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Water.Power.HYDROMATRIX®
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Una solución para aprovechamientos de bajo salto
Muchas unidades pequeñas en lugar de turbinas de tamaño convencional
Desarrollado a partir de turbinas Compact de tamaño similar con más de 700 turbinas
axiales en operación-> No es una solución para nuevos recursos mini-hidráulicos
HYDROMATRIX®
¿Qué es HYDROMATRIX®?
Conventional
Ø 6+ m
Ø 1.3+ m
HYDROMATRIX®
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Caudales desde ~ 60 m³/s
Saltos neto desde 2 m hasta 25 m
Mínima sumergencia 1.5 m respecto a nivel aguas abajo
Potencia unitaria desde 100 kW hasta ~ 1500 kW
Conexión cercana a la red eléctrica
Obra civil disponible y adecuada para HYDROMATRIX®
HYDROMATRIX®
Criterios de aplicación
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Energía limpia y compatible con el medio ambiente (Protocolo de Kyoto)
Utilizando presas existentes
Modificaciones menores en la obra civil existente
Sin riesgo geológico
Sin necesidad de utilización de espacio adicional
Concepto modular estandarizado
Menor duración del proyecto
Módulos de HYDROMATRIX® desmontables en caso de grandes avenidas
Mantiene el curso del río
Alta disponibilidad
Aplicación innovadora de tecnologías probadas
HYDROMATRIX®
Ventajas
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HYDROMATRIX®
Campo de aplicación
Potencia Unidad
100 kW hasta 1500 kW
Submergencia
Hgr = 2 - 12 m: Subm. = 0.3 – 2 m
Hgr >12-20 m: Subm. = 2 – 4 m
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Lower St. Anthony Falls
Chievo
HYDROMATRIX® Projects
Plantas de referencia
Ashta I&II
Agonitz
Nussdorf
Freudenau
Jebel Aulia
Colebrook
19 anos d´experiencia en tecnología
7 centrales con 200+ turbinas et 100+ MW de rendimiento
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Campo de Operación: La potencia incluye
todas las pérdidas eléctricas e hidraúlicas
HYDROMATRIX®
Rango de Operación
Head (m)
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StrafloMatrix™
Rango de Operación Campo de Operación: La potencia incluye
todas las pérdidas eléctricas e hidraúlicas
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Solución hidráulica
convencional
HYDROMATRIX®
9 unidades
HYDROMATRIX®
Producción de energía
HYDROMATRIX®
3 unidades
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Turbina axial sin regulación
(Rotor:CuAl10Fe5Ni5 o G X5CrNi13 4)
Acoplamiento directo
a generador de inducción
Sello mecánico en eje
Conductos hidráulicos
en acero al carbono
Equipamiento eléctrico modular
Concepto flexible
Mínimo mantenimiento
HYDROMATRIX®
Características de diseño
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HYDROMATRIX® StrafloMatrix™
Diseño Simple del Bulbo
Operación Sincrónica o Asíncrona
Imanes Permanentes o Bobinado Convencional del
Rotor
Gama de potencias más grande que la StrafloMatrix™
Compensación del FP (sólo para la versión asíncrona)
Generador fuera del flujo (flujo recto)
Operación Sincrónica
Combinación turbina / rotor con imanes permanentes
50 % más pequeña, 30 % menos pesada
No requiere compensación del FP
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HYDROMATRIX®
Diferencias HYDROMATRIX® vs StrafloMatrixTM
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HYDROMATRIX® StrafloMatrix™ Turbina
Generador
Trubina
Generador
H* ~3,2 m
W*~2,5 m
H,W*~ 2,2- 2,5 m
L* = 3,2 – 3,6 m L* = 1,75 m
G* ~ 9 - 12 t G* ~ 15 t
Turbina-Generador Unidad :Diseño
HYDROMATRIX® versus StrafloMatrixTM
*) Approximo Pesos y dimensiónes depende del configuratión en el sitio
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Condición inicial
Compuerta difusor cerado
TG-unidad preperado a operación
Starting Sequencia
Abrir partial la compuerta de difusor
TG-Unidad puede rotación nominal
Synchronizatión a la red de eléctrica
Operatión normal
Compuerta de difusor completamente abierto
La generación de energía electrico aumente a el
maximo
Shut down
Cerrar compuerta de difusor
Desconnectar unidad a la red de eléctrica
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HYDROMATRIX®
Synchronizatión y Operación de la Turbina-Generador Unidad
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Module
MV Substation HV Switchyard
LV - Station Service
OHL
Step-up / down Transformers
Switchgear
PCC
GRID
PLANT
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HYDROMATRIX®
Modular Diseño of Electrical Power Systems
TG - Units
Connection via:
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HYDROMATRIX®
Diseño típico de Protección y Automación
Unit / Plant Protection Unit Control
Plant Control and HMI
Remote Control
(Optional)
Protection
Relays
Peripheral Bus Communication
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Posibles aplicaciones
Diques de navegación
Presas para riego
Esclusas
Torres de toma
HYDROMATRIX®
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Aplicación: Presa para riego
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Cliente: National Electricity Corp.
D = 1,120 mm
n = 375 rpm
H = 5.5 m
Ptu = 380 kW
80 unidades en 40 módulos
Ptotal = 30.4 MW
Estructura civil existente en el Río Nilo Blanco
Fecha de contrato: 2000
Puesta en marcha: 2004
HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
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HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
Estado en Noviembre 2003
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Estado en Noviembre 2003
HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
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Estado en Noviembre 2003
HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
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HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
Estado en Noviembre 2003
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Cliente: Energie AG
D = 1,120 mm
n = 428.6 rpm
H = 8.5 m
Ptu = 700 kW
1 unidad, desarrollo adicional basado en
HYDROMATRIX®
Fecha de contrato: 2002
Puesta en marcha: 2003
StrafloMatrix™ - Experiencia
AGONITZ / Austria
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Montaje de la primera unidad permanente StrafloMatrix™ en Marzo 2004
StrafloMatrix™ - Experiencia
AGONITZ / Austria
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Cliente: AHP / EVN / Wienstrom
Después de la puesta en servicio
en Junio 2005
HYDROMATRIX® Experiencia
NUSSDORF / Austria
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Cliente: AHP / EVN / Wienstrom
D = 1,320 mm
n = 336.7 rpm
H = 5.86 m
Ptu = 545 kW
12 unidades
Ptotal = 4.5 MW
Fecha de contrato : 2004
Puesta en marcha : 2005
HYDROMATRIX® - Experiencia
NUSSDORF / Austria
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Cliente: AHP / EVN / Wienstrom
D = 1,320 mm
n = 336.7 rpm
H = 5.86 m
Ptu = 545 kW
12 unidades
Ptotal = 4.5 MW
Fecha de contrato : 2004
Puesta en marcha 2005
HYDROMATRIX® - Experiencia
NUSSDORF / Austria
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Fase de Construcción
HYDROMATRIX® Experiencia
NUSSDORF / Austria
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Aplicación: Torres de Toma
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Cliente: Metro Hartford
D = 660 mm
n = 900 rpm
H = 8 - 35 m
Ptu = 500 kW
6 unidades en 2 módulos *)
Ptotal = 3 MW
Fecha de contrato: 1987
Puesta en marcha: 1988
*) Diseño de Obermeyer Hydro Inc.
HYDROMATRIX® - Experiencia
Torres de Toma - COLEBROOK / USA
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Aplicación: Compuertas en esclusas de navegación
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Client: Donaukraft
D = 910 mm
n = 500 rpm
H = 10.3 - 1.0 m
Ptu = 200 kW
25 units in one module
Ptotal = 5 MW
Contract award: 1997
Commissioning: 2000
HYDROMATRIX® Experience
Sluice in Shiplocks – FREUDENAU / Austria
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CHIEVO DAM - Italia
Project Location
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Usar el mínimo caudal del río para
la generación hydroélectrica en el
dique y presa existentes
Mantener un caudal de
impedimiento de inundación a
través del dique
Usar la estructura del dique
existente sin mayores
modificaciones
Preservar la apariencia arquitectural
y entorno histórico
Establecer posibilidades de
migración de los peces
CHIEVO DAM - Italy
Retos de diseño
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StrafloMatrixTM Experiencia
CHIEVO DAM / Italia
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Cliente: Consorzio Canale Ind. le G.
Camuzzoni
D = 1,320 mm
n = 250 rpm
H = 3.8 m
Ptu = 270 kW
5 unidades en un módulo
Ptotal = 1.35 MW
Energía Anual: 12 GWh
Fecha del Contrato: 2007
Puesta en marcha: 2009
Durante la construcción
de la planta con
StrafloMatrix
StrafloMatrix™ - Experiencia
CHIEVO DAM / Italia
Installed Unidades StrafloMatrix
TG- instaladas y en posición alzada,
vista aguas arriba
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Ganador del Premio
Nacional de Medio
Ambiente y Tecnología
en Austria
StrafloMatrix™ - Experiencia
CHIEVO DAM / Italia
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(3)
LOWER ST. ANTHONY FALLS - USA
Lugar del Proyecto
LSAF después de la instalación de la central con equipos StrafloMatrixTM
LSAF antes de la instalación de
la central con equipos
StrafloMatrixTM
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LOWER ST. ANTHONY FALLS - USA
Retos de diseño
Usar estructure del dique existente sin
modificaciones mayores ( sin
excavaciones)
Mantener caudal de inundación bajo
control a través del dique
Ensayo modelo en la TU VIE
Cumplir los requisitos de interconexión a
la red
Sin efectos adversos en cuanto al trafico
fluvial
Preservar la apariencia estructural del
dique existente
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Datos Técnicos:
16 Unidades TG (2 filas de 8)
D = 1,320 mm
n = 327.3 rpm
H GR max = 7.6 m (25 ft)
P Gen = 625 kW
Ptotal = 10 MW
Energía Anual : 62 GWh
Fecha del Contrato: 2007
Puesta en marcha: 2011
StrafloMatrix™ - Experiencia
Esclusas auxiliares - LOWER ST. ANTHONY FALLS / USA
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LOWER ST. ANTHONY FALLS - USA
Construcción en Obra y equipos de instalación
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LOWER ST. ANTHONY FALLS - USA
Características de una central con StrafloMatrixTM
HPU and
switchgear inside
underground
gallery Gantry
Crane
StrafloMatrixTM
TG-units in
lifted position Cable Reel
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Cliente: Verbund / Energji Ashta
ASHTA I & II - Albania
Un caso de desarrollo de proyecto eficiente
Desarrollo rápido
Menos de 2 años desde la idea hasta el contrato
Dueño del proyecto con mucha experiencia
Buena colaboración entre los accionistas en Albania y Austria
Criterios claves de selección para la tecnología
Costo por kwh
Setting bajo con fin de minimizar la excavación y evitar temas
geológicos
Sin cambios en los planes de inundación
Tecnologías Investigadas
Bulbos convencionales / HYDROMATRIX®
Costes de construcción total los más bajos + todas las
condiciones de contorno cumplidas
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HYDROMATRIX® - Experiencia
ASHTA I & II / Albania
ESQUEMA DEL APROVECHAMIENTO
2 Centrales, 45 Unidades T-G en cada una
Construcción de un nuevo canal
de descarga de 6 km de longitud
entre ASHTA 1 & 2
Suministro “llave-en-mano” del
equipo EM
Ptotal = 24 + 45 MW
Energía Anual: 242 GWh
Fecha del Contrato: Dic. 2008
Puesta en marcha: 2012
Dokument
Gedruckt 00.00.0000 0:00
1/1
KW Ashta 1
KW Vau i Dejes
Spatharawehr
Ausleitungskanal
KW Ashta 2
Unterwasserkanal mit anschl.
Unterwassereintiefung
Restwasserkanal,
Fischaufstiegshilfe
Diversion channel
Spathara weir
HPP ASHTA
1
HPP ASHTA 2
Residual flow canal,
Fish ladder
Tailrace canal with riverbed
deepening
HPP Vau i Dejes
Source: © Energij Ashta - A project company of VERBUND and EVN, used by permission
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Vista de la Sección – ASHTA 1
HYDROMATRIX® - Experiencia
ASHTA I & II / Albania
Intake Trashrack
TG-Unit
Draft Tube
UG Gallery
CraneTRCM
Draft Tube Gate
DATOS TÉCNICOS: ASHTA 1
POTENCIA: 45 x 534 kW = 24.03 MW /
24.64 MVA
CAÍDA: 4.98 m
VELOCIDAD: 300.0 rpm
DIAMETRO DEL RODETE: 1,320 mm
VOLTAJE DE GENERACIÓN: 3,300 V
DATOS TÉCNICOS: ASHTA 2
NÚMERO DE UNIDADES TG: 45
POTENCIA: 45 x 1,003 kW = 45.14 MW /
46.29 MVA
CAÍDA: 7.53 m
VELOCIDAD: 375.0 rpm
DIÁMETRO DEL RODETE: 1,320 mm
VOLTAJE DE GENERACIÓN: 3,300 V
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HYDROMATRIX®
ASHTA I & II / Albania
Ashta 1- durante la construcción, vista aguas arriba Hydromatrix TG-units
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ASHTA I
Obra en fecha de Enero 2012
Downstream view
Upstream view
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Upstream view
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ASHTA II
Obras in situ en fecha de Septiembre 2012
Unidades HYDROMATRIX® TG- instaladas y en
posición de mantenimiento , vista aguas arriba
ASHTA 2- Casa de máquinas, vista aguas abajo
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ASHTA 1 - First section, upstream side, Intake canal
ASHTA 1 - Installed Draft Tube Gate
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Upstream view
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ASHTA I & II / Albania
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