Bomba Transformada en Turbina (BTT)
BOMBA TRANSFORMADA EN TURBINA BTT
UTILIZAR LA ENERGÍA DE UNA CONDUCCIÓN DE AGUA PARA OBTENER ELECTRICIDAD 100% RENOVABLE
Una bomba como turbina (BTT o Pump as Turbine -PAT) es una bomba clásica que funciona en modo inverso. Puede ser 50% BTT (sólo parte hidráulica) o 100% BTT (parte hidráulica y motor que funcionará como generador). Los sistemas BTT reducen significativamente los costes de inversión inicial utilizando la infraestructura de bombeo existente para generar energía hidroeléctrica.
El coste económico de una BTT es inferior respecto al mismo modelo en turbina.
Un modelo BTT tendrá como mínimo el mismo precio que si fuera una bomba.
El cuadro eléctrico de la BTT será similar a su homologa en bomba más el cuadro de reactiva
VENTAJAS INICIALES
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Con una máquina se puede conseguir dos objetivos (bombear y cambiando el flujo turbinar). Es necesario un cuadro eléctrico especial
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Un coste de adquisición muy inferior respecto a su equivalente de una turbina.
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Impacto positivo en caso de excedente de energía.
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Permite al ámbito local sustituir a reductores de presión o incluso aprovechar los saltos de presión existentes en las tuberías, para obtener un aumento de energía a un precio mucho más económico que una turbina convencional.
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Permite trabajar en intervalos de presión y caudal que una turbina podría no llegar. Se utilizan principalmente las bombas tubo-tubo, lo que las hace ideales para circuitos de agua a presión donde el agua, una vez turbinada, no pasa al exterior.
UN CASO ESPECIAL
- En las redes de agua potable donde ya existe presión positiva en el interior por un desnivel, éste puede ser un buen lugar para instalar una turbina. Y dentro de las turbinas, los modelos BTT son una muy buena opción por el menor coste de adquisición.
- El modelo BTT puede instalarse en un circuito secundario (by-pass), entre el reductor de presión. Si las condiciones de diseño lo permiten, también se puede instalar directamente en el circuito principal y actuar como reductora de presión.
¿Por qué utilizar una bomba que funcione como una turbina?
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Por disponibilidad: la disponibilidad de bombas en el mercado es muy amplia, y en los catálogos hay mucha información sobre su funcionamiento y aspectos constructivos. Ésta es una ventaja respecto a las microturbinas, donde no siempre hay información. Esto también es una gran ventaja en países con economías emergentes, donde la disponibilidad de bombas hidráulicas es mayor que la obtención de turbinas específicas.
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Por razones económicas y de viabilidad. Las turbinas generalmente se fabrican para un punto de trabajo específico. Esto hace que su precio (incluso en microturbinas) sea elevado cuando se trabaja con una sola unidad. Por el contrario, la producción en serie de bombas hidráulicas resulta en precios mucho más bajos. Es cierto que un PAT dará menos producción, pero esto puede compensarse perfectamente con el precio más bajo en comparación con una turbina.
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Por motivos de construcción y mantenimiento. Por lo general, las turbinas son máquinas complejas que requieren más mantenimiento que las bombas ya fabricadas. En cuanto a la explotación y las obras de ingeniería civil, es más fácil implantar un PAT que una turbina concreta y el mantenimiento, si existe, ya se conoce.
REBOMBEO HIDRÁULICO SIN ELECTRICIDAD
Un rebombeo es poner una bomba en serie en un tubo de presión, para dar una presión adicional al caudal circulante. De esta forma se consigue aumentar la presión necesaria hasta el punto de consumo.
Esto se puede hacer utilizando dos turbinas (el cuerpo hidráulico de la bomba de agua), y no es necesario utilizar la parte eléctrica. La primera bomba, actúa como Bomba Transformada en Turbina (BTT), y recibe las condiciones hidráulicas disponibles o cuáles hay en la cota inferior. Mediante un eje solidario, se acopla la segunda turbina, que ésta trabaja como bomba. Y mediante la rotación del eje lleva el caudal en la cota superior y en la presión necesaria.
¿SE PUEDE UTILIZAR CUALQUIER BOMBA HIDRÁULICA COMO TURBINA PAT?
Se deben dar las condiciones hidráulicas (caudal y presión constantes a lo largo del día), de rendimiento y velocidad específica (Ns), para poder determinar el modelo de bomba apto para funcionar como turbina PAT (bomba reversible).
Una bomba puede convertirse en un tubo PAT, si previamente se ha realizado un estudio de caudal y presión, se ha determinado el número específico en modo bomba y modo PAT, así como la velocidad y rendimiento en modo bomba y modo PAT.
¿DONDE SE PUEDE INSTALAR UNA TURIBNA BTT?
- Conducciones con agua y presión.
- Finales de tubos antes de entrar en un depósito o depósitos de alivio a presión.
- Lugar en el que se quiera reducir la presión.
- Conducciones en circuitos secundarios que se benefician de un diferencial de presión.
- Salidas de agua de pequeñas tomas hidráulicas.
- Salidas de agua de depuradoras (con muy poca presión) o circuitos de agua potable a sobrepresión.
- Ubicaciones generalmente aisladas con agua a presión.
CARGA DE BATERÍAS O AUTOCONSUMO
Como siempre en Hidric, ofrezco soluciones para la carga de baterías (off-grid), o un sistema mixto (híbrido con batería y autoconsumo directo) o incluso un sistema exclusivo de autoconsumo directo. Las turbinas BTT PAT (bomba reversible) se adaptarán a su situación.
Como trabaja una BTT
Una bomba hidráulica convencional puede convertirse en un sistema BTT (PAT), pero no todas las situaciones son favorables a poder convertirse en bombeo reversibles.
De hecho, si observa el gráfico, la máquina trabajando en modo bomba utiliza un caudal (Qn_b) muy inferior al hacerlo en modo turbina (Qn_t). Lo mismo sucede con la presión. En modo turbina se necesita más presión (Hn_t), respecto al trabajar en modo bomba (Hn_b).
CÓMO CONVERTIR UNA BOMBA HIDRÁULICA EN UNA TURBINA PAT
Para convertir una turbina hidráulica en un modelo PAT, debe realizarse un estudio de ingeniería preliminar.
1) Conocer las condiciones hidráulicas iniciales
2) Calcular la velocidad específica en modo bomba
3) Convierte los factores de diseño de la bomba en condiciones de diseño en modo turbina.
4) Convierte las condiciones de velocidad de la bomba en condiciones de la turbina.
5) Elección de la bomba hidráulica
6) Recalcular la velocidad específica según las condiciones de fabricación de la bomba hidráulica escogida.
7) Encontrar los puntos de mejor eficiencia de la bomba seleccionada en modo turbina y relacione con la velocidad nominal del trabajo real.
8) Comprobar que la selección es correcta en cuanto a caudal, presión y rendimiento. Si no lo cumple, vuelva al punto 2.
9) Determinar la potencia de salida en función de las nuevas condiciones de trabajo.
Si desea instalar una turbina desde una bomba hidráulica (PAT), le puedo ayudar (la ayuda en los cálculos no es gratuita)