Sí, siempre que la máquina esté configurada y aprobada para servicio como motor hidráulico. El agua pasa de mayor a menor presión y hace girar los rotores; el eje acciona entonces un generador. La energía proviene del suministro de agua, no de la bomba en sí.
La pregunta práctica es cuánta presión puede recuperar manteniendo el caudal y la presión que necesita el proceso aguas abajo. Un suministro por gravedad puede tener altura sobrante. Un circuito bombeado requiere otro cálculo porque debe contabilizar la electricidad usada para crear esa presión.
| Situación | Qué establecer |
|---|---|
| Suministro de agua por gravedad | Altura y caudal disponibles a lo largo del año, tras las pérdidas en tubería y el requisito de presión aguas abajo. |
| Punto existente de reducción de presión | La presión que puede recuperarse sin comprometer la entrega de agua, el control de proceso o la continuidad del suministro. |
| Circuito de proceso o de ensayo bombeado | El balance neto de energía: la recuperación puede reducir pérdidas, pero no convierte el circuito en una fuente de energía sobrante. |
Evalúe la máquina en servicio de generación. La transferencia reversible de líquido y la generación de potencia hidráulica son requisitos de operación distintos.
1. ¿Cuánta presión puede recuperar?
En un sistema alimentado por gravedad, la elevación suministra la energía hidráulica. En una red a presión, identifique por qué hay presión disponible en el punto de recuperación propuesto. Si una bomba aguas arriba crea esa presión, incluya su consumo eléctrico en el balance del sistema. Añadir una bomba solo para accionar un generador introduce pérdidas en lugar de crear potencia neta.
Una válvula reductora de presión es un lugar útil para investigar porque allí ya se reduce presión. Sin embargo, la presión total de entrada no está automáticamente disponible para generación. Reserve la presión que necesita el proceso aguas abajo, incluida cualquier elevación, y permita las pérdidas en las conexiones propuestas. Use registros simultáneos de caudal y presión en lugar de combinar valores máximos no relacionados.
Para la relación general entre caudal de agua, altura y generación, consulte la visión general del gobierno del Reino Unido sobre energía hidroeléctrica.
2. Cómo una máquina de lóbulos rotativos acciona un generador
En servicio de bombeo, el accionamiento suministra potencia al eje para mover líquido contra una diferencia de presión. En servicio como motor hidráulico, el líquido impulsado por presión suministra el par al eje. El eje puede entonces accionar un generador mediante un arreglo seleccionado para ese rango de operación.
Pida al proveedor del equipo que confirme la idoneidad en servicio de motor o generación: presión admisible en ambos puertos, velocidad y par, carga del eje, sellos, lubricación y materiales. Solicite datos de eficiencia para este modo de operación. Una curva de bomba, una placa de motor o una afirmación de que la bomba puede transferir líquido en ambas direcciones no bastan para una propuesta de generación.
El principio de bombeo explica el ciclo de desplazamiento. La guía de caudal reversible se refiere a la transferencia de líquido accionada; invertir un accionamiento no es un procedimiento de conversión para un sistema de generación.
3. Qué muestran los ejemplos de Welsh Water y Vogelsang
Un informe redactado por un proveedor en Pumps & Systems describe una instalación de tratamiento de Welsh Water con suministro de agua cruda por gravedad. Una máquina de lóbulos rotativos y un generador recuperaron energía manteniendo la presión de salida necesaria para alimentar un tanque de tratamiento elevado. El informe también describe el control de caudal y disposiciones para un apagado controlado durante una interrupción de la red.
Lea el informe original Renewable Power with Rotary Lobe Pumps, coautorado por el representante de Vogelsang Marino Curati. Es un ejemplo de proyecto externo, no una instalación YANESS ni una garantía de rendimiento para otro sitio.
Vogelsang también describe generadores de lóbulos rotativos que recuperan energía hidráulica en sus bancadas de ensayo de bombas. La electricidad recuperada se realimenta al accionamiento de ensayo. Se trata de recuperación de energía dentro de un circuito alimentado, una fuente de energía distinta de la hidroeléctrica por gravedad.
Consulte Vogelsang THINK RED, edición 3, PDF página 14. En cualquiera de los casos, pida datos de servicio de generación para la máquina que está considerando.
4. Estime la potencia hidráulica antes de la salida eléctrica
Para un líquido incompresible, la potencia hidráulica disponible a través de la máquina de recuperación es la caída de presión multiplicada por el caudal volumétrico: P = Δp × Q. Con Δp en bar y Q en m³/h, el resultado en kilovatios es P_hydraulic = Δp × Q ÷ 36. Use la caída de presión disponible a través de la máquina, no toda la presión de suministro.
Para un cálculo de agua basado en altura, P_hydraulic = ρ × g × Q × H, usando densidad en kg/m³, Q en m³/s, H en metros y g aproximadamente 9.81 m/s²; el resultado está en vatios. H debe ser la altura neta a través de la máquina. Cuando las secciones de medición difieren en elevación o velocidad, incluya esos términos al establecer la altura neta. No cuente dos veces las pérdidas en tubería ni mezcle metros de altura con bar.
Si los auxiliares del proyecto consumieran entonces un supuesto 0.20 kW, la salida neta sería 3.80 kW. Con esa misma salida neta durante unas hipotéticas 4,000 horas de operación, la energía recuperada anual sería 15,200 kWh. La salida real cambia con el caudal, la presión, la eficiencia y el tiempo fuera de servicio: calcule sobre el perfil de operación y separe el consumo en sitio de cualquier exportación permitida.
5. Mantenga la entrega de agua y el control eléctrico en el diseño
La recuperación de energía debe ajustarse al servicio original de entrega de agua. Defina la presión mínima aguas abajo y el caudal requerido, incluidos los períodos en que la generación no esté disponible. Haga que el diseñador del sistema establezca arreglos de bypass o control de presión, aislamiento y la respuesta ante una máquina bloqueada o detenida. No retire una válvula reductora de presión sin un diseño hidráulico coordinado.
El diseño eléctrico también debe abordar qué ocurre cuando el generador pierde su carga o se desconecta la red. Pregunte cómo se limita la velocidad, se gestionan los transitorios hidráulicos y el sistema llega a un apagado controlado o a un estado de bypass. La elección del generador, la electrónica de potencia regenerativa, la protección y cualquier conexión a la red requieren revisión para la instalación propuesta; un motor estándar y un VFD no son automáticamente un paquete completo de generación.
Revise la calidad del líquido, los sólidos abrasivos, el margen de cavitación, las condiciones de los sellos y los límites de presión en ambos puertos. Incluya limpieza, acceso de mantenimiento y cualquier requisito de contacto con agua potable cuando sea pertinente. Compare el rango de operación soportado y los costes del ciclo de vida con otras turbinas o dispositivos de recuperación de presión adecuados antes de seleccionar una solución de lóbulos rotativos.
6. Qué enviar para una revisión de proyecto
Empiece con un diagrama de flujo marcado que muestre la fuente de agua, los cambios de elevación, el punto de recuperación propuesto, la válvula existente de control de presión, los bypass y el destino aguas abajo. Indique si la fuente es por gravedad o bombeada, e identifique qué lecturas de caudal y presión se registraron juntas.
- Perfil hidráulico: caudal mínimo, normal y máximo; presiones de entrada y salida en la máquina propuesta; presión requerida aguas abajo; ubicaciones de medición; y horas de operación o registros estacionales.
- Condiciones del líquido: temperatura, densidad, sólidos y arena, química, y cualquier requisito de calidad del agua o de materiales en contacto con el fluido.
- Destino eléctrico: tensión y frecuencia de suministro, cargas en sitio, generador o convertidor propuesto, y si se pretende exportar.
- Restricciones de operación: continuidad del suministro, respuesta a pérdida de carga, arreglo existente de bypass/control, espacio disponible y acceso de mantenimiento.
Acuerde quién es responsable de la máquina, los controles hidráulicos y el equipo eléctrico antes de comparar propuestas. Pida a cada proveedor que indique el rango de operación, la salida esperada y qué incluye su alcance.
