Diseñar un banco de pruebas para turbinas de micro centrales hidroeléctricas constituido por una turbina Pelton de dos inyectores y una turbina Kaplan para la generación de 1 kW
Advisors
Vinces Ramos, Leonardo NikolaiIssue Date
2023-11-30Keywords
Turbina KaplanTurbina Pelton
Banco de pruebas
Microcentral hidroeléctrica
Kaplan turbine
Pelton turbine
Test rig
Micro hydroelectric plant
Metadata
Show full item recordOther Titles
Design a test rig for turbines of micro hydroelectric plants consisting of a Pelton turbine with two injectors and a Kaplan turbine for the generation of 1 kW.Abstract
La tendencia de energías renovables ha impactado en el funcionamiento de las microcentrales hidroeléctricas, impulsando el desarrollo de bancos de pruebas de turbinas dedicadas. Estas líneas de investigación permiten un análisis físico del funcionamiento y por consiguiente optimizan el rendimiento del diseño de las microcentrales. En el presente trabajo de suficiencia se muestra el diseño de un banco de pruebas de turbinas Kaplan y Pelton para la generación de 1 kW de energía eléctrica. Este sistema cuenta con 2 bombas para impulsar el agua a cada una de las turbinas desde un reservorio y a su vez cada línea de tubería cuenta con un regulador de caudal para poder controlar la frecuencia eléctrica generada, que en este caso representa la potencia. En este diseño se obtuvo una eficiencia de 57.2% para la turbina Kaplan y 81.5% para la turbina Pelton. Los diseños de las turbinas fueron simulados y se identificó su funcionamiento para su control. El controlador de frecuencia en cascada mantiene una generación de energía constante teniendo un tiempo de establecimiento máximo de 5 segundos y un máximo sobreimpulso de menos de 5%. Por ende, la simulación del banco de pruebas permite lograr una mayor capacidad de comprensión del comportamiento de las turbinas y del proceso de la generación hidroeléctrica.The renewable energy trend has impacted the performance of micro hydroelectric power plants, driving the development of dedicated turbine test rigs. These research lines allow a physical analysis of the operation and consequently optimize the micro-hydro design's performance. The present work of sufficiency shows the design of a Kaplan and Pelton turbine test rig for the generation of 1 kW of electric power. This system has 2 pumps to drive the water to each turbine from a reservoir, and each pipeline has a flow regulator to control the electrical frequency generated; which represents the power. In this design an efficiency of 57.2% was obtained for the Kaplan turbine and 81.5% for the Pelton turbine. The turbine designs were simulated, and their behaviors were identified for control. The cascade frequency controller maintains constant power generation with a maximum settling time of 5 seconds and a maximum overshoot of less than 5%. Therefore, the simulation of the test rig allows a better understanding of the turbine's behavior and the hydroelectric generation process.
Type
info:eu-repo/semantics/bachelorThesisLanguage
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