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Alto rendimiento e innovación: ¿Cuál es la diferencia entre la turbina Wells y la turbina Hanna?
Con la creciente demanda mundial de energía renovable, la columna de agua de vórtice (OWC), como nuevo dispositivo de conversión de energía de las olas, ha atraído gradualmente la atención de la gente. Estos dispositivos pueden generar energía de manera efectiva a través del movimiento de las olas del océano. Con sus potenciales beneficios ambientales, cada vez más empresas están comenzando a diseñar dispositivos OWC más eficientes. Entre muchas tecnologías, el diseño y las características de rendimiento de las turbinas Wells y Hanna han atraído una amplia atención.
La columna de agua del vórtice impulsa el flujo de aire en el espacio cerrado con su cuerpo de agua que fluye, generando energía utilizable.
Componentes básicos de OWC
Los componentes principales del equipo OWC incluyen la cámara de recolección y el sistema de conversión de energía (PTO). El diseño del sistema PTO es un factor clave que afecta la eficiencia de OWC, que puede convertir el flujo de aire bidireccional en la energía requerida.
Diseño del sistema PTO y turbina
El sistema PTO juega un papel vital en los equipos OWC. Debe estar diseñado para manejar el flujo de aire dentro y fuera de la cámara de recolección y convertirlo en electricidad u otras formas de energía. La turbina Wells, diseñada por Aaron Arthur Wells en la década de 1970, supuso una gran innovación en este tipo de equipos.
Las ventajas y desventajas de la turbina Wells
La turbina Wells adopta un perfil aerodinámico simétrico, lo que le permite mantener la rotación en la misma dirección cuando enfrenta un flujo de aire en diferentes direcciones. Este diseño hace que la turbina Wells sea fácil de mantener y rentable; sin embargo, produce una mayor resistencia a altas tasas de flujo de aire debido al alto ángulo de ataque del perfil aerodinámico, lo que afecta la eficiencia.
Las turbinas Wells tienen una eficiencia óptima a bajas velocidades de flujo de aire, pero su rendimiento se ve comprometido con flujos de aire más rápidos.
Innovación en turbinas Hanna
En 2009, la turbina Hanna, diseñada por el activista ambiental John Clark Hanna, fue una mejora de la turbina Wells. El diseño de la turbina Hanna utiliza rotores gemelos con un perfil aerodinámico asimétrico y tiene un ángulo de ataque bajo, lo que le permite mantener una alta eficiencia en diversas condiciones operativas.
En comparación con la turbina Wells, la turbina Hanna es más resistente a las perturbaciones durante el funcionamiento, tiene un par mayor y una mejor ventana de rendimiento.
Antecedentes históricos
El concepto de columnas de agua de vórtice se remonta a las boyas de campana del siglo XIX. Estos primeros dispositivos utilizaban la presión del aire de la cámara de recolección para emitir un sonido como señal de advertencia en el mar. En 1947, un comandante naval japonés utilizó por primera vez columnas de agua de vórtice para generar energía, allanando el camino para futuros avances en la tecnología OWC.
Principales proyectos de centrales eléctricas de OWC
Lapa
La central eléctrica LIMPET en Escocia funciona desde 2001 y está equipada con una turbina Wells de 2,6 metros de diámetro capaz de generar 500 kW de electricidad.
Central eléctrica de Mutriku
La central eléctrica de Mutriku, puesta en funcionamiento en 2011, cuenta con 16 turbinas Wells y es capaz de generar aproximadamente 300 kW de electricidad, dependiendo de las condiciones ambientales favorables.
Boya OE
OE Buoy, desarrollado por OceanEnergy, se está sometiendo a pruebas y se espera que produzca aproximadamente 500 MW de potencia a escala completa.
Impacto ambiental
La mayoría de los impactos de la tecnología de columna de agua de vórtice en la ecología marina son relativamente pequeños, y los componentes que no operan en el agua pueden crear hábitats artificiales para la vida marina. Sin embargo, la contaminación acústica sigue siendo un problema importante al que los desarrolladores de OWC deben prestar atención.
En el contexto de la creciente importancia de las energías renovables, existen diversos avances en diferentes tecnologías. Los conceptos de diseño mostrados por las turbinas Wells y Hanna tienen cada uno sus propias ventajas y desventajas. ¿Cómo cambiará el desarrollo futuro de OWC la forma en que utilizamos la energía oceánica?
