Adaptación de molino de grano hidráulico en micro central eléctrica autónoma

Abstract

El siguiente Trabajo de Fin de Grado plantea el desarrollo de la posible reconversión de un antiguo molino hidráulico para construir una microcentral eléctrica que opera de forma autónoma a la red.
Más concretamente, en el proyecto se diseña, dimensiona y desarrolla un accionamiento regulado con una turbina hidráulica acoplada a un motor de inducción del tipo jaula de ardilla con los elementos precisos para abastecer el consumo eléctrico monofásico de la vivienda.
La idea surge de aprovechar la situación que mi familia dispone en una finca con una concesión de agua con un salto, que se aprovechaba en un antiguo molino harinero situado en esta. El molino se encuentra en desuso desde hace décadas pero el edificio se utiliza como residencia particular.
El proyecto es especialmente interesante ya que, dentro de lo que es la generación in situ, la microhidráulica muestra ventajas. Es utilizada en países en vías de desarrollo para proveer electricidad a aquellos lugares donde la red eléctrica no es capaz de llegar. En los últimos años se puede apreciar en países desarrollados, en los que en algunos casos contribuyen a la red eléctrica. No tiene el impacto ambiental en uso de otras fuentes de energía, pues aprovecha pequeños saltos de agua que existen en la naturaleza, sin emisiones de gases ni presencia de grandes obras de ingeniería que modifiquen el paisaje. Además, se puede conseguir que estas instalaciones de microhidráulica tengan un precio reducido. Otra ventaja es que aprovechan un recurso regulable a diferencia de sol o viento y que no requiere de gastos en materias primas. Es por ello que puede representar una alternativa viable para aquellos lugares en donde las redes eléctricas no son accesibles.
No obstante el principal inconveniente que puede presentar este tipo de instalaciones sin la utilización de baterías o el apoyo de redes eléctricas es conseguir la estabilidad de la tensión. Se pretende en este estudio lograr una onda de tensión de suficiente calidad, utilizando exclusivamente condensadores, reactancias y convertidores electrónicos de diseño específico, así como los sensores asociados a estos y los elementos que procesan las señales.
Para el desarrollo de este trabajo se ha tenido que aplicar los conocimientos adjuntos a asignaturas tan variadas como máquinas eléctricas, control de máquinas eléctricas, electrónica industrial y sistemas de energía eléctrica. El hecho de que no haya una fuente de tensión ideal (red eléctrica) en la que apoyarse, requiere pues del uso de equilibrios de potencia que estabilicen amplitud y frecuencia de la tensión.
Indicar como particularidad del estudio que está destinado a plasmarse en el futuro en una instalación real, bueno más concretamente en la vivienda antes citada, por lo que a la presión académica a la que se ha sido sometido, se ha sumado la presión familiar donde sus miembros han tenido opinión y a la que se ha intentado atender adecuadamente.
Por último decir que la estructura del trabajo ha sido la siguiente:
- En un primer capítulo, se expone la situación desde la que se empieza a plantear el problema.
- En un segundo capítulo, se desarrollan los distintos trabajos que existen relacionados con la temática.
- En un tercer capítulo se dimensiona, elemento a elemento la microcentral eléctrica.
- En un cuarto capítulo se plasma esos elementos en el entorno de programación de simulink.
- En un quinto capítulo se presentan distintas simulaciones, a las que se hace variar carga y potencia de entrada al generador.