QUE SON Y COMO ELEGIR LAS MICRO TURBINAS PLT, TRG, LH

DE POWERSPOUT

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El presente manual ha sido editado por PowerSpout, y adaptado por Hidric, sl

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Las microturbinnas LH, LH-PRO, TRG y PLT son de diseo y fabricacin de:PowerSpout EcoInnovation Ltd 671 Kent Road New Plymouth R.D.1 New Zealand 4371 Web: www.ecoinnovation.co.nz If you need to contact EcoInnovation by

HIDRIC ONLINE, SL actua de distribuidor para Espaa, Andorra y Portugal de los productos PowerSpoutTraduccin y adaptacin del manual original: Hidric Online, sl Ensija 2-4 T-Box 6908272 Sant Fruitos(Barcelona)hidric@hidric.comM: 656 855 411www.hidric.com

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INDICE1. AMBITO DE ACTUACIN DE ESTE MANUAL 42. PRODUCCIN TEORICA Y ELECCION DE LA MICROTURBINA 4

2,1 Potencia terica disponible. 42,2 Como obtener los datos de altura (H) y caudal disponibles (Q) 52,3 Unidades de trabajo 72,4 Tipos de micro-turbinas PowerSpout 82,5 Eleccin del modelo de micro-turbina segn diseo de produccin 12

3. HOJA DE PEDIDO4. PRECIOS 17

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1. AMBITO DE ACTUACIN DE ESTE MANUAL

En este manual encontrar como: Elegir la micro-turbina en funcin del caudal y cada de agua. La potencia y tensin obtenida a nivel terico. Modelos de micro-turbina para cargar banco de bateras o produccin directa a

red mediante inversor. Diferencias entre las micro-turbinas.

Las micro turbinas PowerSpout, son aparatos electrico-hidrulicos. Van acoplados a tuberas con presin elevada, con ejes en giro, partes mviles, y salida con tensin y voltaje elctrico. Tenga en cuenta de seguir todas las normas de seguridad en cuanto al reglamento elctrico de BT y utilice el equipo de proteccin individual (EPI), para su manipulacin. Instale aun que no salga especificado en este manual, tantas protecciones hidrulicas y/o elctricas como considere necesario.

2. PRODUCCIN TERICA Y ELECCIN DE LA MICRO-TURBINA

2,1 Potencia terica disponible.

La capacidad de generacin elctrica viene determinada por el suministro de agua, y ms concreta mente por el la altura de cada del agua: El salto de agua (H), y por el caudal (Q), que es la cantidad de agua que fluye en un tiempo determinado.

Una estimacin aproximada del potencial de generacin para todas las turbinas PowerSpout se puede calcular de la siguiente manera:

(1) Generacin (vatios) = H (metros) Q (litros por segundo) 5

Fsicamente la potencia generada por la micro-turbina se obtiene de la siguiente expresin:

(2) Potencia (KW) = 9,81 H (metros) Q (m3 / s) r (rendimiento) El rendimiento para las turbinas LH es de 51-55% (0,51-0,55)

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Ej: Si tenemos un canal con una cada de agua de 1,9m, un caudal de 34L por segundo, la potencia obtenida es de:

Aplicando la frmula (1) P (W) = 1,9 x 34 x 5 = 323W

Aplicando la frmula (2) P (kW) = 9,81 x 1,9 x 0,034 x 0,52 = 0,330KW (= 330W)

Si la micro-turbina trabaja 24/24h producir 323W24h= 7752Wh/d (7,752KWh/da). Que ser la energa obtenida a lo largo del da.La energa producida por mes ser de 7,752KWh/d30dias= 232KWhAun que la produccin de la micro-turbina, sea de 323W si acumulamos dicha produccin en bateras, tendremos seguro las necesidades elctricas cubiertas para una casa o vivienda estandard a lo largo del da o acumulado mensual.

Por favor, consulte www.PowerSpout.com para ms informacin. La herramienta de calculadora avanzada permite obtener los valores de potencia por la turbina LH. Tambin puede consultar la siguiente tabla para conocer de forma aproximada la potencia obtenida.

2.2 Como obtener los datos de altura (H) y caudal disponibles (Q)

Para conocer que altura de salto de agua dispone, puede realizar los siguientes pasos:-Consultar un mapa a escala pequea-Realizar un trabajo de campo siguiendo el ejemplo del grfico 2,1.

Grfico 2,1: Determinacin de la altura (H) potencial.

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Grafico 2,2: Altura real (H) para dimensionar la produccin en micro-turbina a)TRG PLT b) LH

a)b)

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El caudal disponible (Q), se obtiene a partir de aforos en caso de ros y/o canales o mediante aproximacin a partir del tubo de admisin disponible.De entrada hay que conocer si el caudal varia a lo largo del ao. En este caso si queremos garantizar una produccin anual, hay que evaluar los datos en la poca de menor caudal.

Para riachuelos o canales pequeos puede ser til determinar el caudal, mediante el tiempo de llenado de un depsito o recipiente de volumen conocido. As por ejemplo, si tenemos pensado utilizar un tubo de D90mm (Di75mm), podemos determinar el caudal si llenamos un depsito.

Ejemplo: Tenemos un depsito de 1000L (volumen conocido). Ponemos el tubo de D90mm en la boca de entrada (con una vlvula provisional de entrada cerrada) y llave de descarga del depsito cerrada. Necesitamos un cronmetro.Abrimos la llave y cronometramos. Cuando se haya llenado por completo (los 1000L), cerramos el cronmetro. Podemos efectuar la prueba tres veces y obtener la media (tres repeticiones).

Clculo:V:1000Lt1: 28st2: 26st3: 32sVolumen L Tiempo en segundos en llenar 1000L

1000 28 26 32

Media =(28+26+32)/3 =28,67s

El caudal disponible para este ejemplo sera: Q (L/s)= 1000L / 28,67s =34,88L/s

2,3 Unidades de trabajo

A continuacin ofrecemos una pequea explicacin de cada unidad de trabajo necesaria implicada en la micro-turbina.

-Altura (H): Ya la hemos visto y estudiado. Es la altura geomtrica (vertical) entre la base de la turbina (cota 0) y el punto ms alto del nivel de agua (cota h). Si la acometida del agua es en tubo cerrado si situar la cota z en el punto donde haya la ventosa o descarga de aire.Unidades: metro (m)

-Altura manomtrica: Tambin llamada presin maomtrica o esttica. Es la presin

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que marcar el manmetro justo antes de la entrada a la microturbina TRG PLT, estando la llave cerrada (sin produccin pero el tubo en carga).Unidades: metro de columna de agua (mca)10mca= aprox 1 bar = aprox 1 kg/cm2 = aprox 1 atm

-Presin de trabajo (Hm): Idem a la anterior, pero con la llave abierta. En produccin, por tanto circulando agua por el tubo.Unidades: bar, kg/cm2, atm, mca

-Caudal (Q): Cantidad de agua circulando por unidad de tiempo.Unidades: Litros por hora (L/h) para caudales pequeos, Litros por segundo (L/s) para caudales medianos, metros cbicos por segundo (m3/s) para caudales grandes.-Vatios: Unidad de potencia elctrica. En nuestro caso se refiere a la produccin de la microturbina, siendo el producto entre tensin y corrienteUnidad: vatio (W) Si se multiplica por una unidad de tiempo, se obtiene un valor de energa. Wh= Wh. Wh consumo de una mquina en una hora o produccin de un generador durante una hora.

-Tensin: Voltaje que produce la micro-turbina. Es una magnitud fsica que cuantifica el potencia elctrico entre dos puntos. Este potencial es indistinto de las cargas. En tensin de corriente alterna la magnitud y el sentido varan cclica mente en forma de onda sinusoidal. Mientras que en corriente continua los electrones se mueven solo en una direccin Unidad: voltio (V). Tensin de corriente CC (Vcc Vdc), tensin corriente alterna (Vca Vac)

-Intensidad: Es el flujo de carga que corre por un conductor por unidad de tiempoUnidad: Columbio por segundo dicho Amperio (A)

-Capacidad de carga de la batera: Amperios que se pueden almacenar en una batera, y que pueden ser transformados a potencia en un tiempo determinado, en caso de demanda energtica.Unidades: Amperio hora (Ah)

2,4 Tipos de micro-turbinas PowerSpout

PowerSpout fabrica tres modelos de micro-turbinas, y cada modelo dispone de diferentes opciones segn el propsito de produccin. El modelo se elije en funcin de la altura y el caudal.

Los modelos conectados a tubera de presin son: +PLT: micro-turbina pelton+ARG: micro-turbina turgo

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El modelo de canal abierto es:+LH: micro-turbina low head+LH-PRO: micro-turbina low head con cabezal limpiador

Funcionamiento hidrulico PLT y TRG: Un tubo con agua a presin transforma la energa potencial manomtrica (bar), en energa cintica mediante una reduccin del dimetro de entrada, la cual hace incidir un chorro de agua sobre unas pletinas, las cuales estn sujetas a un eje. Se produce una rotacin a causa de la disposicin de la entrada de los chorros. Cuatro boquillas en la micro-turbina TRG y dos boquillas en la micro-turbina PLT. Esta rotacin hace girar el generador situado en la parte superior. El agua resultante, sale por la parte inferior.

Funcionamiento hidrulico LH LH-Pro: Micro-turbina de hlice tipo kaplan. La turbina se encuentra cerca de la superficie del agua de admisin con el alternador por encima del nivel de inundacin. La hlice se mueve impulsada por la succin creada por el peso del agua en el tubo de aspiracin situado debajo de la turbina. La altura se mide desde la superficie del agua en la turbina a la superficie del agua de la descarga inferior.

El modelo LH-Pro es idntico al LH, solo que en la parte de admisin de entrada hay situado un cepillo limpiador, acoplado al eje de rotacin. Este cepillo limpia la entrada de hojas o material que haya quedado atrapado. A parte lleva una proteccin de carcasa extra.

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Modelo Altura (m) Caudal (L/s) foto

PLT 3-130 0,1-10

TRG 2-30 8-16

LHLH-PRO

1-5 25-56

LH LH-PRO

La produccin estimada de cada micro-turbina se puede obtener en la tabla siguiente:Para 1, 2, 5 y 10 micro-turbinas conectadas en paralelo.

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Una vez que haya identificado el tipo de turbina ms adecuado, utilice las avanzadas herramientas de clculo en www.powerspout.com (http://www.powerspout.com/advanced-calculator?model=PLT), para realizar clculos precisos. La calculadora avanzada le ayudar a encontrar los mejores resultados de

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tubera y cable para el sitio, y predecir la salida de potencia neta para cada opcin elegida.

2,5 Identificacin de micro-turbina en funcin del diseo de produccin

Las Turbinas PLT y TRG se identifican por la tensin de salida. Hay diferentes modelos, para adecuarse al sitio y sistema de diseo. Por ejemplo, conectado directamente a los bancos de bateras, conectados a los controladores MPPT basados en bateras o para inversores de red directo. La abreviatura de la turbina (PLT, TRG) es seguido por un nmero que indica la tensin aproximada "punto de mxima potencia" o MPPV de produccin, que es tambin la tensin de salida en bornes del enchufe subministrado. La turbina produce una tensin, cuando la velocidad est optimizada para la mxima potencia en funcin de la precisin de los datos de diseo (altura, caudal, etc) . A nivel de ejemplo: PLT PowerSpout 28 tiene una MPPV de 28 V (se conecta directamente al banco de bateras de 24 voltios con el controlador de desvo PWM). 28 V es la tensin de "carga mayor" para una batera de 24 voltios. PowerSpout PLT 200 tiene una MPPV de 200 V (para conectar a la red a travs de inversor de red).

En las Turbinas PowerSpout LH la identificacin es diferentePara las turbinas de PowerSpout de LH, por ejemplo el LH200, el 200 es la tensin de salida en circuito abierto (Voc). Esto es porque las turbinas LH, no deben conectarse directamente a las bateras. Todas las turbinas de LH requieren regulacin MPPT para cargar la batera o el uso de un inversor de red adecuado.

A Klampit "crowbar" es un dispositivo de seguridad patentado que cortocircuita la PowerSpout a una tensin predeterminada. El cortocircuito de la turbina no daa, pero elimina la tensin peligrosa hasta que el Klampit se restablece manualmente (generalmente al detener la turbina). Este tipo de dispositivo se llama un circuito de palanca y se le da la abreviatura "C" en el nombre del producto de la turbina. Las turbinas con este tipo de proteccin, llevan incorporada la letra C.

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Nomenclatura Turbina TRG/PLT

Tensin actuacin Klambit Para usar en:

56C 75Vdc Conexin directa al banco de batera de 48V o en

100C 120Vdc 140Vdc Regulador de carga MPPT de hasta 150Vdc

170/200C 240Vdc Regulador de carga MPPT de hasta 250Vdc

Las opciones de micro-turbinas segn la funcin deseada se detallan en las siguientes tablas:

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Tabla 2,2: Versiones de micro-turbinas PLT segn diseo de produccin

Red cerrada Red abierta

Modelo PLT

14 28 56 80 170 200

Longitud mxima de

cable

50 150 500 1000 1000 1000

Tensin salida

14 28 56 80 170 200

Tensin mxima de

salida

38 75 150 220

IR: Conexin a un Inversor de Red, con entrada mxima de 450 550Vdc segn modelo

Tabla 2,4 Versiones de micro-turbinas TRG segn diseo de produccinRed cerrada Red abierta

Modelo TRG

28 56 80 170 200

Longitud mxima de

cable

150 500 1000 1000 1000

Tensin salida

28 56 80 170 200

Tensin mxima de

salida

75 150 220

CDB: Conexin Directa a Bateras (banco de bateras de 12, 24 48Vdc)MPPT: Conexin obligatoria a un regulador de carga tipo MPPT IR: Conexin a un Inversor de Red, con entrada mxima de 450 550Vdc segn modelo

Tabla 2,6 Versiones de micro-turbinas LH segn diseo de produccin

Red cerrada Red abierta

Modelo LH o LH-PRO

150 250 400

Uso Para cargar banco de bateras con un regulador MPPT de

entrada 150Vdc

Para cargar banco de bateras con un regulador MPPT de

entrada 250Vdc

Para conectarse a un inversor de red de entrada 400Vdc

Regulador MPPT MPPT IR

MPPT: Conexin obligatoria a un regulador de carga tipo MPPT IR: Conexin a un Inversor de Red, con entrada mxima de 450 550Vdc segn modelo

3. HOJA DE PEDIDOCon los datos obtenidos hasta el momento usted ya es capaz de determinar cual modelo de turbina necesita, segn su diseo de produccin.

Para que sea ms fcil puede rellenar el siguiente cuestionario:

Altura geomtrica disponible (H): mCaudal disponible (Q): L/sTipo de turbina: PLT, TRG, LH

Potencia terica disponible: WHoras diarias de produccin: h

Quiere proteccin de sobre tensin? Si Utilizar modelos --C

Desea cargar bateras? Si: Tensin de trabajo del banco de bateras: 12V, 24V, 48V?Desea inyectar a red? Si: Que tensin DC mxima permite el inversor de red?

Modelo de turbina:

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4. TABLA DE PRECIOS (2015)

MICROTURBINAS PARA CARGAR BANCO DE BATERIAS

MODELOS MICRO-TURBINAS KIT ACOMETIDA HIDRULICO

REGULADOR MPPT(*1)

KIT CAJAS DE CONEXIONES

Sin proteccin Con proteccin Klambit -c-

PLT/14-28-56-80

2273 2573 390 1180 285

TRG/28-56-80

2273 2573 390 1180 285

LH/150-250 2273 - 628 1180 285

LH-PRO/150 2673 - 676 1180 285(*1) Solo para el modelo PLT-80, TRG-80 o todas las LH

Para tener todo el kit hay que subministrar las bateras y el inversor CC/CA. Los

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Mini turbina hidrulica CC

Acumulacin

SALIDA CA

230V-50HzInversor CC/CA

Proteccin y maniobra CA

Derivador-resistencia CC

Regulador MPPT hidrulico

PRODUCCIN ELCTRICA CON GENERADOR DE MINI TURBINA HIDRULICA EN CC

www.hidric.com

precios varian segn clculos y necesidades del cliente. Consultenos: info@hidric.com

MICROTURBINAS PARA RED 230VAC-50Hz

MODELOS MICRO-TURBINAS KIT ACOMETIDA HIDRULICO

INVERSOR DE RED(*2)

KIT CAJAS DE CONEXIONES

Sin proteccin Con proteccin Klambit -c-

PLT/170-200-350

2273 2573 390 1250 285

TRG/170-200-350

2273 2573 390 1250 285

LH/400 2273 - 628 1250 285

LH-PRO/400 2673 - 676 1250 285(*2) El inversor de red a instalar depende de la potencia y el voltaje de entrada. Este factor depender de las unidades de microturbinas instaladas. El precio es para una unidad de hasta 3000W.

Los precios incluyen la instalacin, el material y los impuestos. Hay que aadir el tubo y acceosrios pequeos no incluidos en la lista.

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Mini turbina hidrulica CC

SALIDA CA

230V-50Hz

Proteccin y maniobra CA

Derivador-resistencia CC

PRODUCCIN ELCTRICA CON MINI TURBINA HIDRULICA EN PRODUCCIN CA

www.hidric.com

Inversor de red RL3CC/CA hidrulico