Implementación de una pico generadora hidroelécrica con turbina Pelton y generador polos de garras para aplicaciones de baja potencia

Abstract

La energía hidroeléctrica se destaca por su capacidad para generar electricidad de manera eficiente y sostenible. El crecimiento poblacional y los avances tecnológicos han incrementado la demanda de energía eléctrica, lo que hace indispensable el desarrollo de nuevas fuentes de generación. Las metas que se desean alcanzar en este trabajo de grado es analizar y desarrollar la instalación de una pequeña central hidroeléctrica mediante el uso de una turbina Pelton y un generador de polos de garra, evaluando aspectos técnicos como el diseño, dimensionamiento del sistema, selección de materiales y componentes, e integración de un sistema autónomo (OFF-GRID) La metodología empleada incluye una revisión bibliográfica exhaustiva que proporciona la base teórica y la información necesaria para el desarrollo de este estudio. Los parámetros de construcción se basan en los datos específicos del lugar donde se implementará el proyecto, utilizados para diseñar el módulo y sus componentes. El dimensionamiento de la turbina se realizó mediante modelos matemáticos que guiaron el diseño de la turbina Pelton. Entre los resultados obtenidos, se destaca el diseño y la instalación del pico generador, equipada con una turbina Pelton de 18 cangilones y un diámetro de 444,5 mm, la cual alcanzó 330 rpm bajo carga en el eje de la turbina. Además, se utilizó un generador de polos de garra de 12 V DC y 85 amperios, que llegó a 1300 rpm, tal como se había estimado en la mediante transmisión poleas, permitiendo así alimentar una carga de 18 vatios. En resumen, la instalación de un pico generador resulta viable para aplicaciones de baja potencia, ya que es capaz de generar energía eléctrica a bajas revoluciones utilizando una motobomba de succión y una tubería de 2 pulgadas, que suministra una presión de 15 psi. Esto permite el movimiento mecánico de una turbina Pelton de 50 kg, lo que, a su vez, facilita la carga de una batería de 12 V.