Cálculo y Selección de Parámetros de una Turbina Hidráulica para la Generación de Electricidad en la Comunidad de Puesta de Sol-Lonya Grande-Rio Napo

Abstract

El presente trabajo describe el proyecto de cálculo y diseño del prototipo de una Turbina de Río que será del tipo tripala de eje inclinado con respecto al nivel del agua del río y fabricado en fibra de vidrio y resina con un diámetro nominal de 2 m y una velocidad de giro de 427 r.p.m. que van unidos a dos platos de sujeción en acero inoxidable para el montaje de los alabes. Además, se cuenta con un árbol de transmisión de acero galvanizado de 1.5 plg., de diámetro nominal el cual esta acoplado directamente al rotor, este tubo va encapsulado en otro de las mismas características con 2.5 plg., de diámetro nominal que sirve de soporte y protección. El sistema de transmisión incluye un amplificador de velocidades activada para faja y poleas el cual es un componente intermedio entre el árbol de transmisión y el generador. El sistema cuenta además con un generador de imanes permanentes de neodimio ferrifico el cual permite reducir la velocidad de generación por un lado y por el otro obtener un bajo costo del equipo, el mismo que es adaptado al rotor de la turbina de río generando corriente alterna y que a través de un sistema de diodos rectificadores transforma el voltaje de 12 V y potencia 250 W y 360 r.p.m. a corriente continua. Otro componente del sistema es el tablero de control el cual cuenta con instrumentos de medición básicos como voltímetro y amperímetro y los respectivos diodos rectificadores de 12 V. Todos los componentes del sistema están instalados en una balsa flotante de fabricación local. Finalmente la energía eléctrica generada es almacenada en una batería para su posterior utilización doméstica. Con los datos de diseño como son la potencia, la velocidad del agua del río, la densidad del agua, la celeridad de diseño o relación de velocidad en la punta del alabe, el número de alabes, el radio de la turbina y el tipo de sección del perfil, se realizan los cálculos necesarios y luego se tabulan estos resultados que sirven de datos para la fabricación de la turbina. Incluyendo los costos.