Development of a High Performance Hydro-powered Pumping System

Abstract

Esta tesis es la primera fase del proyecto MIT de aQysta B.V., un proyecto que tiene como objetivo desarrollar un sistema de bombeo hidropropulsado para riego. El primer paso fue un estudio sobre el concepto de bombeo hidropropulsado con el objetivo de definir los subsistemas incluidos en él, los componentes que forman cada subsistema, y las variables más relevantes que afectan al funcionamiento del sistema, así como las interrelaciones existentes entre ellas. Posteriormente, se han estudiado diferentes tecnologías que podrían ser adecuadas para ser incluidas en la fase de generación de ideas. Además, se investigaron técnicas de innovación para generar conceptos creativos. Estos conceptos se incorporaron en el Modelo de Evaluación, que es la parte final de la tesis, donde se evaluó la idoneidad de las tecnologías y conceptos generados en relación con las variables hidráulicas, el costo y otros factores relevantes para el proyecto. Así, los resultados del proyecto son el estudio de conceptos, componentes y variables relacionados con el bombeo hidropropulsado, una investigación sobre el estado del arte, donde diferentes tecnologías hidráulicas y de transmisión, así como soluciones ya implementadas, se describen. Sin embargo, el resultado más tangible de esta tesis es el Modelo de Evaluación, una herramienta de Excel utilizada para evaluar la viabilidad y la idoneidad de la combinación de las diferentes tecnologías consideradas. Con él, se hicieron varias recomendaciones de configuraciones adecuadas del sistema de bombeo hidropropulsado. En los futuros trabajos, los miembros de aQysta seleccionarán una de estas configuraciones para diseñar un sistema de bombeo hidropropulsado basado en dicho concepto. Sin embargo, debe destacarse que esta tesis es puramente teórica, por lo que el proceso de diseño y generación de prototipos no se incluirá dentro de su alcance.

This thesis is the first phase of MIT project of aQysta B.V., one project which aims to develop an innovative hydropowered pumping system for irrigation. Thus, it is a theoretical research about hydropowered pumping systems. The first step was an study about the concept of hydropowered pumping with the objective of defining the subsystems included in it, the components that form each subsystem, to find which are the most relevant variables that affect the performance of a hydropower pumping system as well as the interrelations existing between them. Afterwards, different technologies have been studied that could be suitable to be included in the generation of ideas. Furthermore, innovation techniques were researched in order to generate creative concepts. All these were incorporated in the Assessment Model, which is the final part of the thesis, where the suitability of the considered technologies and concepts generated was assessed regarding hydraulic performance, cost and other factors that are relevant for the project. Hence, the results of the project are the study of concepts, components and variables related with hydropowered pumping, as well as a research about the state of the art, where different hydropower pumping and transmission technologies, as well as ready implemented solutions, are described. However, the most tangible result of this thesis is the Assessment Model, an Excel tool used to evaluate the feasibility and suitability of the combination of the different technologies considered. With it, several recommendations of suitable configurations of the hydropowered pumping system were made. The future works involve the members of aQysta selecting one of these configuration to design a hydropowered pumping system based on its concept. However, it should be stressed that this thesis is purely theoretical, so the process of design and generation of prototypes will not be included within its scope.