Propósito del proyecto y know-how
Las conocidas centrales hidroeléctricas con sus grandes presas de almacenamiento de agua controlan completamente el caudal y el desagüe de los ríos y, por lo tanto, tienen un impacto negativo directo sobre los ecosistemas fluviales y el medio ambiente de sus riberas adyacentes. Pero a nivel mundial se utilizan para el aprovechamiento energético de las corrientes de los ríos. También, en varios lugares, surge la necesidad de una fuente local limpia de energía eléctrica sin el generador eléctrico convencional de gasolina o gas. Una posible fuente de energía son los ríos o lagos y las corrientes marinas. Un pequeño generador de turbina se describe en la patente estadounidense 4746808. La turbina es del tipo Pelton, que requiere una fuente de agua a presión. No puede aprovechar el flujo de agua natural.
La importancia de usar energía natural, limpia y renovable está surgiendo como fundamental para combatir el calentamiento global. Extraer energía para generar electricidad a partir de corrientes de agua naturales que se mueven horizontalmente es radicalmente diferente de la generación de energía hidroeléctrica convencional. En él, la presión del agua está diseñada para impulsar una turbina de presión que impulsa un generador eléctrico. La patente estadounidense 6013955 describe una turbina de flujo de agua longitudinal que está montada en una carcasa diseñada para sumergirse en una corriente. La turbina está instalada en una tubería. El bloque de la turbina está equipado con un estabilizador de cola para mantener la unidad apuntando a lo largo del flujo. La turbina está conectada mecánicamente a un generador eléctrico separado. Básicamente, cualquier tipo de dispositivo de turbina tiene al menos dos desventajas:
1. Reducen localmente la velocidad de la corriente, lo que también reduce la eficiencia de las turbinas.
2. Crean requisitos previos para la congestión de los dispositivos de turbina circundantes, respectivamente, bloqueando el funcionamiento de la turbina.
El uso de energía hidrocinética horizontal en un molino de agua tradicional o generador de hélice requiere un flujo de agua de varios metros por segundo y está severamente limitado por la ubicación geográfica. Pero se conoce un sistema de energía, a partir del documento de patente de Austria WO2005078276(A1), para la conversión de energía en energía cinética de corriente con grandes cantidades de agua en ríos fuera de los canales de navegación. La instalación tiene diámetros exteriores mínimos y cubre una sección de caudal máxima. Incluye una turbina, con álabes fijos o móviles, que están optimizados para operar en una camisa de chapa de acero. Esta construcción es energéticamente desventajosa porque la propia camisa crea una resistencia adicional al roce del agua contra ella y reduce la eficiencia global de la instalación. Además, es inaplicable en ríos y canales con residuos flotantes, que obstruyen la turbina en la carcasa y dificultan mucho su giro, incluso su bloqueo total.
Una solución técnica similar con una turbina de flujo longitudinal completamente sumergida en un cono difusor se conoce a partir del documento de patente estadounidense WO2007100639 (A2). Tiene desventajas similares a las discutidas anteriormente. También se conoce un difusor similar a partir de la descripción de la patente de los Países Bajos WO2007107505(A1). Está calculado para una operación más eficiente de la turbina, pero no se prevén formas de acumulación de energía de los excedentes temporales de la generación eléctrica.
La entrada masiva de fuentes de energía renovable en el sistema energético mundial requiere soluciones técnicas de almacenamiento de energía para no perder irrevocablemente la energía limpia ya producida que no puede ser consumida. Los más eficientes son los acumuladores de energía reversibles, que equilibran la producción eléctrica en el lugar de generación, porque no hay pérdidas eléctricas durante la transferencia de energía. Estas soluciones técnicas son las más adecuadas para redes eléctricas distribuidas con gestión inteligente centralizada. Pero también son aplicables para la gestión local, incluso automatizada con ayuda de inteligencia artificial. Del documento de patente estadounidense US2014138954(A1) se conoce un sistema de turbinas hidrocinéticas para la aplicación de múltiples corrientes de agua lentas. Pero no hay forma de compactar este sistema con otras fuentes de energía renovables, ni de almacenamiento local de energía. Por lo tanto, tales sistemas no son lo suficientemente rentables y competitivos.
De otro documento de patente estadounidense US2019242361 (A1) se conoce una turbina sumergida en un fluido que fluye, por ejemplo, una corriente de agua, para extraer energía útil de la energía cinética del fluido. La instalación incluye: una plataforma flotante con rotores hidrocinéticos con palas fijas montada debajo de ella. El innovador proyecto energético desarrollado contempla una plataforma flotante con turbinas hidrocinéticas y fotovoltaica amplificada con tanques elásticos submarinos para el almacenamiento de energía con aire comprimido. Supera las deficiencias de tales soluciones técnicas acumulando el exceso de electricidad generada por energía fotovoltaica potenciada por luz y por turbogeneradores hidrocinéticos, comprimiendo aire en tanques elásticos submarinos, cuya energía potencial se utiliza periódicamente para la generación de electricidad secundaria cuando se necesita el consumo de electricidad.