Diseño de un sistema de micro central hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo para fines didácticos.

Abstract

Este proyecto tiene como objetivo diseñar un equipo para pruebas de laboratorio, cuya función es simular el proceso de operación de la tecnología de energía hidráulica de almacenamiento por bombeo. El diseño de este equipo tiene el fin de aportar una herramienta para prácticas de laboratorio cuyo objetivo sea socializar de forma práctica la educación de desarrollo de sostenible en la Universidad. Los requerimientos iniciales establecidos para el diseño fueron: simular un cabezal mayor a 10 metros, dimensionar el reservorio superior para el almacenamiento de energía hidráulica y posterior generación de potencia eléctrica. Los requerimientos planteados permiten que el equipo pueda replicarse en laboratorios de otras universidades.

La alternativa que mejor se adecuó a los requerimientos del problema fue la configuración: bomba centrífuga, turbina Pelton y reservorio superior presurizado, debido a que este tipo de reservorio permite aumentar el cabezal hidráulico del sistema. Se diseñó el reservorio superior mediante la norma ASME (BPVC de la sección VIII- División 1).

Como resultados importantes se realizaron simulaciones en ASPEN PLUS donde se pudieron corroborar los cálculos de cabezal neto de 31.5 metros disponible para la turbina Pelton, además de seleccionar una bomba centrifuga de capacidad de 0,41 [kW]. Se realizó la selección de una turbina Pelton de la marca EDIBON que se ajusta al sistema hidráulico y el diseño de un tanque superior que soporta 500 [PSI]. Finalmente, se modeló el diseño en 3D utilizando el software Autodesk Inventor. La inversión necesaria para la construcción del sistema es de $ 5,542,71.