Sistema de captación energética fluvial

El presente estudio pretende proponer una solución viable tanto técnica como económicamente para la obtención de energía eléctrica de forma sostenible. Para la solución que se presenta se ha tomado como localización el río Oria perteneciente a la provincia de Guipúzcoa, sin embargo, los cálculos realizados pueden ser extrapolables a las condiciones de otra ubicación. El principal objetivo del proyecto es la obtención de electricidad mediante el aprovechamiento de la energía hidráulica, no obstante, en vista a reducir los costos se descarta cualquier opción que requiera obra civil, por consiguiente, se ha optado por una turbina del tipo Venturi, donde se escogerá una turbina comercial del mercado y se diseñará un tubo de Venturi para mejorar las condiciones del río. Además, los elementos de unión (sujeciones de la turbina, viga, placa de anclaje y zapata) se calcularán y proyectarán para garantizar la estabilidad y resistencia íntegra del sistema.Hondorengo ikerketaren helburua energia elektriko iraunkorrarentzat soluzio tekniko eta ekonomikoren bat bilatzea da. Auzkerten den soluziorako Oria errekaren kokapena hartu da, Gipuzkoako probintzian. Izan ere kalkulu hauek aintzat hartu ahal dira beste kokapen batzuetarako. Proeiktuaren helburu handiena energia hidraulikaren bidez elektrizitatea lortzea da, kontuan hartuz kostuak murrizteko obra zibila behar duen proiektu guztiak baliogabeak direla. Horrela gauzak izanda, Venturi motako turbina bat erabiltzea adostu da, non merkatuan dagoen turbina bat aukeratuko da eta Venturiren hodi bat diseinatuko da errekaren baldintzak hobetzeko. Gainera, lotura elementuak (turbina en ainguraketak, habea, zapata) kalkulatu egingo dira sistemaren estabilitatea eta iraupena guztiz bermatzeko.The present study aims to propose a viable solution both technically and economically for electric energy in a sustainable way. For the solution that is presented, the Oria River belonging to the province of Guipúzcoa has been taken as the location, however, calculations can be extrapolated to other locations conditions. The main objective of the project is to obtain electricity through the use of hydraulic energy, however, in view to reduce costs, any option that requires civil works has been discarded, therefore, the choice being a turbine of the Venturi-type, where a commercial turbine in the market will be chosen and a Venturi tube will be designed to improve the conditions of the river. In addition, the connecting elements (turbine, girder, concrete block and anchor plate fasteners) will be calculated and be screened to ensure stability and full resistance of the system

Desarrollo de una turbina hidrocinética de eje horizontal de 1 HP para picogeneración de energía eléctrica en zonas no interconectadas

En este trabajo se desarrolló una turbina hidrocinética de eje horizontal de 1 HP basada en las condiciones hídricas promedio de ríos colombianos con velocidades de 1.5 m/s, empleando además tres configuraciones de difusores, a fin de incrementar la potencia de salida y la eficiencia del mecanismo. La turbina, con y sin difusor, fue diseñada, evaluada y mejorada a partir de simulaciones hidrodinámicas (CFD). Posteriormente fue sometida a un análisis estructural de esfuerzos y deformaciones ante las cargas hidráulicas obtenidas de la interacción fluido-estructura usando el método de elementos finitos (FEA), para garantizar su integridad estructural. Dentro de los resultados se destaca el aumento de la eficiencia de la turbina de 0.285 a 0.487 al emplear el difusor de tercera generación, así como la fabricación de un prototipo del modelo de la turbina con diferentes ángulos de incidencia, empleando sobre el álabe un factor de escala de 0.15. El modelo construido se evaluó en un canal artificial bajo condiciones controladas de operación, calculando la potencia generada a partir de la medición del torque producido por la turbina y la variación de la velocidad del fluido aguas arriba de la misma, presentando un comportamiento similar al modelo simulado a nivel hidrodinámico. Con este trabajo se pretende generar una alternativa energética para las zonas no interconectadas y promover este tipo de turbinas como una tecnología limpia y asequibleMagíster en Gestión Energética Industria

Modelización de un captador eólico de alta eficiencia

[Resumen] Ante la imperiosa necesidad cada vez mas acuciante de obtener energía utilizable para el ser humano, se impone la busqueda y tratamiento de nuevas fuentes energéticas así como la mejora en rendimiento de transformación de las existentes para suplantar a las fuentes tradicionales, dañinas al medio ambiente y cuyos recursos son agotables. La energía eólica es una fuente de energía renovable cuya transformación se ha visto sensiblemente mejorada bajo los puntos de eficiencia y durabilidad de los elementos transformadores. No obstante, de la multitud de equipos transformadores que operan en la actualidad, ninguno se aproxima al máximo coeficiente de potencia establecido por Betz y que indica el rendimiento máximo que se puede extraer de una corriente de aire en una máquina eólica. El Proyecto a realizar en esta Tesis consiste en el modelizado y análisis de un captador eólico que presenta la innovación de actuar sobre la corriente de aire que incide y abandona el transformador eólico. Se persigue por tanto, adecuar las condiciones de funcionamiento del sistema transformador a las condiciones ambientales existentes en cada momento, dentro de un rango de trabajo e intentando alcanzar para cualquiera de éllas, valores próximos al coeficiente de potencia máximo. Se realizará un análisis de diseño y comportamiento de cada uno de los componentes que conforman el captador eólico, siendo estos: tobera, rotor y difusor. Para este fin, debe tenerse en cuenta los parámetros geométricos de diseño así como los energéticos y dinámicos debido a los cambios experimentados por el fluido que opera en el sistema, aire húmedo. Es de especial relevancia para el análisis del proceso, tener en cuenta la humedad presente en el flujo ya que de élla se derivan cambios sustanciales en el volumen específico y es este un factor no tenido en cuenta en prototipos anteriores relacionados con el que aquí se desarrollará. Realizado el análisis, diseño y comportamiento de cada uno de los componentes que conforman el equipo, se procederá al ensamblaje de los mismos a fin de valorar la interacción entre ellos y obtener así resultados de funcionamiento que pongan de manifiesto las ventajas del equipo propuesto como Proyecto de esta Tesis

Modelación y simulación de la operación de generadores que emplean turbinas hidrocinéticas en ríos de bajo caudal

In this thesis project a computational tool that works within the parameters of mathematical models implemented for hydrokinetic turbines analysis, allowing search optimization on the analysis of the operation of electricity generation when using hydrokinetic turbines a low flow river, providing the energy available to SNI. By applying the computer program attempting to resolve quickly and reliably analyzing the electrical power generated by a low flow river, in order to provide electrical power using one or more hydrokinetic turbines to an isolated population or turn interconnect network. This requires knowing own data turbine as technical specifications and data specific to the river as speed, volume, area, depth, etc.En el presente proyecto de tesis se brinda una herramienta computacional que funciona bajo los parámetros de los modelos matemáticos implementados para el análisis de las turbinas hidrocinéticas, permitiendo buscar una optimización en cuanto al análisis de la operación de generación de electricidad al momento de emplear turbinas hidrocinéticas a un río de bajo caudal, brindando la energía disponible al SNI. Mediante la aplicación del programa computacional se intenta resolver de manera rápida y confiable el análisis de la potencia eléctrica que puede generar un río de bajo caudal, con el fin de abastecer de energía eléctrica utilizando una o varias turbinas hidrocinéticas a una población aislada o a su vez interconectar a la red. Para ello es necesario conocer datos propios de la turbina como especificaciones técnicas y también datos propios del río como velocidad, caudal, área, profundidad, etc

Elección de una técnica de generación de energía mediante los métodos de superación "electre" y "promethee", utilizando conjuntos difusos

En resumen puede decirse que la motivación principal de este proyecto es el estudio de los métodos de toma de decisión denominados “de superación”, implementados mediante lógica difusa, para la elección de entre todas las posibles alternativas, de la mejor tecnología de generación eléctrica en términos globales (que se supondrá con una potencia instalada igual a 4 MW), para ser implantada en una zona determinada de la Región de Murcia. Además se pretende comparar los resultados obtenidos en este proyecto con los resultados de los proyectos anteriores, con el fin de comprobar la consistencia de los juicios alcanzados. Dicha zona se puede encuadrar en la siguiente orto foto, si bien se prefiere la máxima cercanía posible a los centros comerciales “THADER” y “NUEVA CONDOMINA”, para poder abastecer de energía eléctrica a los mismos, y a urbanizaciones cercanas a dichos centros comerciales, así como algunos barrios de Molina de Segura. Para ser más específicos, se pueden citar como objetivos los siguientes: - El estudio de las familias de métodos de toma de decisión ELECTRE (ELimination Et Choix Tradusiant la REalité) y PROMETHEE (Preference Ranking Organization METHod of Enrichement Evaluations), basados en lógica difusa. - Creación de un código en MATLAB para la aplicación de los métodos propios de cada una de las dos familias mencionadas, en donde todos ellos se aplicarán a las alternativas contempladas en los proyectos precedentes, valoradas según los criterios presentes en los mismos. - Comparación de los resultados obtenidos en este proyecto, con los obtenidos por Carlos Baldasquín y María Jesús Mellinas, con ánimo de identificar: 1.Consistencia de las clasificaciones alcanzadas por los métodos, tanto de este proyecto como de los proyectos ya citados. 2.Efectos de la utilización de la lógica difusa con respecto a la lógica tradicional 3.Efectos de la suspensión de las primas por producción en régimen especial.Escuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen

Estudio computacional de la dinámica del flujo entorno a una turbina Darrieus tipo H con difusor

"Las turbinas se pueden usar para convertir la energía cinética almacenada en corrientes, pueden ser horizontales o verticales. Las turbinas horizontales son las más eficientes, pero las verticales se adaptan a la dirección del flujo sin requerir ninguna intervención mecánica. En este trabajo elegimos trabajar con una turbina vertical Darrieus tipo H con un perfil GOE222. Se desarrolló un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) para estudiar la influencia del uso de un difusor en el rendimiento de una turbina a través de la variación del diámetro del conducto y la relación de diferentes velocidades de punta. El modelo de turbulencia utilizado es de tipo RANS. Los resultados obtenidos muestran un aumento del coeficiente de potencia cuando se incluye el difusor en el análisis." -- Tomado del Formato de Documento de Grado."Turbines can be used to convert the stored kinetic energy into currents, they can be horizontal or vertical. Horizontal turbines are the most efficient but vertical turbines adapt to the direction of flow without requiring any mechanical intervention. In this work we chose to work with a Darrieus type H vertical turbine with a GOE222 profile. A Computational Fluid Dynamics (CFD) model was developed to study the influence of the use of a diffuser on the performance of a turbine through the variation of the diameter of the duct and different tip speeds ratio. The turbulence model used is RANS type. The results obtained show an increase of the power coefficient when is included the diffuser in the analysis." -- Tomado del Formato de Documento de Grado.Magíster en Ingeniería MecánicaMaestrí