ES2932385A1 - Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas - Google Patents

Abstract

El sistema de la invención permite la generación de energía utilizando turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas. El sistema está constituido por una pluralidad de turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas, un generador eléctrico para la transformación de la energía de rotación generada por las turbinas en energía eléctrica y unos concentradores vinculados a las turbinas, donde cada concentrador alberga a una turbina. Así, los concentradores de la presente invención están provistos de actuadores y sensores capacitivos que forman parte de un módulo electrónico TICC programable de control y comunicación, el cual posibilita la operación coordinada de la pluralidad de turbinas y concentradores que forman parte del sistema, gestionando el flujo de fluido que los atraviesa.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un sistema de generación de energía en el que se emplean turbinas de palas definidas por curvas helicoidales que pueden ser cónicas o esféricas, y que también incluyen concentradores, los cuales son capaces de eliminar el comportamiento turbulento que caracteriza a este tipo de turbinas debido a la adaptación exterior lateral del flujo a la geometría de las palas y la expulsión del mismo de la turbina.

Por otro lado, y más concretamente en su operativa con corrientes de flujo eólicas, la presente invención suple la baja densidad energética de las brisas circulantes sobre la superficie terrestre mediante su captación, dirección y concentración, consiguiendo un incremento significativo de la velocidad del flujo en la entrada de las turbinas que integran el sistema de la presente invención.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas presentan una pluralidad de palas de rotación caracterizadas por una curva comprendida dentro del conjunto de las hélices. Este tipo de curva queda descrita por un punto el cual se mueve girando en torno a un eje central proveniente de una superficie de revolución a la vez que esta gira en torno al eje de dicha superficie. Los giros y desplazamientos son proporcionales entre sí manteniendo una pendiente constante respecto de la base normal al eje central de la superficie.

Las turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas presentan un par de arranque superior al resto de modelos, y ofrecen un componente estético agradable a la vista y particular.

En este sentido, el documento de patente núm. US8226369B2 divulga una turbina helicoidal que reivindica la canalización del flujo de aire a través de la hélice cónica para convertirlo en fuerza motriz. Mientras que la solicitud internacional de patente núm. WO2011142653A1 divulga una turbina donde la pala de rotación se caracteriza por una forma en espiral en 2 dimensiones, la cual se transforma en tridimensional a través de un eje central, teniendo como misión la conversión de energía a través del aprovechamiento de un fluido.

Sin embargo, las turbinas divulgadas en estos documentos presentan un comportamiento defectuoso y en consecuencia con una mínima vida útil a causa de la incorrecta gestión del flujo tanto en su adaptación lateral exterior como en su expulsión. Esto es debido a que la geometría de las palas de rotación define la dirección de la circulación del flujo en el interior de la turbina, provocando una salida helicoidal y turbulenta. Ello combinado al flujo exterior lateral adaptado a la geometría de la turbina, provoca la creación de un toroide alrededor de la turbina. Este fenómeno provoca que el flujo turbulento impacte sobre la cara exterior de las palas, generando vibraciones armónicas proporcionales a la velocidad del flujo, y de manera colateral un comportamiento errático en la entrada del flujo.

Es decir, las turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas presentan un comportamiento deficiente en su funcionamiento generando vibraciones incluso a partir de un bajo número de revoluciones por minuto (RPM), hasta el punto de causar su fallo.

El desarrollo de concentradores se ha centrado en el ámbito eólico, por ejemplo, la solicitud de patente núm. US4075500A divulga una turbina horizontal destinada a mejorar la velocidad de entrada del viento y limitar las turbulencias de salida una vez el flujo ha impactado en las palas de rotación.

También el documento de patente núm. US9512817B2 divulga una pluralidad de anillos concéntricos que se incorporan en turbinas de eje horizontal tipo tripala para conseguir efectos similares a la patente núm. US4075500A con un mayor rendimiento y mejores prestaciones.

Los documentos de patente núm. WO2011/008720 y núm. US20090280008A1 divulgan dispositivos más complejos igualmente incorporados sobre turbinas de eje horizontal, con anillos difusores para mejorar la entrada del flujo eólicos, y una carcasa en forma de embudo con mayor superficie de salida que la superficie de entrada, para tratar de facilitar la salida del flujo eólico.

Por otro lado, también son conocidos concentradores para aerogeneradores de eje vertical con varios tramos de circulación como los divulgados en las patentes núm. US1595578A y núm. WO2013/038215.

El documento núm. US1595578 divulga un dispositivo concentrador de viento de carcasa anular que presenta unos conductos radiales con paredes laterales, superiores e inferiores, convergentes hacia el eje central de la carcasa. En el centro de la carcasa está el rotor provisto de álabes.

Mientras que el documento núm. WO2013/038215 se refiere a una central de energía eólica de doble turbina dispuesta en un eje vertical la cual presenta: una carcasa de la máquina construida sobre una base sólida, una estructura de tejado adecuada para su altura, un rotor interno y un rotor externo compuestos de una serie de álabes. Así, el rotor externo de la central de energía eólica gira en una dirección opuesta a la del rotor interno y está dispuesto en un eje vertical que comparte con el rotor interno. Los extremos del eje inferior de los dos rotores están conectados a primeras y segundas máquinas eléctricas de producción de energía eléctrica, ya sea directamente, o con la ayuda de primeros y segundos dispositivos de transmisión.

Sin embargo, ninguno de los documentos de patente citados divulga una configuración concentradora para turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas que, con independencia de la orientación de su eje, elimine el comportamiento turbulento, posibilitando su correcto funcionamiento y permitiendo alargar su vida útil.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema de generación de energía que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta de forma que la inclusión de unos concentradores desarrollados para turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas posibilitan la eliminación de los efectos turbulentos que frecuentemente aparecen durante el funcionamiento de este tipo de turbinas.

La presente invención se ha concebido para su uso con fluidos, ya sea mediante su interacción con un flujo gaseoso o líquido, por ejemplo, de aire o agua. El uso del sistema se contempla tanto en un entorno hidráulico como para el aprovechamiento de corrientes eólicas. De igual manera puede ser usada tanto en turbinas con eje horizontal como en turbinas con eje vertical, consiguiendo con esta última configuración un mejor rendimiento del sistema al ser la captación del flujo del fluido - ya sea eólico o hidráulico - independiente de la dirección de éstas.

Concretamente, el sistema de la presente invención presenta, al menos:

- una pluralidad de turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas en rotación sobre un eje central describiendo una circunferencia de radio “r”.

- un generador eléctrico para la transformación de la energía de rotación generada por las turbinas en energía eléctrica.

- unos concentradores vinculados a las turbinas, donde cada concentrador alberga a una turbina.

Ventajosamente, los concentradores de la presente invención están provistos de actuadores y sensores capacitivos que forman parte de un módulo electrónico TICC programable de control y comunicación.

La pluralidad de concentradores trabaja de manera coordinada, gestionando el flujo circulante por la turbina insertada en el concentrador mediante un módulo electrónico TICC programable de control y comunicación, donde TICC corresponde a las siglas Tecnologías de la Información, de la Comunicación y el Conocimiento. El mencionado módulo incluye una pluralidad de sensores de evaluación y análisis de la calidad de circulación del flujo, una pluralidad de actuadores para controlar el giro de rotación de las turbinas y el caudal de circulación, así como un módulo de comunicación para el envío y almacenamiento de datos a través de su gestión con servicios virtuales o similares.

Preferentemente, el módulo electrónico TICC programable de control y comunicación está compuesto por una estructura de tres capas, comprendiendo:

- Una primera capa que está formada por los sensores para el análisis de la calidad de la circulación del flujo y los actuadores para la gestión individual y general de cada concentrador y turbina;

- Una segunda capa está formada por una pluralidad de dispositivos acondicionadores de señal para su procesamiento y envío a módulos de control y monitorización de datos;=y

- Una tercera capa formada por las interfaces para gestionar la operatividad del sistema a través de software de comunicación y de almacenamiento de datos a través de su gestión con servicios virtuales o similares.

Por otro lado, cabe señalar que las turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas presentan de forma aislada un comportamiento no estable, tal como se detallaba en los antecedentes. Es decir, no es posible el funcionamiento de una turbina de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas a no ser que se le acompañe un concentrador con la configuración concreta que ahora se preconiza.

Tal como se detallará seguidamente, el perfil de revolución establecido para el concentrador desarrollado minimiza la capa límite turbulenta generada en su superficie y maximiza la entrada de flujo acelerado. En este sentido, cabe señalar que cuanta menos capa límite, más facilidad de gestión del flujo de manera laminar posibilitando un mayor control y permitiendo que las turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas trabajen sin comportamientos turbulentos. Así, el concentrador de la presente invención elimina el comportamiento turbulento en forma de toroide generado por la expulsión de flujo sumado a la adaptación de las corrientes a la geometría de la turbina. Su geometría permite separar estos dos comportamientos y en consecuencia que no se propicie el comportamiento toroidal alrededor de la turbina.

Así, el concentrador desarrollado para la presente invención está concebido para cumplir dos objetivos:

- reducir al máximo los efectos turbulentos para una rotación efectiva y duradera.

- optimizar la circulación de flujo para maximizar la generación de energía.

Concretamente, cada concentrador de la presente invención esta formado por las siguientes porciones diferenciadas:

- presenta una porción de expulsión de flujo,

- una porción cilíndrica, y

- una porción envolvente por la que entra un flujo,

Sobre la porción cilíndrica se inscribe la turbina, es decir que la porción cilíndrica presenta un diámetro tal que permite albergar las palas de la turbina e incluyendo una tolerancia no superior a 1/5”r”, siendo “r” el radio de una circunferencia definida por las curvas helicoidales cónicas o esféricas de las palas de la turbina en rotación.

Por otro lado, la porción envolvente presenta un primer cuerpo de geometría cónica truncada decreciente seguido de un segundo cuerpo de geometría cónica truncada creciente, estando el primer cuerpo y el segundo cuerpo unidos mediante una sección de paso. Así, la reducción de sección de paso en el primer cuerpo de la porción envolvente facilita la entrada del flujo que pasa a su través. La detallada configuración de la porción envolvente está definida para que se genere en su superficie la mínima capa límite turbulenta parametrizada por su espesor, definiéndose el espesor como la distancia perpendicular a la superficie, desde ésta hasta el punto donde la velocidad del flujo es igual al 99 % de la velocidad de corriente libre.

Opcionalmente, el primer cuerpo de la porción envolvente está provisto de, al menos, un deflector que presenta un acabado curvo de perfil proporcional al segundo cuerpo de la porción envolvente. El número de deflectores depende del número de palas de rotación de la turbina. La presencia de los deflectores ayuda a canalizar el flujo acelerado de manera eficiente hacia la geometría de las palas de rotación, reduciendo la capa limite generada en las superficies, y en consecuencia minimizando el comportamiento turbulento en la circulación del flujo en el sistema de la invención.

Por otro lado, y también de forma opcional, los concentradores que constituyen el sistema de la presente invención presentan su superficie interna con un acabado texturizado, donde el texturizado se entiende como un pequeño relieve o resalte que evoca a una textura.

Finalmente, cabe destacar que la presente invención puede ser aplicada en turbinas en posición horizontal, en posición vertical e incluso en pendiente, y que está previsto su uso en el ámbito hidráulico donde se implementa en cualquier tipo de equipamiento o infraestructura que incluya una o una pluralidad de interfaces concentradoras en conducciones fluidas cerradas o abiertas. De hecho, se puede implementar en dispositivos portátiles o estacionarios, en instalaciones industriales, agropecuarias, urbanas o de mantenimiento, donde existan canales, sistemas de irrigación, cauces o similares.

Por otro lado, y conforme se detalla en un ejemplo de uso en una realización preferente, también el sistema de la invención se aplica en el ámbito eólico como sistema de generación eólica de manera independiente o incorporado a dispositivos autónomos, equipamiento urbano, estructuras porticadas o paneles de fachada en instalaciones arquitectónicas, como elemento divisionario en vías de circulación, túneles, etc., en definitiva, en cualquier equipamiento o arquitectura que lo incorpore en canales o conducciones concebidas para la circulación de corrientes gaseosas, instalaciones de climatización, ventilación, chimeneas, o similares. En el caso de aerogeneradores, la incorporación del concentrador a la turbina permite alcanzar la potencia nominal del aerogenerador a velocidades más reducidas, derivando en un mayor tiempo de funcionamiento.

También el presente sistema se aplica en el ámbito de la industria automovilística, en base a la capacidad de incluir tales dispositivos en vehículos y medios de transporte, capaces de captar el flujo eólico gracias al movimiento de los anteriores, y en consecuencia, rentabilizar la invención para la generación de la electricidad necesaria destinada a alimentarlos o almacenar la energía en baterías.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de una turbina de las conocidas que presentan una pluralidad de palas definidas por curvas helicoidales en este caso cónicas, y que son uno de los tipos usados en el sistema de generación de energía realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva del concentrador desarrollado conforme a una realización preferente de la invención para su uso en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas.

La figura 3.- Muestra una representación en perspectiva de una realización preferente de un concentrador y una turbina de las que participan en el sistema de generación de energía de la presente invención, donde el concentrador presenta un corte seccional.

La figura 4.- Muestra en el detalle A una vista en planta de la proyección de las curvas de revolución helicoidales o cónicas definidas por las palas de la turbina que forman parte del sistema de generación de energía de la presente invención, mientras que en el detalle B se observa una vista lateral que muestra el recorrido de las palas de la turbina en su rotación sobre su eje central.

La figura 5.- Muestra una vista de una pluralidad de turbinas y concentradores conforme a la realización preferente de la invención representada en las figuras anteriores.

La figura 6.- Muestra un corte seccional de la vista representada en la figura anterior.

La figura 7.- Muestra una representación de una realización preferente de la invención en la que el sistema de generación de energía integra el cuerpo o mástil de una farola a la que suministra energía eléctrica para su iluminación.

La figura 8.- Muestra una vista parcial de la realización preferente representada en la figura anterior.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

La figura 1 representa una realización preferente de una turbina con tres palas definidas por curvas helicoidales cónicas y cuya configuración será de utilidad para definir la geometría del concentrador (1) que forma parte del sistema de la invención en una realización preferente.

En las figuras 2 y 3 se representa el concentrador (1) conforme a la realización preferente de la invención, el cual presenta una porción de expulsión de flujo (2), una porción cilíndrica (3) y una porción envolvente (4) por la que entra un flujo.

Así, la porción cilíndrica (3) queda dispuesta entre la porción de expulsión de flujo (2) y la porción envolvente (4).

Opcionalmente, la porción de expulsión de flujo (2) presenta una terminación curva en S y el segundo cuerpo (6) de la porción envolvente (4) presenta una terminación de bordes aerodinámicos tales como bordes redondeados o biselados para evitar turbulencias. Así, se trata de evitar la inclusión de bordes angulosos que propician la aparición de pequeños vórtices y turbulencias no deseadas.

En este sentido la figura 4 muestra el radio de rotación “r” de las palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas de la turbina sobre un eje X. Tal como se observa en el detalle B de la figura 4, en la rotación de una turbina con tres palas definidas por curvas helicoidales cónicas se definen unas curvas de rangos angulares diferentes que provocan que tengan recorridos longitudinales diferentes.

Así, la porción cilíndrica (3) y el primer cuerpo (5) de la porción envolvente (4) albergan internamente las palas (11) de la turbina (10), donde la porción cilíndrica (3) define una circunferencia de radio igual o menor que 6/5 “r”.

Igualmente, la porción cilíndrica (3) presenta una longitud que es dos veces la longitud “La­ b” definida por la distancia medida de forma paralela al eje central (12) de la turbina (10) entre un punto “a” y un punto “b”.

Tal como queda representado en la figura 4, el punto “a” corresponde al punto final de la curva de revolución respecto al eje central (12), perteneciente a una primera circunferencia (13) definida por el radio “r” y un punto “a” que corresponde con el final del recorrido de la curva helicoidal de revolución de una pala (11), incluido en el eje -Y de coordenadas (eje Y de coordenadas en el sentido negativo).

Es decir, el punto “a” corresponde al punto final del recorrido de la curva helicoidal de revolución de una pala (11) respecto al eje central (12), estando el punto “a” incluido en el eje -Y de coordenadas e inscrito en una primera circunferencia (13) de radio “r”.

Por otro lado, el punto “b” corresponde al punto incluido en la recta paralela al eje X y tangente a la curva de revolución precedente a la que inscribe el punto “a” según el sentido de las agujas del reloj.

Tal como se observa en la figura 2, la porción envolvente (4) presenta un primer cuerpo (5) de geometría cónica truncada decreciente seguido de un segundo cuerpo (6) de geometría cónica truncada creciente, estando el primer cuerpo (5) y el segundo cuerpo (6) unidos mediante una sección de paso.

Dicha sección de paso está incluida en un plano Z que contiene los puntos “c” que corresponden con el inicio del recorrido de las curvas helicoidales de revolución de las palas (11). Así, la mencionada sección de paso de la porción envolvente (4) está definida por una tercera circunferencia (15) de radio 3/5r.

Tal como se observa en la figura 1, el plano Z contiene una segunda circunferencia (14) que inscribe a los puntos iniciales [ “ c ”, “ c’ ”, “ c’’ ” ] de las curvas de revolución helicoidal de palas (11) de una turbina (10).

Por otro lado, el segundo cuerpo (6) de la porción envolvente (4) presenta una generatriz tal que el ángulo respecto al eje central (12) de la turbina es menor o igual de 15 grados.

Tal como se observa en las figuras que acompañan la presente memoria, el concentrador (1) está provisto opcionalmente de más de un deflector (8). Concretamente, en las figuras 2 y 3 el concentrador (1) de la realización preferente representada incluye dos deflectores (8) localizados en el primer cuerpo (5) de la porción envolvente (4), siendo elementos accesorios que canalizan el flujo al interior de las palas (11) en rotación de la turbina (10). Los deflectores (8) presentan opcionalmente un acabado curvo de perfil el cual es proporcional al segundo cuerpo (6) de la porción envolvente (4). Así, los deflectores (8) están dispuestos con un ángulo respecto del eje central (12) de la turbina (1) menor de 10 grados.

Tal como se puede observar en las figuras 5 y 6, los medios mecánicos (7) incluidos en cada concentrador (1) permiten su unión con un concentrador (1) adyacente de forma que se posibilita la generación de un sistema modulable que pueda ser colocado longitudinalmente a modo de un conducto sobre el cual circula un fluido (ya sea líquido o gaseoso). De esta forma es posible aprovechar la gestión del fluido que circula a su través y generar electricidad con turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas.

Preferentemente, los medios mecánicos (7) del concentrador (1) se localizan en su porción de expulsión de flujo (2) y ofrecen una estructura aerodinámica de sujeción entre concentradores. Los medios mecánicos (7) se constituyen por una pluralidad de resaltes que se acoplan en la superficie interna del segundo cuerpo (6) de la porción de envolvente (4) del concentrador (1) adyacente.

Tal como se observa en las figuras 5 y 6, el acoplamiento entre concentradores (1) adyacentes deja un paso libre entre ellos para la entrada de flujo, gestionando de manera eficaz la circulación del flujo. Así, se aprovecha el flujo expulsado por una turbina (10) para alimentar a la turbina (10) adyacente mediante los concentradores (1) desarrollados. Igualmente, cabe señalar que los sensores y actuadores permiten el control y reducción de la entrada de flujo en el paso establecido entre concentradores (1) adyacentes.

En una aplicación concreta de realización preferente de la invención, no limitativa, representada en figuras 7 y 8 observamos el sistema de generación de energía que constituye el cuerpo o mástil de una farola.

Concretamente, el mástil queda materializado por una pluralidad de turbinas y concentradores a modo de un sistema modular en base al recurso energético utilizado. En este caso las turbinas (10) y concentradores (1) se disponen en serie (aunque en otros casos podrían quedar dispuestos en paralelo), generando una red tupida de generación de energía que permite su retroalimentación, trabajando de manera coordinada para su óptima operatividad, minimizando la capa limite generada y, en consecuencia, el flujo turbulento generado. Así, en el ejemplo descrito ha de entenderse que cada módulo que integra el mástil de la farola como la asociación de una turbina (10) y un concentrador (1).

La entrada del flujo se lleva a cabo por las diferentes aberturas previstas entre cada módulo, según la representación de las figuras 5 y 6, consiguiendo retroalimentar los módulos inmediatamente superiores. Los primeros módulos tendrán un rendimiento inferior a lo esperado, pero se compensará progresivamente aguas arriba con las turbinas a mayor altura.

La modularidad descrita permite concebir farolas con un mástil de entre 3 y 12 metros de altura, sin que sea necesario implementar modificaciones sustanciales, simplemente con la adaptación dimensional del módulo. Ello permite tener una línea de diferentes productos de iluminación en tiempo extremadamente rápido, además con comportamientos potenciales a medida en función a la demanda energética necesaria.

Opcionalmente, se concibe la porción cilíndrica y la porción envolvente en un material transparente a fin de que se pueda visualizar la rotación en ejercicio libre de las turbinas, fomentando una visión orgánica y bella del conjunto.

En este sentido, cabe señalar que en la realización preferente representada en las figuras 5 y 6:

- Cada turbina (10) aprovecha el flujo acelerado de la turbina inmediatamente precedente, es decir, se reutiliza el flujo saliente de la primera turbina para alimentar las siguientes garantizando un funcionamiento eficiente del sistema.

- Cada turbina (10) tiene la posibilidad de captar flujo a través de la abertura o paso libre propiciada por la unión mediante los medios mecánicos (7) de un concentrador (1) con el adyacente.

- El mástil de la farola puede presentar la longitud y diámetro que se precise conforme a los requerimientos de energía que se persiga generar.

- Los componentes que forman el sistema de generación de energía trabajan de manera coordinada, minimizando las pérdidas propiciadas por los efectos turbulentos de las turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas.

- La configuración del sistema posibilita su funcionamiento formando en sí la propia conducción de flujo o quedando albergada dentro de una canalización que actúa modo de carcasa.

- Cada concentrador está desarrollado en una sola pieza para facilitar su fabricación.

- Se obtienen farolas autónomas en términos energéticos, sin necesidad de conexión a la red y con la posibilidad de no tener baterías, ya que el módulo electrónico TICC programable de control y comunicación permite compartir energía entre sistemas análogos. Ello facilita modelar circuitos cerrados con nuestra tecnología distribuyendo a tiempo real energía en base a las prioridades de consumo.

Finalmente, cabe resaltar que el sistema de la invención es escalable en tamaño y adaptable a todo tipo de turbinas definidas mediante curvas helicoidales o esférica.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1§.- Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas caracterizado por que se constituye por:

una pluralidad de turbinas (10) de palas (11) definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas en rotación sobre un eje central (12) describiendo una circunferencia de radio “r”, un generador eléctrico para la transformación de la energía de rotación generada por las turbinas (10) en energía eléctrica, estando las turbinas (10) vinculadas a unos concentradores (1), de forma que cada concentrador (1) presenta una porción de expulsión de flujo (2), una porción cilíndrica (3) y una porción envolvente (4) por la que entra un flujo, de forma que la porción cilíndrica (3) queda dispuesta entre la porción de expulsión de flujo (2) y la porción envolvente (4), donde:

- la porción cilíndrica (3) alberga internamente las palas (11) de la turbina y define una circunferencia de radio igual o menor que 6/5 “r”, presentando la porción cilíndrica (3) una longitud que es dos veces la longitud La-b definida por la distancia medida de forma paralela al eje central (12) entre un punto “a” y un punto “b”, donde el punto “a” corresponde al punto final del recorrido de la curva helicoidal de revolución de una pala (11) respecto al eje central (12), estando el punto “a” incluido en el eje -Y de coordenadas e inscrito en una primera circunferencia (13) de radio “r”, y el punto “b” corresponde al punto incluido en la recta paralela al eje X y tangente a la curva de revolución precedente a la que inscribe el punto “a” según el sentido de las agujas del reloj.

- la porción envolvente (4) presenta un primer cuerpo (5) de geometría cónica truncada decreciente seguido de un segundo cuerpo (6) de geometría cónica truncada creciente, estando el primer cuerpo (5) y el segundo cuerpo (6) unidos mediante una sección de paso incluida en un plano Z que contiene unos puntos “c” que corresponden con el inicio del recorrido de las curvas helicoidales de revolución de las palas (11), de forma que la sección de paso está definida por una tercera circunferencia (15) de radio 3/5”r”, mientras que el segundo cuerpo (6) presenta una generatriz tal que el ángulo respecto al eje central (12) de la turbina es menor o igual de 15 grados.

De forma que cada concentrador (1) presenta unos medios mecánicos (7) para su unión con un concentrador adyacente y donde los concentradores (1) están provistos de actuadores y sensores capacitivos que forman parte de un módulo electrónico TICC programable de control y comunicación.

2§.- Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas, según 1§ reivindicación, caracterizado por que el módulo electrónico TICC programable de control y comunicación está compuesto por una estructura de tres capas, donde la primera capa está formada por los sensores para el análisis de la calidad de la circulación del flujo y los actuadores para la gestión de cada concentrador (1) y turbina; la segunda capa está formada por una pluralidad de dispositivos acondicionadores de señal para su procesamiento y envío a módulos de control y monitorización de datos; y la tercera capa está formada por las interfaces para gestionar la operatividad del sistema a través de software de comunicación y de almacenamiento de datos a través de su gestión con servicios virtuales.

3§.- Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas, según reivindicación 1§, caracterizado por que los medios mecánicos (7) del concentrador (1) se localizan en su porción de expulsión de flujo (2) y se constituyen por una pluralidad de resaltes que se acoplan en la superficie interna del segundo cuerpo (6) de la porción de envolvente (4) del concentrador (1) adyacente, dejando un paso libre entre ellos para la entrada de flujo.

4§.- Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas, según reivindicación 1§, caracterizado por que el primer cuerpo (5) de la porción envolvente (4) presenta, al menos, un deflector (8) curvo de perfil proporcional al segundo cuerpo (6) de la porción envolvente (4), estando el deflector (8) dispuesto con un ángulo respecto del eje central (12) menor de 10 grados.

5§.- Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas, según reivindicación 1§, caracterizado por que el plano Z contiene una segunda circunferencia (14) que inscribe a los puntos iniciales [ “ c ”, “ c’ ”, “ c’’ ” ] de las curvas de revolución helicoidal de palas (11) de una turbina (10).

6§.- Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas, según reivindicación 1§, caracterizado por que la porción de expulsión de flujo (2) presenta una terminación curva en S.

7§.- Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la superficie interna de cada concentrador (1) presenta un acabado texturizado.

8§.- Sistema de generación de energía basado en turbinas de palas definidas por curvas helicoidales cónicas o esféricas, según reivindicación 1§, caracterizado por que el segundo cuerpo (6) de la porción envolvente (4) presenta una terminación de bordes aerodinámicos tales como bordes redondeados o biselados para evitar turbulencias.