Valle de Bravo, México
Zapopan, Jalisco
Valle de Bravo, México
Tecpatán, Chiapas
México cuenta con una capacidad Efectiva de 9,619 MW , lo que
representa el 26.2 % de la capacidad de generación efectiva de
la CFE, superior al promedio mundial que es del 22 al 25 %.
El sistema eléctrico Nacional requirió de un crecimiento de
cerca de 15,000 MW éntrelos años 2001 al 2006 y de
25,626 MW entre los años 2001 al 2010
Entonces se desarrollo sistemas de degeneración con
entradas de operación desde el 2001 hasta el 2010
6 centrales de ciclo combinado 166 MW
3 centrales geotérmicas 115 MW
3 centrales carboelectricas 1,889 MW
5 turbo gases 517 MW
5 hidroeléctricas 3150 MW
47 ciclos combinados 20,516 MW
Con un total de 26,361 MW.
Cumpliendo con la demanda nacional.
Nombre: Aguamilpa
Ubicación: Nayarit
Capacidad: 3 x 320 MW
Nombre: Aguaprieta
Ubicación: Jalisco
Capacidad 2 x 120 MW
Nombre: Angostura
Ubicación: Chiapas
Capacidad: 5 x 180 MW
Nombre: Bacurato
Ubicación: Sinaloa
Capacidad 2 x 46 MW
Nombre: Chicoasen
Ubicación: Chiapas
Capacidad: 5 x 300 + 3 x 310 MW
Nombre: Comedero
Ubicación: Sinaloa
Capacidad: 2 x 50 MW
Nombre: El Cajon
Ubicación: Nayarit
Capacidad: 2 x 375 MW
Nombre: El Caracol
Ubicación: Guerrero
Capacidad: 3 x 198 MW
Nombre: Huites
Ubicación: Sinaloa
Capacidad 2 x 220 MW
Nombre: Ixtapantongo
Ubicación: DF
Capacidad: 2 x 28 + 1 x 52 MW
Nombre: Malpaso
Ubicación: Chiapas
Capacidad: 6 x 180 MW
Nombre: San Rafael
Ubicación: Nayarit
Capacidad: 2 x 12 MW
Es una turbina de agua evolucionaron a partir de la turbina de Darrieus
de diseño mediante la alteración que han helicoidal hojas / láminas.
Fue patentado el 3 de julio de 2001 y ganó 2.001 ASME Thomas A.
Edison Premio de Patentes GHT fue inventado por el profesor Alexander
M. Gorlov de la Northeastern University .
Son turbinas, desarrolladas para generar energía eléctrica a través del
caudal del río sin necesidad de construcción de represas o de conductos
forzados y esta compuesta a penas por un grupo generador instalado en
el lecho del río
Estas asumen una forma helicoidal y tienen un mayor rendimiento y
menor vibración, estando siempre una paleta en posición de recibir el
flujo del agua.
Las primeras pruebas fueron realizadas en 1996, en el Laboratorio de
Turbinas Helicoidales de Massachusetts, Cambridge, USA. A partir de
estas pruebas se verificó que esta es una máquina que ocupa poco
espacio, es leve y fácil de manejar, presenta un costo bajo de
fabricación y una pequeña vibración mecánica.
Son turbinas hidráulicas capaces de generar hasta 5 kW de potencia,
operando independiente de la dirección de la corriente del río. Esta
turbina posee rotación unidireccional manteniendo una salida libre,
con un rendimiento máximo que puede alcanzar el 35%, es fabricada en
aluminio y revestida con una capa de material antiadherente,
reduciendo de esta forma la fricción en el agua y previniendo la
acumulación de crustáceos y de deshechos. Puede ser usada en
posición vertical o horizontal.
Las turbinas Gorlov han sido probadas para diferentes finalidades, a
saber: en plataformas marítimas, donde producen electricidad usada
para la electrolisis del agua para abastecer hidrógeno y oxigeno y en la
producción de electricidad para abastecer pequeñas propiedades
rurales
 Estas asumen una forma helicoidal y tienen un mayor
rendimiento estando siempre una paleta en posición de
recibir el flujo del agua.
 Esta es una máquina que ocupa poco espacio, es fácil de
manejar, presenta un costo bajo de fabricación y una pequeña
vibración mecánica.
 Puede ser usada en posición vertical u horizontal.
 La turbina Gorlov también puede ser
denominada de turbina “ecológica” en
función de su aspecto constructivo, o sea,
dimensión, ángulo y distancia entre sus
paletas, que permiten el paso de peces, no
afectando el medio ambiente
 Gira al doble de la velocidad del flujo de la corriente.
 Gira en la misma dirección independientemente de la
dirección del flujo de la corriente.
 Esto es especialmente ventajoso para los sistemas de energía
de las mareas y las olas.
Contaminación del aire y del agua como resultado de
la construcción y de la eliminación de los
desperdicios, erosión del suelo, destrucción de la
vegetación, destrucción de saneamiento y salud en
los campamentos de salud.
Dislocación de la gente que vive en la zona.
Perdida de terreno (agrícola, bosques, pastos,
humedales). Degradación ecológica debido al
aumento de presión sobre la tierra.
Perdidas de tierras silvestres y hábitats de la fauna.
Lavado del lecho del río, aguas abajo de la represa.
 Salinización de los terrenos aluviales.
Interrupción de la pesca en el río, la migración de los
peces, y el cambio en la calidad y limnología del
agua.
Las turbias helicoidales no son nada nuevo, ero e diseño
estético y su eficiencia hacen que sea una turbina especial:
cuando luce el sol acumula energía y cuando sopla el viento con
vientos de hasta 144 Km/h también recogen energía
El problema de la energía solar era la poca eficiencia en días no
solares y lo mismo sucedía con la energía eólica si no hacia
viento no generaban energía limpia, ahora gracias a la
combinación de ambos tipos de generación la turbina es capaz
de funcionar en pleno rendimiento en condiciones de poco
viento y baja insolación.
Además de todo esto las células solares están recubiertas de un
fluoropolimetro transparente que permite la captura de la luz
solar desde cualquier Angulo mientras gira.
Estas células tampoco necesitan refrigeración ni limpieza ya
que la brisa del viento se encarga de eso, al mismo tiempo el
diseño futurista permita que la turbina aproveche los vientos
multidireccionales aumentando su eficacia a mas de 50% frente
a las turbinas de hélice convencional
Otra gran ventaja de este diseño de turbinas helicoidales es que
se pueden instalar en zonas residenciales ya que no presentan
peligro a personas o animales, nulo impacto sonoro
La turbina puede alcanzar velocidades de 1800 o 3600 rpm con
niveles de agua de tan solo 40 o 70 centímetros, por lo que es
conveniente para generar electricidad en ríos de poca
profundidad.
Para producir electricidad, se utiliza un sistema que consiste de
una turbina, que gira al contacto con el agua, que produce el
movimiento giratorio del generador.
En ambientes de prueba el GHT se ha observado para tener eficacia
del hasta 42% en captura de la energía.
El conocimiento de los límites de eficiencia de la turbina permite
perfeccionar el diseño de centrales hidroeléctricas.
La forma helicoidal de las hojas del rotor elimina la pulsación,
mejorando su desempeño global, proporcionando una adecuada
eficiencia, de hasta el 35 por ciento que es aceptable para turbinas
de flujo libre.