Las turbinas Pelton son adecuadas para extraer energía cuando hay una alta caída y un bajo caudal de agua disponible. El funcionamiento de la turbina Pelton es simple: se expulsa un chorro de agua a alta velocidad a través de una boquilla y este chorro golpea los cubos de la rueda Pelton, lo que induce una fuerza impulsiva que hace girar la turbina.
La turbina Pelton transforma la energía cinética del chorro de agua en energía rotacional. El eje giratorio impulsa un generador y produce electricidad. Sin embargo, la demanda de energía puede fluctuar con el tiempo. Para satisfacer esta demanda, se utiliza un mecanismo de gobierno que controla la posición de la lanza de entrada de agua.
Cuando la demanda de energía disminuye, la boquilla de entrada de agua se mueve hacia adentro para reducir el caudal de agua. Si la demanda de energía aumenta, la boquilla se mueve hacia afuera, lo que aumenta el caudal. Esto asegura que la turbina gire a una velocidad constante especificada que se ajusta a la frecuencia de suministro de energía.
El papel de los cubos
En la parte inferior de los cubos se proporciona un corte para evitar interferencias del chorro de agua con otros cubos entrantes. El número de cubos en el disco es uno de los parámetros más importantes en el diseño de la turbina Pelton.
Si el número de cubos es insuficiente, se producirá una pérdida en el chorro de agua. En algún punto de funcionamiento, se puede perder por completo el chorro de agua, lo que disminuye drásticamente la eficiencia de la turbina Pelton. Por lo tanto, debe haber un número adecuado de cubos que asegure que no se pierda agua.
Diseño y funcionamiento
El diseño de la rueda Pelton es siempre dirigido a extraer la máxima potencia del chorro de agua o maximizar la eficiencia. La extracción de potencia es máxima cuando el producto de la fuerza impulsiva y la velocidad del cubo es máximo.
Si los cubos de la rueda Pelton se mantienen estacionarios, incluso con una fuerza impulsiva grande, la extracción de potencia será cero. Del mismo modo, si los cubos se mueven a la misma velocidad que el chorro de agua, el chorro de agua no podrá golpear el cubo, lo que lleva a una fuerza impulsiva de cero y nuevamente extracción de potencia cero. Por lo tanto, la extracción de potencia óptima ocurre entre estos dos extremos.
La eficiencia de las turbinas Pelton puede llegar hasta el 90% en condiciones de trabajo óptimas. Es siempre deseable operar la rueda Pelton en condiciones en las que la velocidad del cubo sea la mitad de la velocidad del chorro.
Espero que hayas comprendido cómo funcionan las turbinas Pelton. Gracias.
