Beneficios de la velocidad variable en minicentrales hidráulicas
El presente proyecto analiza los beneficios derivados de la operación a velocidad variable en miniturbinas hidráulicas, centrándose en el caso real de una central. El objetivo principal es evaluar si esta estrategia de control aporta mejoras en cuanto a la eficiencia energética, ampliar el rango de...
| Author: | |
|---|---|
| Format: | master thesis |
| Publication Date: | 2025 |
| Country: | España |
| Institution: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repository: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Language: | Spanish |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/440789 |
| Online Access: | https://hdl.handle.net/2117/440789 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | Hydraulic turbines Turbines hidràuliques Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia hidràulica |
| Summary: | El presente proyecto analiza los beneficios derivados de la operación a velocidad variable en miniturbinas hidráulicas, centrándose en el caso real de una central. El objetivo principal es evaluar si esta estrategia de control aporta mejoras en cuanto a la eficiencia energética, ampliar el rango de operación de la turbina y reducir el desgaste mecánico de los componentes, con el fin de optimizar tanto el rendimiento como la sostenibilidad del sistema. Apartir de datos experimentales, se ha desarrollado una base de datos completa, que ha permitido generar diferentes representaciones gráficas tipo Hill Chart. Estas han facilitado el análisis conjunto de los parámetros hidráulicos y dinámicos del grupo bajo diversas condiciones de operación. En primer lugar se han estudiado los beneficios que ofrece la velocidad variable relacionados con el rendimiento y caudal, posteriormente cómo este modo de funcionamiento afecta al sistema vibratorio del conjunto y finalmente, se intenta encontrar un punto óptimo que mejore estos tres parámetros de manera simultánea. Los resultados reflejan cómo, para una misma potencia generada, el uso de velocidad variable permite reducir el caudal necesario y aumentar el rendimiento hidráulico hasta un 1.66%, así como disminuir la amplitud de vibraciones mecánicas en un 33%, dependiendo del punto de operación analizado. Además, se ha realizado una evaluación ambiental que confirma el ahorro anual de másde450000litros de agua, y unestudio sobre el comportamiento vibratorio que demuestra que una menor solicitación dinámica puede alargar la vida útil de componentes críticos entre un 20% y un 40%. En conjunto, se concluye que la velocidad variable representa una solución viable, sostenible y técnicamente fundamentada para mejorar el rendimiento de las centrales hidráulicas en un contexto de creciente variabilidad en los recursos hídricos y mayor exigencia en la eficiencia energética. |
|---|