Diseño y construcción de una turbina hidrocinética de eje vertical para generación de energía eléctrica en los canales de majes

Disciplina académico-profesional: Ingeniería Mecánica

Diseño y construcción de una turbina hidrocinética de eje vertical para generación de energía eléctrica en los canales de majes
  • Autor(es): Cabrera Chayña, Rodrigo Daniel
  • Asesor(es): Caceres Cabana, Edgar
  • Fecha: 2020
  • Institución: Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa
  • Jurado: Concha Urday, Antonio Heriberto; Caceres Cabana, Edgar; Talavera Soto, Milton Florian
  • Disciplina académico-profesional: Ingeniería Mecánica
  • Grado o título: Ingeniero Mecánico
  • Institución que otorga el grado o título: Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa.Facultad de Ingeniería de Producción y Servicios
  • Fecha de registro: 9-dic-2021

Resumen de la Tesis

Se muestra el método de cálculo para poder diseñar la turbina hidrocinética con las recomendaciones ofrecidas por los estudios realizados con anterioridad y se propone una turbina hidrocinética formada por módulos o turbinas más pequeñas para menores fluctuaciones del torque con una fabricación rápida y sencilla. Se realiza una estimación de los requerimientos básicos de una vivienda para tener nuestro punto de partida. Se toman las dimensiones y velocidad superficial de un canal de riego en Majes, midiendo la velocidad superficial por el método del flotador, luego aplicando unos factores se obtiene la velocidad media y así se estima la densidad energética por hora disponible en el canal. Se diseñará la turbina para una velocidad de 1.18 m/s y perfil NACA 0018, teniendo una capacidad estimada de 2.4 KWh al día. Con ayuda de un software libre y de acuerdo a sus resultados se calcularon las fuerzas de arrastre y sustentación para luego calcular los perfiles y accesorios que resistan estructuralmente las fuerzas actuantes en la turbina, luego se realiza la simulación estructural por elementos finitos para tener una mejor visión de los esfuerzos y deformaciones en la turbina y las estructuras de soporte. Se realiza también una simulación CFD para obtener los coeficientes de potencia para varios TSRs y comparar los resultados obtenidos con el modelo de cálculo, obteniendo un Cp de 0.37 para un TSR igual a 2.5 y una reducción de las variaciones del torque en un 70 %. Después se muestra el proceso de construcción del prototipo y finalmente se realiza la evaluación económica incluyendo los componentes necesarios para la aplicación de la turbina, siendo la inversión S/4,419.74 por turbina y se tiene un periodo de recuperación de 6 años y 11.88 meses de la inversión de dos turbinas, adicionalmente se calcula el LCoE que tiene un valor de $0.23/KWh.

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¿Cuatro puntos importantes para elaborar una tesis con éxito?

Estos cuatro puntos son fundamentales para elaborar la tesis, así que presta atención para que puedas elaborar tu investigación con mucho éxito.

  1. Título: Tiene que ser un texto que resuma el tema que se busca investigar. Busca que sea concreto, acotado y con un alto nivel de claridad.
  2. Problema: Ya con el título, debes colocar un apartado donde se indique cuál es el problema a evaluar o tratar, esto tiene que estar vinculado con el tema central. Ten en cuenta que a la hora de plantear el problema, es práctico recordar que si no existe problema no hay necesidad de estudio.
  3. Hipótesis: En la hipótesis tenemos que plantear, a través de uno o más argumentos, aquello que consideras que supone el problema de tu investigación.
  4. Metodología: Cuando menciones la metodología debes dejar en claro cuáles son las herramientas a las que recurrirás. ¿Realizarás encuestas? ¿Recurrirás a material bibliográfico? Identifica cuántas y cuáles son.

¿Cuáles son las partes de una tesis?

  1. Concebir la idea de investigación
  2. Planteamiento del problema
  3. Marco Contextual
  4. Marco teórico
  5. Definición del tipo de investigación
  6. Formulación de la hipótesis
  7. Diseño de la investigación
  8. Selección de la muestra
  9. Recolección de datos
  10. Análisis de los datos
  11. Elaboración del reporte de investigación
  12. Recomendaciones generales

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  • Enlace al repositorio: http://hdl.handle.net/20.500.12773/13369
  • Campo OCDE: https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01
  • Palabras clave: LCoE Turbina Hidrocinética eje vertical canales de riego Majes energía

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