Diseño y desarrollo de una turbina hidroeléctrica flotante para generar energía eléctrica en comunidades de la cuenca amazónica boliviana

Abstract

Este proyecto fin de carrera describe el proceso de cálculo y diseño de un prototipo de turbina hidroeléctrica flotante para generación de electricidad aprovechando la energía cinética de los ríos. El objeto de este trabajo es proporcionar la información suficiente como para ejecutar el proyecto en una comunidad piloto, y, si se demuestra su eficacia, instalar estos sistemas en las distintas comunidades ribereñas de la cuenca amazónica boliviana. En la primera parte del proyecto se estudian los sistemas de extracción de energía del agua ya existentes y la disponibilidad del recurso energético en las comunidades rurales de Bolivia. A continuación, se dimensionan las necesidades energéticas de una comunidad tipo, donde se plantea instalar el primer prototipo. Posteriormente se procede explicar el diseño del equipo propuesto. Este diseño consta de una turbina tripala de eje horizontal sumergida completamente en el agua. El eje se encuentra colgado de la plataforma de flotación mediante una estructura formada por dos pares de brazos, dos porta rodamientos y dos rodamientos. La estructura se encuentra atornillada a la plataforma para facilitar su extracción del agua para realizar las labores de mantenimiento pertinentes. Un motor asíncrono como generador y el origen de la línea eléctrica se encuentran situados sobre la plataforma. El par del eje de la turbina se transmite al eje del motor mediante un sistema de correas dentadas, que realiza las etapas de transmisión y multiplicación. Para asumir las diferencias de velocidad de giro en el eje, el motor se encuentra conectado a un variador de frecuencia. Seguidamente se presentan los planos del proyecto y los costos de fabricación del mismo.