INSTRUCCIÓN DE INSTALACIÓN DE MICRO CENTRAL

HIDROELÉCTRICA DE FLUJO AXIAL.

Usar solo cable de cobre para la instalación eléctrica. Si la distancia del cable es

más largo a 300m, desde la unidad generadora hasta el centro de carga, el cable

conductor debe calcularse adecuadamente a la capacidad de kw de la unidad, y

tener la capacidad en amperes para transportar la energía sin afectar su

desempeño.

CLASIFICACIÓN Y NOMBRE.

Una unidad generadora de micro central hidroeléctrica consiste de un generador y

una turbina.

La unidad generadora de serie de micro central hidroeléctrica están clasificadas de

acuerdo al rango de poder del generador o de la estructura de la turbina.

Por ejemplo:

- Series de 600w unidad generadora hidro turbina flujo axial

- Serie de 1kw chorro inclinado

- Serie de 1kw generador

Clasificación acorde a la estructura de la turbina:

Unidad generadora micro central hidroeléctrica de flujo axial, unidad generadora

hidro turbina chorro axial y unidad generadora hidro turbina flujo cruzado.

Clasificación acorde al rango de poder del generador.

600w, 1kw, 2kw y 100kw, etc.

METODOS DE MEDICION ALTURA Y FLUJO DE AGUA.

- Medición para la altura de agua.

La altura de agua es la distancia vertical desde el rio, aguas arriba, o la distancia

que el agua tiene para caer como se muestra en la figura 1.

- Medición por caudal flujo de agua.

El flujo de agua o caudal de agua, es el peso de agua que fluye a través del área

de la sección transversal del rio por segundo.

Marcar un punto río arriba “A” y uno “B” en un punto de río abajo, preparar un flote

(tales como hojas) y un reloj, después usar el reloj para contar cuanto tiempo tarda

en recorrer de “A” a “B”.

Teniendo el tiempo de recorrido, la longitud, ancho y altura en la sección de cruce

del punto “A” son 10m., 60cm. y 40cm. separadamente y el flote toma 8 seg. Del

fluido de A hasta B.

Como área modular es: 10m x 0.6m x 0.4m = 2.4 = 2400

Equivalencia: 1 = 1000lts.

El caudal del agua va a ser: 2.4 / 8s = 0.3 / segundo = 300

Para una pequeña corriente desde la zona alta desde la montaña a un balde o

bidón puede ser usado para medir el fluido de agua. Después usado el balde o

bidón para atrapar agua, pesar el agua, después su peso es dividido por los

segundos gastados en tomar el agua, así sabremos cuál es el caudal del agua al

final.

Ejemplo:

60kg. de agua pueden ser tomados durante 3 segundos, el fluido de agua va a

ser: 60/3 = 20kg./seg. = 0.02 / segundos = 20 litros/ segundos.

Equivalencia: 1kg = 1 litro

Estos tres métodos solo son algunos. Diferentes métodos y medidas repetidas

deberían ser considerados de acuerdo a diferentes situaciones tal como

temporada seca y periodos lluviosos. Esto es mejor para medir el caudal que tiene

el rio, que es de larga duración durante el año no importa en cual estación se

encuentre la medición. Después de saber el actual caudal del agua, seleccionar la

potencia ideal del micro hidroeléctrica así saber cual es apropiada para la

instalación.

Fórmula para determinar el poder de la unidad generadora micro central

hidroeléctrica que debamos instalar:

Altura de agua x caudal de agua x 9.81m/s2 (gravedad) x 0.5 (eficiencia de

turbina) = potencia real instalada.

Simplificando

Altura de agua x Caudal de agua x 5 = Potencia real instalada en el generador

eléctrico Kw.

GENERADOR DE TURBINA HIDRÁULICA DE FLUJO AXIAL

Hay dos tipos de generador de turbina de flujo axial: turbina de hélice de hoja fija y

turbina Kaplan.

Generador de turbina de hélice de hoja fija: las hojas de turbina de hélice de

hoja fija no son ajustables, pero su estructura es simple.

Cuando el flujo de agua y la salida de potencia cambian, su eficiencia

también cambia mucho y la eficiencia de operación promedio es baja.

Por lo tanto, la hélice de hoja fija es adecuado para centrales hidroeléctricos

cuya potencia requerida no es grande y cuyo flujo de agua no cambia

mucho se requiere 3 -30m de agua de la cabeza para operar.

Generador de turbina Kaplan: la turbina de Kaplan tiene una estructura

giratoria de lámina, las paletas de guía o los portones, dentro del corredor

de la turbina, que puede girar comparativamente con el corredor

Según diferentes cargas y caudales de agua, las cuchillas impulsan alabes guía

para formar un doble ajuste y obtener mayor eficiencia hidroeléctrica y función

estable y ampliar el alcance de la eficiencia de la operación. Por lo tanto, es

adecuado para el flujo de agua que cambia mucho, especialmente para centrales

eléctricas con gran diferencia de potencia de salida. Requiere de 3 – 30m para

operar y es ampliamente utilizado en central eléctrica con bajo flujo de agua pero

gran capacidad.

UNIDAD GENERADA DE TURBINA HIDROELÉCTRICA DE IMÁN

PERMANENTE MICRO.

La serie de unidades de generador de turbina de flujo axial es adecuada para la

cabeza de agua baja (1-5 metros) de grande caudal.

1- Generador 9- Cuchillas o álabes

2- Estator (bobina) 10- Cubierta de desvío de agua

3- Rotor de imán permanente

4- Carcasa del cojinete superior

5- Eje exterior

6- Eje interior

7- Cubierta del rodamiento interior

8- Turbina

PRINCIPIOS DE TRABAJO.

El canal trae agua de la captación a la turbina, y después las cuchillas de la

turbina son activadas por el agua, el agua brinda energía a la turbina, esta cae en

el tubo de aspiración (hecho de acero o concreto). El tubo se convierte en

aspiradora la cual chupará la corriente de agua y lo hará en el flujo de chorro. La

alta velocidad del flujo de chorro golpeara a las cuchillas convirtiendo energía de la

corriente de agua en energía mecánica. La energía mecánica mueve el generador

para producir electricidad.

PARÁMETROS TÉCNICOS.

1- Modelo: SIM300 SIEMENS Unidad de generador de turbina hidráulica de

imán permanente.

2- Fase: fase única.

3- Voltaje: 220v AC 380V AC.

4- Capacidad: 3.0 kw

5- Atura o salto de agua: 3 metros.

6- Fluido de agua: 0.32- 1 /s (320 litros/s)

7- Temperatura de trabajo disponible: -10°c + 60°c

8- Tipo de trabajo: continúo.

INSTALACIÓN.

Preparación antes de la instalación.

Seleccione un área ideal para la instalación, mida el caudal y afluente de agua.

1- Requerimientos básicos para la instalación y ubicación, hacer un análisis de

cuanta arena, piedra, ladrillos y otros materiales van a ser necesitados para

hacer concreto y transferirlos a donde se ubicará el equipo.

2- De acuerdo al modelo de turbina y la estructura de tubo de succión

(pequeño en la parte superior pero grande en la parte inferior), usar

alrededor bloques de madera cimbra para formar los moldes del tubo de

succión y la salida de agua como se muestra en la figura de referencia.

Paso 1:

“preparación antes de la construcción”.

Siguiendo los datos de la figura, cavar un hueco cuadrado, (60-100 cm) bajo la

ubicación donde se instalará la unidad. El espacio hueco también debe estar

debajo del nivel de la caída del agua(3 m) hacia el rio Cuautla, después verter el

concreto hormigón de 3 – 10 cm. de espesor en su parte inferior.

Paso 2: (el tamaño del tubo de desfogue deberá ser de acuerdo al manual de instrucciones) Envuelva los moldes de tubo de aspiración y salida de agua bien con periódico o papel de bolsa de cemento para evitar la deformación, y luego colocarlos en el centro del lugar hueco.

El modelo de turbina determina las medidas que deberán tener el tubo de

desfogue, la nuestra al ser de 3kw tiene la sig. Medida

Modelo 20 A=20 B=40 C=30 D=40

Unidades en centímetros.

Modelo de turbina.

A

B C D

Modelo 10 (300w-500w)

10 20 15 25

Modelo 12 (600w)

12 24 20 25

Modelo 15 (1kw-1.5kw)

15 33 25 40

Modelo 20 (2kw-3kw)

20 40 30 40

Modelo 25 (5kw)

25 50 40 70

A y B representan el diámetro del tubo redondo de madera y las piezas pequeñas

cuadradas de madera juntas.

H es la altura calculada de la caída de agua, mientras M es determinado por la

inclinación del terreno.

Envolver la cimbra del tubo de succión y salida de agua con periódico o cemento

para prevenir deformación y después colocarlo a la mitad del lugar hueco

En primer lugar, poner ladrillos alrededor del molde del tubo de aspiración y

asegúrese que el grosor del tubo de tiro debe ser 5 – 10 cm. (el grosor entre los

ladrillos y el molde de tubo de aspiración).

Luego, cuidadosamente se vierte el cemento hecho con agua, arena y piedra en el

espacio entre el molde y los ladrillos. Nota: el vaciado debe ser continuo y

uniforme al mismo tiempo, en caso de no hacerlo tendrá distribución irregular o

fugas de aire.

Vaciar el cemento en la parte superior, en la entrada de la descarga de agua por

la cubierta de la turbina en la unidad, e instale la base en el extremo superior del

tubo de tiro, y luego se vierte el concreto para conectar y solidificar bien. La

cubierta y el tubo de aspiración deben estar instalados verticalmente. De lo

contrario, la capacidad de generación de la unidad generada por la turbina se verá

afectada.

*Construcción y datos para la carcasa molde en espiral.

La carcasa o molde en espiral está construida para la canalización de agua. Las

medidas están determinadas por el tamaño y modelo de la turbina. Antes de la

construcción conforme a la entrada de agua, dibuje con un flexómetro o regla

graduada el molde de papel. Y luego, cortar el molde de papel y colocarlo en la

parte del tubo de aspiración.

Realizar 3 piezas de este tipo para instalar 3 desfogues

Poner ladrillos de 30 – 60 cm. de altura alrededor del borde en el plano, usar

concreto para sostener el papel de los ladrillos en forma redonda.

INSTALACIÓN FINAL

Generalmente, el concreto necesita 6 – 7 días para que solidifique. Después que

el concreto este totalmente sólido, los moldes del tubo de succión y el tubo sólido

pueden ser removidos. Para remover se utiliza martillo o pieza dura de madera

para golpear el bloque redondo de madera y piezas de madera. Pueden ser

sacados desde el extremo superior o el extremo inferior del tubo de succión.

La cubierta de desviación de agua también será removida y fijándola con la

turbina. Después de esto comprobar si hay fugas de aire en el tubo de succión. Si

no existen fugas, la unidad generadora de turbina puede ser instalada.

PRUEBA.

Después de la instalación dejar fluir el agua en la unidad para hacer pruebas.

Después de algunos minutos, si hay burbujas de aire saliendo del tubo de succión,

el agua deberá suspenderse para detener la unidad y tomar medidas preventivas.