Objectif du projet et savoir-faire

Les centrales hydroélectriques bien connues avec leurs grands barrages de stockage hydroélectriques contrôlent complètement le débit et le débit des rivières et ont donc un impact négatif direct sur les écosystèmes fluviaux et l'environnement de leurs rives adjacentes. Mais globalement, ils sont utilisés pour l'exploitation énergétique des courants fluviaux. En outre, à divers endroits, le besoin se fait sentir d'une source locale propre d'énergie électrique sans le générateur électrique conventionnel à essence ou à gaz. Une source d'énergie possible est les rivières ou les courants lacustres et marins. Un petit générateur à turbine est décrit dans le brevet US 4746808. La turbine est du type Pelton, ce qui nécessite une source d'eau sous pression. Il ne peut pas profiter de l'écoulement naturel de l'eau.

L'importance d'utiliser des énergies naturelles, propres et renouvelables apparaît comme essentielle pour lutter contre le réchauffement climatique. L'extraction d'énergie pour produire de l'électricité à partir de courants d'eau naturels se déplaçant horizontalement est radicalement différente de la production d'énergie hydroélectrique conventionnelle. Dans celui-ci, la pression de l'eau est conçue pour alimenter une turbine à pression qui entraîne un générateur électrique. Le brevet US 6013955 divulgue une turbine à circulation d'eau longitudinale qui est montée dans un carter destiné à être immergé dans un courant. La turbine est installée dans un pipeline. Le bloc turbine est équipé d'un stabilisateur de queue pour maintenir l'unité orientée le long du flux. La turbine est reliée mécaniquement à un générateur électrique séparé. Fondamentalement, tout type de dispositif à turbine présente au moins deux inconvénients :

1. Ils réduisent localement la vitesse du courant, ce qui réduit également le rendement des turbines.

2. Ils créent des conditions préalables à la congestion des dispositifs de turbine environnants, respectivement, bloquant le fonctionnement de la turbine.

L'utilisation de l'énergie hydrocinétique horizontale dans un moulin à eau traditionnel ou un générateur à hélice nécessite un débit d'eau de plusieurs mètres par seconde et est fortement limitée par la situation géographique. Mais un système énergétique est connu, d'après le document de brevet autrichien WO2005078276(A1), pour la conversion énergétique de l'énergie cinétique du courant avec de grandes quantités d'eau dans les rivières en dehors des canaux de navigation. L'installation a des diamètres extérieurs minimaux et couvre une section de passage maximale. Il comprend une turbine, à pales fixes ou mobiles, optimisée pour fonctionner dans une enveloppe en tôle d'acier. Cette construction est énergétiquement pénalisante car la chemise elle-même crée une résistance supplémentaire au frottement de l'eau contre elle et diminue le rendement global de l'installation. De plus, il est inapplicable dans les rivières et canaux à déchets flottants, qui obstruent la turbine dans le carter et gênent fortement sa rotation, y compris son blocage complet.

Une solution technique similaire avec une turbine à écoulement longitudinal entièrement immergée dans un cône diffuseur est connue du document de brevet américain WO2007100639(A2). Il présente les mêmes inconvénients que ceux évoqués ci-dessus. Un diffuseur similaire est également connu d'après la description du brevet des Pays-Bas WO2007107505(A1). Il est calculé pour un fonctionnement plus efficace de la turbine, mais aucun moyen d'accumulation d'énergie des excédents temporaires de la production d'électricité n'est prévu.

L'entrée massive des énergies renouvelables dans le système énergétique mondial nécessite des solutions techniques de stockage de l'énergie afin de ne pas perdre irrévocablement l'énergie propre déjà produite et non consommable. Les plus performants sont les accumulateurs d'énergie réversibles, qui équilibrent la production électrique sur le lieu de production, car il n'y a pas de pertes électriques lors du transfert d'énergie. De telles solutions techniques sont mieux adaptées aux réseaux électriques distribués avec une gestion intelligente centralisée. Mais elles s'appliquent aussi à la gestion locale, y compris automatisée à l'aide de l'intelligence artificielle. D'après le document de brevet américain US2014138954(A1), un système de turbines hydrocinétiques pour l'application de plusieurs courants d'eau lents est connu. Mais il n'existe aucun moyen de compacter ce système avec d'autres sources d'énergie renouvelables, ni de stockage d'énergie local. Par conséquent, de tels systèmes ne sont pas suffisamment rentables et compétitifs.

D'un autre document de brevet américain US2019242361(A1) une turbine immergée dans un fluide en écoulement - par exemple un courant d'eau - est connue pour extraire de l'énergie utile de l'énergie cinétique du fluide. L'installation comprend : une plate-forme flottante avec des rotors hydrocinétiques à pales fixes montées en dessous. Le projet énergétique innovant développé prévoit une plate-forme flottante avec des turbines hydrocinétiques et un système photovoltaïque amplifié par la lumière avec des réservoirs élastiques sous-marins pour le stockage de l'énergie avec de l'air comprimé. Il surmonte les lacunes de ces solutions techniques en accumulant l'électricité excédentaire générée par le photovoltaïque amélioré par la lumière et par les turbogénérateurs hydrocinétiques, en comprimant l'air dans des réservoirs élastiques sous-marins, dont l'énergie potentielle est utilisée périodiquement pour la production d'électricité secondaire lorsque la consommation d'électricité est nécessaire.