HYDROMATRIX

Water.Power.HYDROMATRIX®
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HYDROMATRIX®
¿Qué es HYDROMATRIX®?
HYDROMATRIX®
Conventional
Ø 6+ m
Ø 1.3+ m
 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
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HYDROMATRIX®
Criterios de aplicación
 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®
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HYDROMATRIX®
Ventajas
 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
 Coste de implantación entre 800 y 1.000 Euro/kW
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HYDROMATRIX®
Campo de aplicación
Submergencia
 Hgr = 2 - 12 m: Subm. = 0.3 – 2 m
 Hgr >12-20 m: Subm. = 2 – 4 m
Potencia Unidad
100 kW hasta 1500 kW
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HYDROMATRIX® Projects
Locations
Nussdorf
Freudenau
Agonitz
Lower St. Anthony Falls
Colebrook
Chievo
Ashta I&II
Jebel Aulia
 19 anos d´experiencia en tecnología
 7 centrales con 200+ turbinas et 100+ MW de rendimiento
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HYDROMATRIX®
Rango de Operación
Campo de Operacón la potencia incluye todas
las pérdidas eléctricas e hidraúlicas
Head (m)
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StrafloMatrix™
Rango de Operación
Campo de Operacón la potencia incluye todas
las pérdidas eléctricas e hidraúlicas
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HYDROMATRIX®
Producción de energía
HYDROMATRIX®
9 unidades
HYDROMATRIX®
3 unidades
Solución hidráulica
convencional
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HYDROMATRIX®
Características de diseño
 Turbina axial sin regulación
(Al-Br o CrNi 13.4)
 Acoplamiento directo
a generador de inducción
 Sello mecánico en eje
 Conductos hidráulicos
en acero al carbono
 Equipamiento eléctrico modular
 Concepto flexible
 Mínimo mantenimiento
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HYDROMATRIX®
Diferencias HYDROMATRIX® vs StrafloMatrixTM
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)
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 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®
Synchronization and Operation of a Turbine-Generator Unit
 Initial state
 Closed drafttube gate
 TG-unit ready for start-up
 Starting sequence
 Partial opening of drafttube gate
 TG-Unit reaches nominal speed
 Synchronization and grid connection
 Normal operation
 Drafttube gate is fully opened
 Power rise up to steady state
 Shut down
 Closing of drafttube gate
 Unit disconnected from grid at zero power
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HYDROMATRIX®
Modular Design of Electrical Power Systems
Connection via:
OHL
MV Substation
HV Switchyard
GRID
PCC
Step-up / down Transformers
PLANT
Switchgear
LV - Station Service
Module
TG - Units
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HYDROMATRIX®
Typical Design of Protection and Automation
Remote Control
(Optional)
Plant Control and HMI
Unit Control
Unit / Plant Protection
Peripheral Bus Communication
Protection
Relays
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HYDROMATRIX®
Posibles aplicaciones
Diques de navegación
Presas para riego
Torres de toma
Esclusas
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Aplicación: Presa para riego
HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
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
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HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
Estado en Noviembre 2003
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HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
Estado en Noviembre 2003
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HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
Estado en Noviembre 2003
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HYDROMATRIX® - Experiencia
Presa para riego – JEBEL AULIA / Sudán
Estado en Noviembre 2003
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StrafloMatrix™ - Experiencia
AGONITZ / Austria
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
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StrafloMatrix™ - Experiencia
AGONITZ / Austria
Montaje de la primera unidad permanente StrafloMatrix™ en Marzo 2004
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HYDROMATRIX® Experiencia
NUSSDORF / Austria
Cliente: AHP / EVN / Wienstrom
Después de la puesta en servicio
en Junio 2005
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HYDROMATRIX® - Experiencia
NUSSDORF / Austria
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
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HYDROMATRIX® - Experiencia
NUSSDORF / Austria
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
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HYDROMATRIX® Experiencia
NUSSDORF / Austria
Fase de Construcción
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Aplicación: Torres de Toma
HYDROMATRIX® - Experiencia
Torres de Toma - COLEBROOK / USA
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.
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Aplicación: Compuertas en esclusas de navegación
CHIEVO DAM - Italia
Project Location
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CHIEVO DAM - Italy
Retos de diseño
 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
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StrafloMatrixTM Experiencia
CHIEVO DAM / Italia
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StrafloMatrix™ - Experiencia
CHIEVO DAM / Italia
Cliente: Consorzio Canale Ind. le G.
Camuzzoni
D = 1,320 mm
n = 250 rpm
H = 3.8 m
Ptu = 270 kW
Durante la construcción
de la planta con
StrafloMatrix
5 unidades en un módulo
Ptotal = 1.35 MW
Energía Anual: 12 GWh
Fecha del Contrato: 2007
Puesta en marcha: 2009
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Installed Unidades StrafloMatrix
TG- instaladas y en posición alzada,
vista aguas arriba
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StrafloMatrix™ - Experiencia
CHIEVO DAM / Italia
Ganador del Premio
Nacional de Medio
Ambiente y Tecnología
en Austria
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LOWER ST. ANTHONY FALLS - USA
Lugar del Proyecto
(3)
LSAF después de la instalación de la central con equipos StrafloMatrixTM
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LSAF antes de la instalación de
la central con equipos
StrafloMatrixTM
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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StrafloMatrix™ - Experiencia
Esclusas auxiliares - LOWER ST. ANTHONY FALLS / USA
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:
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2011
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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
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HYDROMATRIX® - Experiencia
ASHTA I & II / Albania
Cliente: Verbund / Energji Ashta
2 centrales HYDROMATRIX®
45 Módulos (1 fila) por central
1 Unidad T-G por Módulo
Ptotal = 24 + 45 MW
Energía Anual: 242 GWh
Fecha del Contrato: Dic. 2008
Puesta en marcha: 2012
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ASHTA I & II - Albania
Un caso de desarrollo de proyecto eficiente
Cliente: Verbund / Energji Ashta
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
HPP
Vaui Dejes
i Dejes
KW
Vau
Spathara
weir
Spatharawehr
HPP
ASHTA1
KW Ashta
1
 Suministro “llave-en-mano” del
equipo EM
HPP
KW ASHTA
Ashta 22
Unterwasserkanal
anschl.
Tailrace canal with mit
riverbed
deepening
Unterwassereintiefung
Restwasserkanal,
Residual
flow canal,
FishFischaufstiegshilfe
ladder
Diversion
channel
Ausleitungskanal
Source: © Energij Ashta - A project company of VERBUND and EVN, used by permission
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HYDROMATRIX® - Experiencia
ASHTA I & II / Albania
DATOS TÉCNICOS: ASHTA 1
POTENCIA: 45 x 534 kW = 24.03 MW /
24.64 MVA
CAÍDA: 4.98 m
Crane
TRCM
VELOCIDAD: 300.0 rpm
DIAMETRO DEL RODETE: 1,320 mm
VOLTAJE DE GENERACIÓN: 3,300 V
UG Gallery
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
TG-Unit
VOLTAJE DE GENERACIÓN: 3,300 V
Draft Tube
Intake Trashrack Vista de la Sección – ASHTA 1
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Draft Tube Gate
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
Upstream view
Downstream view
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ASHTA II
Obras in situ: Enero 2012
Upstream view
Downstream view
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ASHTA II
Obras in situ en fecha de Septiembre 2012
Installed Unidades HYDROMATRIX® TG- instaladas
y en posición alzada, vista aguas arriba
Upstream view
ASHTA 2- Casa de máquinas, vista aguas abajo
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HYDROMATRIX® Experiencia
ASHTA I & II / Albania
ASHTA 1 - First section, upstream side, Intake canal
Upstream view
ASHTA 1 - Installed Draft Tube Gate
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HYDROMATRIX®
Contactos
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Para mas información sobre HYDROMATRIX®, por favor contactar:
Alexander BIHLMAYER
HYDROMATRIX® Product Management
ANDRITZ HYDRO GmbH
A - 4031 Linz, Austria
Lunzerstrasse 78
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50
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