Barcazas de energía hidrocinética

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>La energía hidrocinética no es una nueva aplicación del concepto de usar la energía del agua en movimiento para crear electricidad – «sin presas», a diferencia de la energía hidroeléctrica convencional de las paredes de las presas u otras estructuras de barricadas artificiales detrás de las cuales se almacena la energía potencial en el agua – las ruedas hidráulicas de varios tipos se han utilizado en numerosas aplicaciones durante siglos.

La ubicación ideal para una turbina hidrocinética es estar ubicada en ríos profundos y caudalosos o inmediatamente aguas abajo de una planta hidroeléctrica convencional existente, donde se encuentran los cables de transmisión eléctrica y las instalaciones de interconexión, y donde la energía restante en la corriente de agua que sale de las turbinas de la presa puede ser reutilizada.

Cómo funciona la Barcaza Hidrocinética

Nuestra tecnología hidrocinética está diseñada para su uso en corrientes fluviales y oceánicas con una turbina de eje horizontal. Casi como montar varias ruedas Pelton en el mismo eje, pero mejor, ya que las ventajas de una pala sumergida verticalmente tienen características de rendimiento similares a las de una turbina de flujo cruzado montada horizontalmente. El núcleo de nuestra tecnología patentada está en el diseño cóncavo de los álabes de la turbina. El borde de ataque ofrece una resistencia reducida, mientras que el borde de fuga está optimizado aerodinámicamente para reducir el efecto dinámico plano. La turbina está montada horizontalmente en un casco o barcaza tipo catamarán y parcialmente sumergida en el agua que fluye por debajo de la barcaza.

En un entorno de río abierto, los proyectos de energía hidrocinética tendrán un factor de capacidad (CF) superior al 98%, ya que la energía se generará mediante el uso de una corriente de agua constante, de modo que se consideraría una planta de «carga base».

La velocidad de rotación de la turbina es muy baja, y puede ser detenida en cuestión de segundos a través de un equipo de detección de fallas automatizado y la turbina puede ser levantada del agua y puesta en modo de servicio en menos de 2 minutos.

La barcaza en la que están montadas las turbinas (y las propias turbinas) es capaz de hacer frente a las fluctuaciones en los niveles de agua, los aumentos sustanciales de velocidad y los impactos directos de los desechos grandes y de movimiento rápido (la turbina es autolimpiante para los desechos pequeños y el material vegetal flotante), y el único parámetro de flujo que disminuiría la salida de energía sería una disminución en la tasa de flujo del agua por debajo de la barcaza. Durante condiciones adversas extraordinarias o eventos de inundación, la barcaza puede ser removida del río si es necesario.

Nuestra primera barcaza está proyectada para generar 1 MW y producir 8,760 MWh de electricidad anualmente a una capacidad máxima a través de un generador síncrono de inducción de CA.

Debido a que la potencia es proporcional al cubo de velocidad y densidad del agua, una tasa de flujo más lenta de (digamos) 1 metro por segundo producirá menos energía que una tasa de flujo de (digamos) 3 metros por segundo, y dependiendo de la ubicación y otros factores tales como la profundidad, el tamaño de la pala de nuestra turbina sería diseñado para un rendimiento óptimo dadas las condiciones específicas del sitio. Por ejemplo, el álabe de la turbina puede ser largo y ancho para corrientes profundas de movimiento lento, o más corto y delgado para corrientes poco profundas de movimiento rápido.

La barcaza eléctrica está diseñada para durar por lo menos 20 años de vida útil, y debido a la escasez de piezas móviles, tendrá costos de mantenimiento y tiempo de inactividad muy bajos.

Ubicación del proyecto

No todos los ríos tienen caudales anuales adecuados debido a las variaciones estacionales de las precipitaciones, o caudales lo suficientemente profundos para sostener los requerimientos de flotación debido al peso de la barcaza. En muchas partes del mundo los lechos de los ríos están expuestos durante las estaciones secas, y sería mucho menos práctico para la instalación de una barcaza eléctrica.

En teoría, la barcaza funcionará mucho más eficientemente en el medio de una sección recta de un río, o más cerca de un banco en un río sinuoso donde la velocidad del flujo de agua es mayor, y en cualquier caso, la ubicación necesita permitir que el tráfico fluvial pase sin obstáculos y a una distancia segura.

Lo ideal sería que la conexión a la red eléctrica se realizara en un lugar cercano a las líneas de distribución o, alternativamente, cerca de un usuario final agrícola, industrial o comercial, a fin de evitar el gran gasto que suponen las largas líneas eléctricas aéreas.

Innovaciones técnicas

Nuestro diseño cóncavo patentado de la pala reduce la resistencia aerodinámica contra el borde de ataque, y también reduce el efecto dinámico plano del borde de fuga. Los álabes y las turbinas de la turbina son fáciles de reparar, modificar o actualizar. Si mejoramos el diseño de nuestras palas o utilizamos otros materiales como grafito, compuestos, aleaciones metálicas o plásticos de alta resistencia de grado industrial o realizamos avances técnicos que consiguen una mayor potencia de salida, por ejemplo, podemos levantar la turbina del agua y modificar la turbina existente en aproximadamente un día.

Licencias y permisos

Muchos países y gobiernos de todo el mundo están fomentando proactivamente la energía renovable y los proyectos respetuosos con el medio ambiente, y están racionalizando la concesión de permisos y creando incentivos de vía rápida para este tipo de desarrollos.

En Sudáfrica, NERSA ha publicado recientemente tarifas de energía renovable y directrices para proyectos de energía renovable.

Vida acuática y medio ambiente

Algunos defensores de la vida silvestre pueden estar preocupados de que las turbinas hidrocinéticas puedan dañar a los peces y a otros tipos de vida silvestre. Esto es generalmente una preocupación válida donde las turbinas hidroeléctricas tradicionales trabajan a varios cientos de rpm, lo que podría cortar y matar a los peces.

Nuestra turbina gira, o las palas se mueven, a la misma velocidad o menos a medida que el agua fluye, y en la misma dirección del flujo de agua.

Comparamos nuestra turbina con los informes publicados por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE.UU. para las ecuaciones de mortalidad de peces con el fin de observar la mortalidad potencial de los peces y predecir menos del 1% de mortalidad. Creemos que no habrá ningún impacto material adverso a la vida marina, y esperamos un impacto cero en la calidad del agua en lo que respecta a la temperatura, el oxígeno disuelto o la turbidez.

Avanzando

Nuestro plan es construir, poseer y operar un número limitado de barcazas de energía en el sur de África en asociación con nuestro pequeño grupo de sociedades limitadas estructuradas / inversores que pueden participar selectivamente en cada proyecto.

También ofreceremos licencias en otros países a compañías hidroeléctricas y empresas de servicios públicos ya establecidas, pero planeamos construir y ensamblar nuestras turbinas en Sudáfrica para su exportación. Prevemos que nuestros parámetros de licenciamiento implicarán el diseño completo de la barcaza sobre la base de los datos proporcionados por el cliente sobre una base específica del sitio. El cliente puede entonces construir la barcaza localmente de acuerdo con nuestros planos de diseño y dibujos.

Con el fin de ser un «buen vecino», también proporcionaremos micro turbinas muy pequeñas a precios muy reducidos y libres de regalías a ONGs calificadas que trabajan en zonas rurales afectadas por la pobreza en todo el mundo, donde la turbina podría ser montada sobre pequeñas montañas u otros arroyos, canales de irrigación, etc., suficientes para satisfacer unas pocas necesidades básicas, como por ejemplo, unas pocas bombillas, un ordenador, la carga de un teléfono móvil, etc.

Movimientos en negrita

Creemos que nuestra tecnología hace innecesaria la construcción de presas con los impactos ambientales y socioeconómicos asociados.

Los buques y barcazas del tipo catamarán hoy en día superan las 1.400 toneladas de capacidad de carga, lo que significa que nuestra turbina podría ser diseñada y construida para superar las cien toneladas, entregando cientos de Mega Watts por turbina. Puede ser desplegado en ríos como el Reno, Mississippi, Congo, Nilo y Amazonas, por nombrar algunos, donde varias barcazas de energía podrían ser encadenadas, o en corrientes oceánicas.

Vista superior

Vista frontal

Cuchillas

El inventor puede ser contactado en hf0157[AT]gmail.com

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