A Turbina Hidráulica

Turbina Hidráulica – Turbulent Hydro

Turbomáquinas

Cruz, Vanderlei Roberto

20190058

Trabalho de Pesquisa apresentado à Escola Superior de Tecnologia do Instituto Politécnico de Castelo Branco para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Licenciatura em Engenharia das Energias Renováveis, realizado sob a orientação científica do docente José Nunes, do Instituto Politécnico de Castelo Branco.

Janeiro 2021

Resumo

A hidro-turbina apresenta dimensões reduzidas, mas apesar disso apresenta uma potência fornecida de alta eficiência.

Palavras chave

Água, Eletricidade, Gerador, Máquina, Turbina.

Abstract

The hydro-turbine has small dimensions, but despite it has a high efficiency supplied power.

Keywords

Electricity, Generator, Machine, Turbine, Water.

Índice geral

1. Introdução 1

2. Características técnicas 2

3. Montagem off-grid 5

4. Conclusão 6

5. Bibliografia 7

1. Introdução

Durante as aulas foi feita uma abordagem sobre os principais tipos de turbina utilizados na geração de energia, sejam elas Francis, Kaplan e Pelton. Pesquisando na internet é possível encontrar diversos outros tipos que têm capacidade de geração de energia, caudal, alturas do reservatório à turbina e eficiências das mais variadas.

A turbina que surpreendeu é de uma empresa belga chamada Turbulent. Esta premiada empresa começou como start-up em 2012, foi oficialmente fundada em 2015 e hoje tem uma equipe multicultural vinda da Europa, Ásia e América do Sul.

A turbina por eles desenvolvida apresenta uma alta eficiência dadas suas necessidades de desnível e caudal baixos. A empresa tem turbinas com potências de 5kW a 70kW. Pode ser instalada em pequenos rios ou canais que antes não eram viáveis para o fornecimento de energia a pequenas localidades (1 a 200 famílias), pois necessita de um caudal de 1000 l/s e um desnível de 1,5 metros.

Por se tratar de um equipamento pequeno seu transporte pode ser realizado em um pequeno camião.

Com tal modelo de turbina é possível gerar de 40MWh a 240MWh por ano por turbina e, já que depende da fluidez do curso d’água, trata-se de uma fonte de energia confiável e constante (ao contrário de fontes de energia intermitentes como eólica ou solar).

Os trabalhos de obras civis são simples e fáceis, e a instalação demora poucos dias, não havendo, normalmente, necessidade de licenças de água ou instalação. Mas é importante consultar a legislação local.

2. Características técnicas

• Rotor hidrodinâmico com lâminas de fluxo otimizado e de baixa rotação

• Design submerso compacto de baixo ruído

• Unidade central projetada para operar por mais de 25 anos

• Caixa de engrenagens submersível e gerador equipado com vedações de face mecânica Double Eagle Burgmann® que suportam qualquer tipo de inundação

• Vedação secundária com proteção contra detritos de água doce e salgada e areia, projetado pela SKF para uso contínuo em ambientes hostis

• Peças do rotor e da carcaça feitas de aço inoxidável (304), o mesmo usado na indústria alimentícia

• Peças de aço carbono com revestimento resistente ao impacto e à abrasão

• Gerador de indução de fabricação europeia (livre de manutenção)

Caudal mínimo 0,7 m³/s

Caudal máximo 4,0 m³/s

Desnível mínimo 1,0 m

Desnível máximo 4,4 m

Rotação mínima entregue 80 rpm

Ângulo de inclinação das pás -14° a 14°

Modelos 5 kW 15 kW 30 kW 50 kW 70 kW Unidade

Potência Hidráulica (Turbina) 5,8 17,4 34,9 56,8 79,5 kW

Potência Elétrica de Saída 5 15 30 50 70 kW

Geração de Energia (Máx/Ano) 40.000 120.000 240.000 400.000 560.000 kWh

Caudal