Diseño y construcción de un sistema de generación eléctrica utilizando energía hidráulica de canales de riego
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Date
2021-02
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The objective is to design and build an electricity generation system using irrigation
channels, in order to evaluate the potential that irrigation channels have generating
electricity, as well as to find new renewable and sustainable energy sources. The
irrigation channel that will be used in this research is the Huachi – Pelileo channel.
The methodology begins with the collection of data on the speed of water and the flow
that exists in the irrigation channel. The ANSYS software was used for the design of
the turbine, in which the existence of cavitation in the turbine blades and the resistance
of the turbine components were analyzed based on the Von Mises failure criteria.
Then, the transmission system was designed based on the calculated rotation speed of
the turbine and the speed required by the generator to operate. Finally, the construction
and the evaluation of the generation system was carried out.
The result obtained was a maximum power of 422.1 Watts in the test carried out in the
workshop, in which the correct operation of the generation system was guaranteed.
However, a simulation carried out in the SolidWorks software determined a maximum
power of 1 kilo Watts. This value is due to the fact that the environment of the
irrigation channel could not be recreated in the workshop.
Description
El objetivo es diseñar y construir un sistema de generación eléctrica utilizando canales
de riego, con el fin de evaluar el potencial que tienen los canales de riego en la
generación de electricidad, además de encontrar nuevas fuentes de energía renovable
y sostenible. El canal de riego que se va a utilizar en esta investigación es el canal
Huachi – Pelileo.
La metodología empieza con la recolección de datos sobre la velocidad del agua y el
caudal que existe en el canal de riego. Para el diseño de la turbina se utilizó el software
ANSYS, en el cual se hizo el análisis de la existencia de cavitación en los alabes de la
turbina y la resistencia de los componentes de la misma tomando como base el criterio
de falla de Von Mises, luego el sistema de transmisión se diseñó en base a la velocidad
de rotación calculada de la turbina y la velocidad que necesita el generador para
funcionar. Finalmente, se procedió a la construcción y evaluación del sistema de
generación.
El resultado que se obtuvo fue una potencia máxima de 422.1 Watts en las pruebas
realizadas en el taller, en el cual se garantizó el correcto funcionamiento del sistema
de generación, sin embargo, una simulación realizada en el software SolidWorks
determinó una potencia máxima de 1kilo Watts, este valor es debido a que en el taller
no se pudo recrear el ambiente del canal de riego.
Keywords
ENERGÍA HIDRÁULICA, CANALES DE RIEGO, TURBINAS DE REACCIÓN, TURBINAS DE IMPULSO, MICROHIDROGENERACIÓN, GENERADOR