diseño e instalación de un picosistema de hidrogeneración de electricidad
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Diseño e Instalación de un Sistema de Picohidrogeneración de Electricidad en la Finca “El Kilombo” ubicada en la Comunidad La Esperanza del Kilambé, Municipio de Wiwilí, Departamento de Jinotega.
Elaborado por: Br. Byron R. González
Tutor: M.Sc. Gustavo A. González
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE NICARAGUAUNAN-MANAGUA
RECINTO UNIVERSITARIO “RUBÉN DARÍO”FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIARÍAS
ESCUELA DE FÍSICA
XXVII JORNADA UNIVERSITARIA DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
Managua, Octubre de 2008Managua, Octubre de 2008
FICHA DE PROYECTO DE INVESTIGACION(Realizado)
1. INFORMACION GENERAL DEL PROYECTO
Título Abreviado Hidrogeneración de electricidad en el Kilambé, Jinotega
Título del Proyecto Diseño e Instalación de un Sistema de Picohidrogeneración de Electricidad en la Finca “El Kilombo” ubicada en la Comunidad La Esperanza del Kilambé, Municipio de Wiwilí, Departamento de Jinotega.
Origen del Proyecto Este proyecto fue planteado como una alternativa para mejorar la calidad de vida de los personas que habitan en la casa de la Finca.
Duración 3 SEMANAS
Valor Total (Presupuesto) C$ 3,000
2. INFORMACION GENERAL DEL RESPONSABLE DEL PROYECTO
Nombre y Apellidos Byron Ramón González Montenegro.
Tutor MSc. Gustavo González.
Nº de Cédula 241 – 030685 – 0004E
Nº de Carné(UNAN - Managua)
04 – 62278 - 5
Dirección Colonia Miguel Bonilla, de Clínica UNAN, 15 metros al sur, Casa 112, Managua.
# Celular 9447801
Dirección Electrónica [email protected] [email protected]
Página Web www.bygab.es.tl
DESCRIPCION DEL PROYECTO
3.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la Finca se encuentra una fuente de agua con caudal suficiente como para ser aprovechado en la
hidrogeneración de electricidad.
3.2 JUSTIFICACIÓN
Se cuenta con un recurso hídrico abundante, el cual ahora será explotado como fuente de energía
mecánica para la transformación de la misma en energía eléctrica, la que está será utilizada en la
misma Finca.
Actualmente la Comarca La Esperanza del Kilambé no cuenta con ningún servicio de energía eléctrica
comercial, por lo que este proyecto abre puertas al desarrollo de la misma y por ende, es un aporte para
mejorar la calidad de vida de sus habitantes, así como para mejorar el nivel académico de los estuantes
de la Escuela de la Comarca.
Este proyecto sienta las bases para estudios de mayor magnitud, en los que se contemple la
generación de electricidad a partir del recurso hídrico existente como un producto que se pueda vender
a un precio bajo a las comunidades cercanas o incluso que se le pueda vender a la UNION FENOSA.
El turismo está cogiendo auge en algunas comunidades del cerro Kilambé, la generación de electricidad
a bajo precio es un aporte importantísimo para el desarrollo de este tipo de actividades económicas.
El proyecto genera una gran motivación en el resto de los habitantes de la Comarca, pues en una de las
Fincas vecinas se está aprovechando de manera similar el recurso hídrico, en ella se está instalando
otro sistema de hidrogeneración.
El uso de fuentes de energías alternativas, tales como el recurso hídrico, es importante para contribuir
al cuido y preservación del medio ambiente, debido a que su utilización contribuye a la disminución de
sustancias contaminantes a la atmósfera, como sucede en otros sistemas de generación de
electricidad.
Además se ha comprobado, que en general, la eficiencia de conversión de la energía en este tipo de
sistemas (hidroeléctricos) es muy alta, por lo que a largo plazo se estabilizan de forma significativa los
costos de producción, los cuales son menores, para nuestro caso, que los costos de instalación de un
sistema de generación de electricidad con paneles solares.
3.3 OBJETIVOS
3.3.1.- Objetivo General.
Diseñar e instalar un picosistema de hidrogeneración de electricidad para cubrir la demanda de
consumo de energía eléctrica en una casa de habitación de la Finca “El Kilombo”, ubicada en la
Comunidad La Esperanza del Kilambé en el Municipio de Wiwilí, Jinotega.
3.3.2.- Objetivos Específicos.
4.2.1.- Diseñar e instalar un conducto con mangueras de diferentes diámetros para llevar el agua
hasta la turbina.
4.2.2.- Calcular el caudal del recurso hídrico que se pretende aprovechar como fuente de energía
del sistema de hidrogeneración.
4.2.3.- Diseñar una turbina utilizando materiales de bajo costo.
4.2.4.- Acoplar el generador de una planta eléctrica de diesel a la turbina.
4.2.5.- Instalar el circuito eléctrico en la casa de habitación para conectarlo a los bornes del
generador.
3.4 METODOLOGIA
La toma de agua se realizó en un sitio cuya altura , tomando como origen el nivel de la turbina, es
de .
Se fue reduciendo el diámetro de las mangueras de conducción de agua hasta la turbina.
Posteriormente se realizaron las mediciones de caudal ( ). Para ello, se midió el tiempo de llenado
de un recipiente de , el cual fue de , es decir, se registró un caudal de , que
equivale a .
Se diseñó una turbina de hierro, con un diámetro de . Los álabes también se construyeron de
hierro.
Los álabes fueron soldados de manera que al fijarse a la rueda principal de la turbina, quedara un
área promedio de , sobre la cual cae el agua que sale de la manguera.
Luego se acopló el generador de una planta eléctrica de diesel, para ello se colocó una banda de
caucho, la cual une una polea del generador con otra polea grande (fija sobre una barra circular de
hierro, que a su vez la conecta con la turbina).
3.5 RESULTADOS OBTENIDOS
En la tabla 4 se registraron los datos obtenidos en la medición de corriente, diferencia de potencial
(tensión) y el cálculo de la potencia disponible ( ) en el sistema.
Tabla 4:
Tensión ( )
Corriente ( )
Potencia ( )
El consumo diario en la casa se muestra en la tabla 5:
Tabla 5:
Cantidad
Aparato Tiempo funcionando
( )
Consumo ( diario)
2 Lámparas 6 0.24
1 Bombillo 6 0.36
1 Televisor a colores 4 0.36
1 DVD 2 0.024
El consumo total diario es de aproximadamente. Este consumo de energía corresponde
solamente a un de la energía disponible en el sistema instalado.
CONCLUSIONES
Se instaló un sistema de Picohidrogeneración en la Finca “El Kilombo” en la Comunidad La Esperanza
del Kilambé, Municipio de Wiwilí, Jinotega.
Se logró llevar el agua hasta las turbinas utilizando mangueras para riego el caudal disponible es
suficiente para poner en movimiento la turbina.
Con la instalación del sistema de mangueras, se logró obtener un caudal de ( ), el cual
corresponde a una pequeña parte del caudal total de la fuente de agua. El caudal total es
aproximadamente unas 10 veces mayor que el cudal aprovechado en este picosistema de
hidrogeneración.
Se logró diseñar una turbina de cm de diámetro, con 10 álabes de un área aproximada de cm2.
La rueda principal de la turbina y los álabes son de hierro, el costo de la turbina es de c$ 350.
Para realizar esta transformación de energía, se acopló el generador de una planta eléctrica a la
turbina, para ello se utilizó la polea de una máquina de despulpadora de café y una banda de caucho.
Se instaló el circuito eléctrico en la casa de habitación de la Finca. El sistema de hidrogeneración
instalado satisface la demanda de energía eléctrica que se presenta en la casa. La cantidad de energía
generada con el picohidrosistema de generación es suficiente para conectar otros electrodomésticos al
circuito de la casa, tales como plancha, licuadora y una refrigeradora pequeña.
El costo total del sistema de hidrogeneración fue de c$ 3000 aproximadamente, debido a que se
utilizaron equipos y materiales de bajo costo para el montaje del sistema, esto es muy importante,
debido a que otros habitantes de la comunidad, que puedan aprovechar el caudal de la fuente de agua,
podrán instalar un sistema similar, puesto que los gastos no son elevados.
La instalación de este sistema sienta las bases para estudios posteriores de mayores dimensiones,
donde se tome en cuenta un sistema de hidrogeneración con capacidad de brindar el servicio de
energía eléctrica a toda la comunidad.