jueves, 8 de marzo de 2012

USINAS RURALES HIDROELECTRICAS

No es difícil acceder a las posibles fuentes de suministro de micro y mini turbinas destinados al aprovechamiento de saltos de agua, pozos artesianos , arroyitos de montaña, etc. capaces de transformar la energía hídrica en electricidad destinada a entregar energía eléctrica autónoma a quienes tienen la suerte de poseer semejante regalo de la naturaleza. Una familia tipo puede consumir del orden de los 120 a 150 Kwhora por mes, que representa, cuentas rigurosamente técnicas, de 4 a 5 Kw hora diarios, los cuales si tenemos en cuenta que el chorro de agua es constante las 24 horas del día, representan entre 167 a 208 watios (4 / 24 = 0,167 ) . Pensar entonces en una mini turbina de 200 watios parece razonable a simple vista. Como dije en el encabezamiento, ingresemos a Internet y en solo 15 minutos tendremos acceso a una docena de potenciales proveedores que ofrecen el insumo. Sin embargo profundicemos un poco el tema y veamos que pasa con ese enfoque. Solo una lámpara de 150 watios, cuya resistencia en frío es similar a un cortocircuito, deja sin excitación al alternador e imposibilita la generación continua. Ni que hablar de una heladera, por mas pequeña que sea, que requiere para el arranque entre 6 a 8 veces mas potencia que la del compresor. Una bajo mesada, tiene 80 a 100 w y una mediana familiar de 250 a 300 litros, 130 a 180 w. Resulta ser entonces que para que la cosa funcione de esa forma deberíamos disponer de una mini turbina de no menos de 1080 a 1440 watios, 6 a 8 veces mas grande que la potencia del motor de la heladera o freezer, lo que implica no solo 6 a 8 veces la inversión pensada sino peor aun, exige 6 a 8 veces energía hídrica . Por otra parte, en las horas nocturnas cuando se suman al consumo de la heladera la iluminación, la Televisión, la computadora, los artefactos domésticos de cocina, etc., constituyendo lo que se conoce como el consumo pico, deberiamos también contar con un suministro adicional, tanto en lo que se refiere al torrente disponible como también a la turbina. Veamos que solución hay para el problema:
La energía hídrica disponible es constante, ejemplo 200 watios , pero la necesaria es variable , desde los 1440 que necesita la heladera para el arranque y cero cuando durante el día no hay nada conectado. Lo que no se usó, se perdió: no hay manera de volver atrás, a menos que cuando el consumo es cero acumulemos. Se impone entonces un sistema de acumulación en baterías, capaz de llenar los baches y emparejar la cosa. Además un dispositivo de conversión que tome la tensión continua de las baterías y la transforme en alterna pero con una potencia del orden de la requerida por la heladera mas los demás consumos. Resulta ser que los méritos de todo el sistema, planteado como Dios manda , son compartidos por la turbina , las baterías y el conversor, de lo cual la mayoría de los proveedores de las mini turbinas jamás hablan.

Ver “acumulación booster”


Aun mas, en muchos casos la turbina puede ser muy bien reemplazada por una simple bomba centrifuga standard, mono o trifásica 220 Vca o 3 x 380 cuyo motor de accionamiento se auto excita capacitivamente, con un costo inferior al 20 % de las fabricadas con ese fin. ¿Acaso no le resulta familiar la foto adjunta de una bomba centrifuga de 0,5 HP de fabricación nacional al alcance en cualquier ferretería industrial, u$s 100, apta para ser usada como turbina en un salto de entre 6,5 a 12 metros de altura y 20 a 100 litros por minuto? El proceso de transformación es reversible tanto para una mini turbina como para una gigantesca mole como lo son por ejemplo las turbinas reversibles de Cerro Pelado en Córdoba , 1000 veces superior en potencia a las que nos ocupa, y que trabajan diariamente una vez como bomba durante las horas de bajo consumo del servicio publico llamadas “valle y resto” y luego como turbina en las horas de “consumo pico”, devolviendo al lago inferior, 185 mts mas abajo, el agua bombeada aguas arriba por la mañana.
Por supuesto que tampoco termina ahí la cosa, por el contrario recién comienza:
Si bien es cierto que es posible conseguir en el mercado artefactos domésticos de voltajes diversos, digamos 110 Vca , 6, 12 o 24 Vcc, etc. también es cierto que cuestan mucho mas que los disponibles en la tensión de servicio publico, 220 Volt.
El propósito será entonces lograr 220 Voltios, tensión normalizada domestica para todo Sudamérica. Indiscutibles son las ventajas:
La primera de ellas es el transporte de la electricidad desde la turbina hasta el lugar de consumo. 400 veces mas perdidas tiene el transporte en 12 voltios que en 240 , o dicho de otra forma, para igualdad de perdidas se necesita un cable de 400 veces mas sección, 400 veces mas pesado, 400 veces mas caro. ( vease Transporte de electricidad pg 241 CD4) Es recomendable entonces generar con un motor asíncrono auto excitado capacitivamente, preferiblemente trifásico , 3 x 220 Vca, acumular en 280 Vcc con la energía indispensable solo para el pico de consumo y el arranque de motores , digamos del orden de 2 a 4 Kw hora y convertir directamente, sin transformador, por medio de un inversor estático adecuado, que de paso y por el mismo precio, también nos otorgará fuerza motriz trifásica, lujo solo reservado para la industria en la red de servicio publico.
Otra ventaja es el conversor necesario, con un rendimiento 40 % superior al de baja tensión y solo un 12 % de perdidas en stand by . Los 40 w de consumo en vacio de un conversor de baja significan durante todo un día mas del doble del consumo de iluminación diario y la mitad del de una heladera ( vease la etapa de conversión, pg 75 CD4 o los conversores bajo la etiqueta "conversores" en el blog)
Como conclusión, vemos que asume mucha mayor importancia en todo el sistema la infraestructura de acumulación y conversión que la de generación propiamente dicha.
Como broche final digamos que la obra civil asume también características de importancia, harina de otro costal, pero que no son objeto de esta nota y cuyos conceptos básicos pueden obtenerse de las charlas destinadas a ese fin , separando las centrales de represa de las de agua corriente. Les recomiendo la lectura de una en particular , mi preferida bajo el punto de vista conceptual, El Río Capitán, pg 119 del CD2.
Nota: los articulos complementarios referidos a los CD1 al CD5 se encontraran buscandolos con las etiquetas correspondientes en el presente blog








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Ing. Enrique O.Nielsen

1 comentario:

Halman Freud dijo...

Sin dudas que Necochea es ideal para esto. Yo me dedico al service grupo electrogeno por la zona y estamos probando medios alternativos.