Clasificación y Características de las Turbinas Hidráulicas

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Clasificación de Turbinas Hidráulicas

Turbinas de Acción

Las turbinas de acción son aquellas en las que el fluido no sufre ningún cambio de presión a través de su paso por el rodete. La presión que el fluido tiene a la entrada en la turbina se reduce hasta la presión atmosférica en la corona directriz, manteniéndose constante en todo el rodete. Su principal característica es que carecen de tubería de aspiración. La principal turbina de acción es la Pelton, cuyo flujo es tangencial. Se caracterizan por tener un número específico de revoluciones bajo (ns <= 30). El distribuidor en estas turbinas se denomina inyector.

Turbinas de Reacción

Las turbinas de reacción son aquellas en las que el fluido sí sufre un cambio de presión considerable a través de su paso por el rodete. El fluido entra en el rodete con una presión superior a la atmosférica y a la salida de éste presenta una depresión. Se caracterizan por presentar una tubería de aspiración, la cual une la salida del rodete con la zona de descarga de fluido.

Estas turbinas se pueden dividir atendiendo a la configuración de los álabes:

  • Turbinas de álabes fijos:
    • Francis: Flujo diagonal.
    • Hélice: Flujo radial.
  • Turbinas con álabes orientables:
    • Deriaz: Flujo diagonal.
    • Kaplan: Flujo radial.

El empleo de álabes orientables permite obtener rendimientos hidráulicos mayores.

Aprovechamiento Hidráulico

P = gQH

  • P: Potencia que se desea generar.
  • g: Peso específico del líquido (para nuestro caso, agua).
  • Q: Caudal de agua que circula.
  • H: Altura o salto neto.

Ejemplo Práctico 1

Si se desea una generadora de capacidad:

  • 1000KW = 1MW = 1x10^6 W
  • Peso específico del agua: 9810 N/m^3
  • Caudal de 4 m^3/s

Entonces se necesita una altura de 25.48 m.

Ejemplo Práctico 2

Para una generadora de capacidad:

  • 1000KW = 1MW = 1x10^6 W
  • Peso específico del agua: 9810 N/m^3
  • Altura de 40 m

Entonces se necesita un caudal de 2.55 m^3/s.

Ejemplos de Centrales Hidroeléctricas

Sensunapán

  • Debido al embalse: Central de regulación.
  • En base a su altura de salto (95 metros): Central de media presión.
  • Según la potencia de la turbina instalada (3MW): Pequeña Central.
  • Basado en su sistema de explotación: Central Coordinada.
  • Debido a la demanda que satisface: Central de base.
  • En función del tipo de presa: De gravedad.

Papaluate

  • Debido al embalse: Central de regulación.
  • En base a su altura de salto (240 metros): Central de alta presión.
  • Según la potencia de la turbina instalada (2MW): Pequeña Central.
  • Basado en su sistema de explotación: Central Coordinada.
  • Debido a la demanda que satisface: Central de base.
  • En función del tipo de presa: De gravedad.

Bululu

  • Debido al embalse: Central de regulación.
  • En base a su altura de salto (12 metros): Central de baja presión.
  • Según la potencia de la turbina instalada (680KW): Mini Central.
  • Basado en su sistema de explotación: Central Coordinada.
  • Debido a la demanda que satisface: Central de base.
  • En función del tipo de presa: De gravedad.

Guajoyo

  • Turbina: Toshiba tipo Kaplan de eje vertical.
  • Generador: Toshiba, Japón.
  • Capacidad: Nominal 15MW.
  • Número de Unidades: 1 unidad de 15MW.
  • Área del Embalse: 26.3 km^2.
  • Volumen de Agua: Embalsado: 645 millones de m^3, Útil: 490 millones de m^3.
  • Caudal medio anual: 26.3 m^3/segundo.
  • Niveles de Operación (m.s.n.m): Máximo 430, Nominal 425, Mínimo 418, Aguas abajo 377.
  • Caída: Máxima 54 m, Mínima 42 m, Diseño 48 m.
  • Caudal máximo turbinable: 42 m^3/segundo (a 430 m.s.n.m.).
  • Generación media anual: 64.2 GWh.
  • Tipo de funcionamiento del embalse: De regulación.
  • Operaciones de la central: Punta.
  • Repotenciación: En el año 2000 se rehabilitó y repotenció la central. Actualmente la capacidad instalada de la central es de 19.7MW.

Horarios de Generación y Cobro (SIGET N0 77 - E - 2004)

  • Punta: Período comprendido entre las 18:00 y las 22:59 Hrs. (5 Hrs).
  • Resto: Período comprendido entre las 05:00 y las 17:59 Hrs. (13 Hrs).
  • Valle: Período comprendido entre las 23:00 y las 04:59 Hrs. (6 Hrs).

Cobros por KiloWatt de Generación (Vigentes a partir del 12 de octubre del 2009)

  • En la Hora Punta es de $ 0.130331 por KWH generado (Kilo-Watt-Hora).
  • En la hora Resto es de $ 0.122619 por KWH generado (Kilo-Watt-Hora).
  • En la hora Valle es de $ 0.098298 por KWH generado (Kilo-Watt-Hora).

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