Patent WO-2018064785-A1 (WO)
Inventor: DE LA JARA HARTWIG EMILIO ALFONSO
IPC: E02B5/00
Filed: 2016-10-06
Abstract: La presente invención se relaciona al ámbito de un sistema para convertir la energía de un curso de agua (artificial o natural) en energía mecánica y/o eléctrica. Es así como, los problemas técnicos que resuelve esta invención son variados, los cuales son la principal causa que muchos canales artificiales con potencial de generación de energía se encuentren inexplotados. Primero, uno de los problemas más importantes para convertir la energía de un curso de agua sin caídas, es que la cantidad de energía extraíble por medios convencionales suele ser muy baja para aplicaciones prácticas, haciéndola técnica o económicamente inviable. Segundo, los canales artificiales poseen comúnmente una gran variabilidad de flujos durante el año, lo cual implica distintas alturas de escurrimiento del agua durante el año, dificultando la producción de energía debido al tamaño fijo de los rotores de los sistemas convencionales, que con una altura variable, generará que parte la turbina esté fuera del agua, generando salpicadura del agua y olas en el caso de una turbina de eje horizontal, y una menor área mojada en el caso de una turbina de eje vertical. El tercer problema que resuelve este sistema es que al instalar una turbina en el canal, es que los sistemas actuales generan una obstrucción al flujo de agua, lo cual puede producir el desborde del canal en el caso que ocurra una crecida y se requiera el escurrimiento máximo que tiene el canal por diseño. El cuarto problema que resuelve esta invención es el corte o el cambio de dirección que se debe hacer en un canal a la hora de hacer la instalación de una turbina, ya que la obra civil que requieren los sistemas convencionales, requieren el re-direccionamiento del caudal o bien corte definitivo de éste, dejando a los usuarios del agua más abajo sin agua. El sistema de la invención se componen de los siguientes subsistemas: Turbinas, compuertas, con sus soportes y sistemas de posicionamiento respectivos, todos éstos soportados externamente al canal para mantener la misma capacidad de descarga que tenía antes de la instalación del sistema. En la entrada del flujo, el sistema posee una compuerta completamente removible, cuya función en conjunto con el bloqueo provocado por las turbinas, es regular la altura de escurrimiento aguas arriba del canal, al mismo tiempo que mantiene las turbinas sumergidas para distintos flujos másicos que se den durante el año. El dispositivo consta de una pluralidad de turbinas, las cuales pueden ser removidas completamente y poseen uno o más rotores independientes o interconectados entre sí con bombas o generadores eléctricos, para convertir la energía mecánica del rotor en energía útil. El sistema modifica una serie de parámetros geométricos y dinámicos de manera aparejada, con el objetivo de maximizar el desempeño de la extracción de energía, modificando la velocidad de giro y torque de la turbina, en conjunto con la altura de las compuertas, para así de maximizar la extracción de energía para distintos niveles de caudal durante todo el año, sujeto a que no se derrame agua por fuera del borde del canal. El sistema está diseñado para ser instalado en serie y maximizar la energía extraída en el curso de agua, generando más potencia y energía anual que los medios convencionales.