En la búsqueda constante por desarrollar tecnologías limpias y sostenibles que aprovechen el potencial de las energías renovables, la turbina mareomotriz EEL Energy ha surgido como una verdadera innovación en el campo de la energía marina.
La compañía francesa EEL Energy ha desarrollado una tecnología patentada que utiliza una membrana ondulante para optimizar la transferencia de energía mediante el acoplamiento fluido/estructura.
Esta llamativa invención, que recuerda en cierto modo al movimiento de las especies marinas, ha demostrado tener un alto rendimiento y promete desafiar las limitaciones físicas de las turbinas mareomotrices convencionales.
Cómo funciona la turbina mareomotriz EEL Energy
La membrana de la turbina responde a la presión del fluido en movimiento y se ondula de manera periódica. Estas deformaciones estructurales se transforman en electricidad mediante un sistema electromecánico eficiente.
Cabe destacar que toda la superficie de la membrana actúa como un sensor de energía, lo que permite un control preciso y optimización de la captura de energía de acuerdo con la corriente incidente.
Una de las ventajas tecnológicas más destacadas de la turbina EEL Energy es su capacidad para alcanzar una alta potencia de hasta 10 MW, lo que la convierte en una opción prometedora para la producción de energía a gran escala.
Además, a diferencia de las turbinas tradicionales, la turbina EEL Energy resuelve los problemas de cavitación y tiene una huella más pequeña en comparación con la energía recolectada, lo que la hace más eficiente y amigable con el medio ambiente.
La versatilidad de la tecnología también es digna de mención, ya que puede adaptarse a diversas condiciones y velocidades de corriente, lo que permite su instalación en zonas con bajas velocidades de fluido de únicamente 0,7 m/s. Incluso se puede colocar cerca de la costa, en aguas poco profundas, lo que amplía aún más las posibilidades de su implementación.
Otro aspecto destacado es que la turbina EEL Energy no está limitada por el famoso límite de Betz, que afecta a los sistemas de hélices y restringe la recuperación de energía. Gracias a su diseño revolucionario, logra capturar hasta un 62 % de la energía de la corriente, superando por primera vez la mencionada limitación física.
Diferentes modelos de turbina mareomotriz
La gama de productos de EEL Energy ofrece soluciones adecuadas para diversas aplicaciones. Desde modelos más pequeños con una potencia de 5 kW y una producción esperada de 20 MWh al año, hasta turbinas de 1000 kW con una producción de 2000 MWh al año.
El éxito de esta tecnología ha sido probado en condiciones reales con un generador piloto de 30 kW, que ha superado todas las expectativas durante las pruebas en el puerto de Brest, en Bretaña, Francia.
El resultado obtenido ha impulsado un avance en los límites físicos conocidos para las turbinas mareomotrices tradicionales, lo que representa un paso significativo hacia un futuro más limpio y sostenible.
Detrás de estos logros se encuentran importantes colaboradores y programas de apoyo, como los fondos FEDER Hauts de France y el programa Interreg ENCORE, así como el respaldo de empresas como Frisquet, Dassault Systèmes, 3DEXPERIENCE Lab y Aquanord, que han creído en el potencial de la tecnología EEL Energy.
Qué son la cavitación y el límite de Betz
La cavitación es un fenómeno hidrodinámico que ocurre cuando la presión del fluido disminuye significativamente en ciertas áreas, lo que provoca la formación y colapso de burbujas de vapor o cavidades en el líquido. Este fenómeno suele ocurrir en fluidos en movimiento, como agua o aceite, cuando la presión local del fluido cae por debajo de su presión de vapor.
La formación de estas burbujas de vapor se debe a que, en condiciones de baja presión, algunos puntos del fluido pueden alcanzar su punto de ebullición, incluso sin aumentar la temperatura. Estas burbujas se forman en áreas de alta velocidad del fluido, como alrededor de objetos sólidos, bordes afilados o en áreas de flujo rápido.
El problema principal con la cavitación es que cuando las burbujas de vapor colapsan, se produce una implosión que genera fuerzas extremadamente poderosas en las superficies circundantes. Esto puede causar daños en las estructuras, componentes o equipos expuestos al fenómeno de cavitación. El colapso violento de las burbujas también puede generar ruido y vibraciones molestas.
En el contexto de las turbinas hidráulicas y, específicamente, de las turbinas mareomotrices, la cavitación puede ser un problema significativo. Si se forma cavitación alrededor de las palas de la turbina o en otros componentes, el colapso de las burbujas de vapor puede dañar la superficie de las palas y afectar negativamente la eficiencia y el rendimiento de la turbina.
El límite de Betz, también conocido como límite de Betz-Betzold o límite de la eficiencia de Betz, es un principio fundamental en la teoría de la aerodinámica que establece el máximo rendimiento teórico que puede alcanzar una máquina de conversión de energía, como una hélice o una turbina, al interactuar con un fluido en movimiento, como el aire o el agua.
El límite de Betz fue propuesto por el físico alemán Albert Betz en 1919 y está relacionado específicamente con la captura de energía cinética de un fluido por parte de una máquina que extrae energía mecánica de él.
En el caso de las turbinas eólicas o hidráulicas, este principio establece que la máxima eficiencia teórica que puede lograrse al convertir la energía cinética del fluido en energía mecánica (y luego en electricidad) es del 59.3% del total de la energía cinética del fluido incidente.
Este límite teórico se alcanza cuando la velocidad del fluido detrás del rotor (la parte de la máquina que captura la energía) es nula, es decir, cuando la velocidad del fluido ha sido reducida a cero. Si se intenta extraer más energía del fluido, la velocidad detrás del rotor aumentaría, lo que disminuiría la eficiencia del proceso de conversión.
En términos prácticos, esto significa que ninguna máquina de conversión de energía basada en una hélice o rotor, como las turbinas eólicas o hidráulicas convencionales, podrá superar el límite de Betz en la cantidad de energía que puede capturar del flujo del fluido.
Sin embargo, es importante destacar que el límite de Betz es un límite teórico y se aplica específicamente a máquinas de conversión de energía que utilizan rotores o hélices. Algunas tecnologías, como la turbina mareomotriz EEL Energy mencionada previamente, utilizan un enfoque diferente para capturar la energía de los fluidos y, por lo tanto, no están sujetas al límite de Betz.
Más información | Offshore-energy.biz
