El sistema de turbina de quinta generación de Verdant Power se somete a una prueba en el agua en el East River de la ciudad de Nueva York en 2012. Imagen cortesía de Verdant Power, C ª. Cuando piensas en el East River en la ciudad de Nueva York, La energía renovable probablemente no sea lo primero que se le ocurra. Sin embargo, el río una vez un pozo negro y un vertedero para un cuerpo ocasional, se ha encontrado a la vanguardia del movimiento de energía verde. En septiembre de 2012, Trey Taylor, propietario de Verdant Power, hundió una turbina eléctrica especial de tres palas en la vía fluvial que corre a lo largo del lado este de Manhattan. Taylor diseñó la turbina, que parece un ventilador moderno unido a un cuerpo en forma de torpedo, para generar electricidad a partir del empuje y tracción de las fuertes corrientes del río [fuente:McGeehan].
Para 2017, 30 de esas turbinas podrían salpicar el río, con cada unidad generando 35 kilovatios de electricidad. Si tiene éxito, el proyecto podría proporcionar suficiente energía para abastecer de combustible a cientos de hogares. Hecho de plástico y fibra de vidrio estratificada, las turbinas mareomotrices del East River son una de las varias innovaciones tecnológicas que sacuden el mundo hidroeléctrico [fuente:McGeehan].
De un extremo al otro del planeta, Los científicos e ingenieros están trabajando en una variedad de conceptos, algunos reales, otros imaginaron, eso ayudará a que esta fuente de energía tan antigua sea aún más importante y moderna. Estos días, El 6 por ciento de la electricidad de EE. UU. Proviene de la energía hidroeléctrica (es decir, el 70 por ciento de la electricidad renovable generada en EE. UU.) [Fuente:DOE de EE. UU.]. La oferta es ilimitada, aunque no todas las áreas son un buen lugar para construir un proyecto hidroeléctrico.
Febrero de 2011:Vista de la escalera de peces en Longview, Lavar., donde nadan cabezas de acero. Imagen cortesía de Tess McBride / USFWS (bajo licencia CC by 2.0) Si eres un pez de agua dulce como una trucha, lo último que quieres ver es una presa. Las presas evitan el movimiento río arriba de los peces juveniles hacia las aguas donde desovarán y vivirán el resto de sus días. Los ecologistas se han lamentado durante mucho tiempo de los estragos que pueden causar las presas. Entra por las escaleras para peces.
Una de las escaleras para peces más tecnológicamente avanzadas se encuentra en Montana, en la planta hidroeléctrica de Thompson Falls en el río Clark Fork. Es la primera escalera para peces de longitud completa en los EE. UU. Continental diseñada específicamente para la trucha toro, una especie amenazada. Los $ 8 millones, La escalera de 72 pies (22 metros) de altura tiene 48 escalones que los peces pueden subir [fuentes:Holyoak, PPL Montana].
Los peces que nadan río arriba son atraídos por la pequeña abertura en la base de la escalera por el agua descargada. Empiezan su ascenso por la escalera de acero y hormigón para peces, luchando contra el agua corriente en cada paso del camino. Cada uno de los 48 pasos, o piscinas, mide aproximadamente 5 pies (1,5 metros) de ancho y 6 a 10 pies (1,8 a 3 metros) de largo y tiene aberturas en la parte superior e inferior. Los peces finalmente llegan a una piscina de recolección de 17 pies (5 metros) y luego a un tanque de retención. Una vez dentro del tanque, los científicos examinan y marcan los peces, que luego se liberan sobre la presa [fuentes:Holyoak, PPL Montana].
Sin embargo, las escaleras para peces no siempre funcionan tan bien como están diseñadas. Un estudio separado de la Universidad de Massachusetts Amherst encontró que solo un pequeño porcentaje de las poblaciones de peces atraviesan con seguridad las presas que los investigadores observaron [fuente:Adams].
Puede ver todas las partes de una central hidroeléctrica típica en esta ilustración, incluyendo las tuberías de la compuerta. © HowStuffWorks La naturaleza sabe una o dos cosas. Todo lo que tienes que hacer es mirar. Cuando un ingeniero hidroeléctrico y un científico médico juntaron sus cabezas a fines del siglo XX, se les ocurrió una nueva forma de aumentar la energía de las centrales hidroeléctricas existentes en casi un 10 por ciento [fuente:Piesold y Caro]. Todo lo que hicieron fue aplicar el diseño en forma de espiral de los vasos sanguíneos humanos para crear una forma similar tubería de compuerta .
La compuerta helicoidal es similar al cañón de un rifle, que tiene ranuras en espiral grabadas en el interior. El agua corriente fluye a través de la compuerta helicoidal, y como una bala en un cañón estriado, comienza a girar. Las tuberías enfocan el flujo del agua directamente sobre la turbina eléctrica, mejorar el rendimiento de la turbina [fuente:Piesold y Caro].
El inventor Rick Dickson se inspiró para crear su hidrosfera después de leer sobre el naturalista y explorador Dr. Charles William Beebe (en la foto aquí), que sondeó las profundidades del océano en una batisfera en la década de 1930. Imágenes Keystone / Getty Se ve bien en papel pero el inventor Rick Dickson dice que su idea puede funcionar cuando se pone a prueba. Dickson habla de un generador hidroeléctrico que aprovecha las inmensas diferencias de presión en las aguas profundas de los lagos u océanos. Lo llama un hidrosfera y cree que puede generar hasta 500 megavatios de energía renovable continua [fuente:Scoop].
Aunque todavía tiene que construir un prototipo o obtener una patente, La hidrosfera de Dickson es un tipo de Represa hidroeléctrica cilíndrica que funciona con la presión variable del agua del océano o del lago [fuente:Scoop].
El otro invento de Dickson no se parece exactamente a este ícono de la energía hidroeléctrica:la presa Hoover. iStockphoto / Thinkstock La hidrosfera llevó a Dickson a otro invento, los Generador de aire-agua-gravedad , que él cree que es la central hidroeléctrica del futuro. El AWG es un gran Cilindro hueco lleno de aire y anclado al fondo marino a distintas profundidades. Un generador eléctrico se encuentra dentro del cilindro. Para generar energía, una válvula deja entrar agua al dispositivo a gran presión. El agua que fluye entra en una cámara de vacío y obliga a un pistón a subir un estator , la parte estacionaria del generador sobre la que gira un rotor. A medida que el pistón sube por el estator, genera electricidad [fuente:Comunicado de prensa gratuito].
Cuando el pistón alcanza un tope de metal en la parte superior del estator, libera una válvula conectada a un tubo de snorkel hueco en la base del cilindro. La tubería se abre permitiendo que el aire se descomprima. Eso obliga al rotor a bajar por el estator, una vez más generando electricidad. El agua también sale del cilindro con gran fuerza y sale por el tubo de esnórquel hacia la superficie del océano. El agua sale disparada por la parte superior de la tubería como un géiser. A continuación, la válvula de descarga se cierra, reabre la toma de agua, y el ciclo se repite. Dependiendo de su tamaño y la profundidad a la que se coloque en el océano, el AWG puede producir hasta medio gigavatio de energía continua [fuentes:Comunicado de prensa gratuito, Más allá de los combustibles fósiles. El dispositivo no había sido prototipado ni patentado en el momento de la publicación.
Un generador de electricidad basado en energía de las olas se encuentra frente a la costa de Portugal en 2008. Una falla técnica obligó a la granja de energía de las olas a desconectarse después de dos meses. Utilizaba tubos flotantes cuyo movimiento oscilante bombeaba fluido hidráulico para impulsar los generadores. Joao Abreu Miranda / AFP / Getty Images El eco de las olas golpeando contra una costa rocosa o una playa de arena es un sonido relajante. ¿Sabías que también es un sonido enérgico? La energía cinética es la energía del movimiento, y el agua corriente está rebosante de ella. Eso es porque el movimiento de las olas es impulsado por el viento y la geología oceánica [fuente:Union of Concerned Scientists].
Los ingenieros y científicos han ideado una variedad de dispositivos para aprovechar la energía hidrocinética generada por las olas. De hecho, Los científicos dicen que si pudiéramos extraer solo el 15 por ciento de la energía a lo largo de la costa de EE. UU. (específicamente la costa oeste), Estados Unidos podría generar tanta electricidad como todas las represas hidroeléctricas de la nación [fuente:Union of Concerned Scientists].
La unidad generadora de turbina TidGen de Ocean Renewable Power se está preparando para su instalación en el sitio del proyecto Cobscook Bay Tidal Energy Project Imagen cortesía de Ocean Renewable Power Hablando de energía hidrocinética, ¿Alguna vez has ido a nadar al océano? ¿La marea saliente te arrastró desde la orilla? Las mareas tienen un poderoso golpe y podemos utilizarlos para generar electricidad.
En 2012, Uno de los primeros proyectos de energía mareomotriz en los Estados Unidos comenzó a suministrar energía a la red eléctrica. El proyecto, una turbina submarina frente a la costa de Maine, fue construido por Ocean Renewable Power Co.La turbina se asemeja a una cortadora de césped antigua, pero en esencia es una especie de molino de viento submarino. Las láminas de la turbina giran cuando la marea entra y sale de Cobscook Bay cerca de Eastport. Las mareas en el área son algunas de las más altas de Maine, alcanzando 20 pies (6 metros). El generador de 21 millones de dólares puede alimentar de 25 a 30 hogares [fuentes:Sharp, Woodard].
Un sistema RiverStar implicaría colocar módulos a lo largo de una vía fluvial (como el majestuoso río Colorado que se muestra aquí) en lugar de represarlo en una ubicación específica. iStockphoto / Thinkstock Represar un río para generar electricidad es tan del siglo XX. Las presas no solo alteran el paisaje, pero también pueden afectar la vida silvestre (¿recuerdas esas escaleras para peces que mencionamos?). ¿Y si pudiéramos aprovechar el poder del río sin construir presas y embalses? Una empresa con sede en California llamada Bourne Energy cree que ha encontrado la respuesta [fuente:Bourne Energy].
El sistema RiverStar de la compañía recolecta energía cinética a lo largo de un río en lugar de en un solo lugar, como hacen las presas. Así es como funciona:los ingenieros colocan una serie de "módulos" al otro lado de un río. Cada módulo está compuesto por una turbina, un estabilizador, un sistema de amarre y un sistema de conversión de energía. Los cables de acero de alta tensión mantienen cada unidad en su lugar y se conectan entre sí en una matriz. El agua que fluye pasa a través de las turbinas, y mientras giran, recogen la energía del río, que impulsa un generador. Los funcionarios de Bourne dicen que RiverStar puede generar 50 kilovatios en un río con una velocidad del agua de 4 nudos. La compañía agrega que RiverStar no afecta los patrones de migración de los peces ni impide el tráfico fluvial.
VIVACE podría encontrar su primer hogar en el río Detroit. iStockphoto / Thinkstock En 2007, Michael Bernitsas, profesor de la Universidad de Michigan, encontró una manera de aprovechar la energía cinética de un río que fluye observando cómo se mueven los peces a través del agua. Creó un dispositivo al que llama VIVACE , que es la abreviatura de Vortex Induced Vibration for Aquatic Clean Energy [fuentes:Vortex Energy, Lafay].
Como puede decirte cualquier pescador de truchas, cuando un banco de peces se mueve por el agua, los peces curvan sus cuerpos y crean pequeños remolinos. Los peces empujan sus cuerpos fuera de los vórtices para impulsarse hacia adelante. VIVACE funciona de la misma manera. Los ingenieros colocan una serie de cilindros en el fondo del río o del océano. La corriente que pasa fluye sobre los cilindros creando vórtices, que mueven los cilindros hacia arriba y hacia abajo. Dentro de cada cilindro hay un imán que se mueve sobre una bobina de metal, generando una corriente continua eléctrica. Luego, VIVACE toma la corriente CC y la convierte en CA. A diferencia de otras tecnologías hidrocinéticas, La invención de Bernitsas puede aprovechar la energía de los ríos de movimiento lento [fuentes:Vortex Energy, Lafay].
Las turbinas están en todas partes en las que se utiliza energía hidroeléctrica. En el océano. En el rio. En tubos. Éste, una de las turbinas submarinas más grandes del mundo, aparece en la foto el 19 de octubre, 2011, en la bahía de Brehec en Plouezec, Francia occidental. Fred Tannea / AFP / Getty Images Líneas de alcantarillado, líneas de agua dulce, Tuberías y conductos de aguas residuales:casi todas las ciudades tienen algún tipo de tubería de agua que serpentea a través de ellas. ¿Y si hubiera una forma de aprovechar el poder del agua corriente que pasa por las tuberías municipales? Un nuevo invento ha hecho precisamente eso.
Una empresa israelí llamada Leviathan ha creado una turbina de agua que se puede encerrar en una tubería. Cuando el agua pasa por la turbina, genera electricidad. El dispositivo, llamada Turbina Benkatina, funciona con el agua que fluye a través de tuberías de agua cerradas, tuberías de alcantarillado, canales y tuberías que eliminan las aguas residuales de las fábricas [fuente:Leviathan Energy].
Podría crear una planta hidroeléctrica en su casa con un grifo y algunas otras partes. iStockphoto / Thinkstock Imagínese convertir su casa en una mini central hidroeléctrica. Eso es exactamente lo que Fulton Innovation tiene en mente. La empresa con sede en Michigan ha creado tecnologías hidroeléctricas de Liliputiense que pueden alimentar radios eléctricas, Altavoces, relojes y televisores, usando el agua que sale del grifo del baño.
En el corazón de la tecnología Splashpower de Fulton se encuentra un dispositivo llamado generador hidroeléctrico en miniatura. Dichos generadores producen electricidad utilizando el flujo de agua en una casa o edificio. Cada vez que haces correr el agua con un mini-generador Splashpower, puede alimentar sistemas de rociadores, iluminación de emergencia, un descalcificador de agua e incluso iluminación de campamento al aire libre Los dispositivos minihidroeléctricos también se pueden usar para cargar baterías [fuente:Splashpower].
¿Se ha preguntado alguna vez por qué la mayoría de la gente vive cerca de cuerpos de agua? El agua facilitó el traslado de un lugar a otro. Las fuentes de agua se utilizaron para la agricultura. Además, la energía hidroeléctrica fue la energía elegida durante siglos. La historia de la energía hidroeléctrica es, en esencia, la historia de la humanidad. Los antiguos griegos usaban su músculo para moler harina a mano. Luego inventaron una de las primeras ruedas hidráulicas que facilitó mucho el trabajo. Ellos y otros aplicaron esa tecnología a la fabricación de textiles, carpintería y otros usos. A través de los siglos, Hemos ideado nuevas y mejores formas de aprovechar el poder del agua corriente, como los de este artículo.
