ITMI20130217A1 - Generatore idroelettrico per l¿installazione in un corso d¿acqua - Google Patents

Description

DESCRIZIONE 

“GENERATORE IDROELETTRICO PER L’INSTALLAZIONE IN UN CORSO D’ACQUA† 

La  presente  invenzione  si  riferisce  ad  un  generatore  idroelettrico  adatto  all’installazione  in  un  corso  d’acqua,  del  tipo  avente  rotore  semisommerso.  In  particolare  la  presente  invenzione  si  riferisce  ad  un  generatore  idroelettrico  adatto  all’installazione in fiumi aventi uno scorrimento di acqua a basse velocità. 

Come  à ̈  noto,  un  generatore  idroelettrico  à ̈  una  macchina  che  trasforma  l’energia  cinetica di un fluido in energia elettrica, tipicamente attraverso un alternatore guidato  da un rotore, a sua volta posto  in rotazione dall’azione del fluido sul rotore stesso. Ãˆ  inoltre noto che l’energia cinetica trasmessa alla macchina, Ã ̈ proporzionale alla massa  ed al quadrato della velocità del fluido intercettato dal rotore. Ãˆ dunque Ã ̈ evidente che  ove i corsi d’acqua presentino dei moderati regimi di velocità di scorrimento del fluido,  l’energia cinetica estraibile dalla macchina si  riduca sensibilmente. Per ovviare a  tale  inconveniente,  à ̈  possibile  operare  sull’altro  parametro  dell’energia  cinetica  sopra  citato, ovvero sulla massa di fluido intercettata dal rotore.  

Un primo metodo per  l’aumento di  tale parametro  consiste nella  totale  immersione  del  rotore, preferibilmente ancorando  il generatore  sul  letto del  corso d’acqua. Tale  soluzione  garantisce una maggiore  superficie del  rotore  a  contatto  con  il  fluido, ma  implica una notevole  complessità di progettazione,  installazione e manutenzione. Vi  sono  infatti  porzioni  della  macchina  che  devono  operare  in  condizioni  di  perenne  immersione, ovvero  in ambiente sfavorevole.  Inoltre, per garantire  la funzionalità del 

 

generatore a rotore sommerso, Ã ̈ necessario installare la macchina in una posizione del  fiume ove sia possibile immergere interamente ed in condizioni di sicurezza il rotore, e  in particolare sul letto del fiume. Oltretutto una simile macchina comporta una elevata  interferenza  con  il  corso  d’acqua.  La  poca  economicità  e  la  poca  adattabilità  impediscono l’utilizzo di macchine simili in corsi d’acqua a basse velocità. 

Per  sopperire  a  tali  inconvenienti  à ̈ noto  realizzare  generatori  idroelettrici  adatti  ad  essere  installati  in  corsi  d’acqua  in  cui  le  pale  del  rotore  sono  destinate  ad  essere  semisommerse e  la struttura del generatore Ã ̈ solitamente fissata ad una o entrambe  le rive dello stesso corso d’acqua.  

  Al  fine  di  aumentare  la  massa  di  fluido  intercettata  dal  rotore  di  un  generatore  elettrico,  senza  poter  immergere  completamente  il  rotore,  à ̈  dunque  necessario  aumentare le dimensioni della macchina stessa, e in particolare delle pale destinate ad  intercettare il flusso del fluido. Risulta chiaro al tecnico del settore come l’aumento di  dimensioni porti ad un ingombro elevato del generatore all’interno del corso d’acqua,  in  particolare  in  direzione  trasversale  rispetto  al  corso  d’acqua  stesso.  Inoltre  una  macchina  a  rotore  semisommerso  di  grandi  dimensioni  comporta  una  elevata  rumorosità del generatore.  Infine  l’incremento di dimensioni comporta una macchina  poco economica, oltre che di difficile installazione, gestione e manutenzione.  

Si  noti  più  in  dettaglio  che  l’impiego  di  un  rotore  con  pale  destinate  ad  essere  semisommerse  e  aventi  dimensioni  non  eccessivamente  contenute,  implica  che  un  disallineamento  del  rotore  anche  contenuto  rispetto  alla  direzione  di  scorrimento  prevalente del  fluido porti ad una ridotta efficienza del generatore  idroelettrico e ad  una elevata rumorosità di quest’ultimo.  

Uno scopo della presente invenzione Ã ̈ la realizzazione di un generatore idroelettrico a  rotore  semisommerso  che  permetta  di  sviluppare  elevate  potenze  con  ingombri 

 

relativamente ridotti. 

Un  altro  scopo  della  presente  invenzione  à ̈  la  realizzazione  di  un  generatore  idroelettrico a rotore semisommerso con funzionamento a bassa rumorosità. 

Un  ulteriore  scopo  della  presente  invenzione  à ̈  la  realizzazione  di  un  generatore  idroelettrico a rotore semisommerso utilizzabile in corsi d’acqua in cui il fluido scorre a  velocità ridotta. 

Questi  ed  ulteriori  scopi  sono  raggiunti  dalla  presente  invenzione  mediante  la  realizzazione di un generatore idroelettrico adatto all’installazione in un corso d’acqua,  della  tipologia  avente  rotore  semisommerso,  comprendente  una  piattaforma  fissa,  mezzi a rotore per la trasformazione di energia cinetica di un fluido in energia elettrica,  in cui sono  inoltre presenti mezzi di  regolazione della posizione dei mezzi a  rotore.  I  mezzi  di  regolazione  della  posizione  sono  vincolati  alla  piattaforma  fissa  e  movimentano con almeno un grado di libertà i mezzi a rotore rispetto alla piattaforma  fissa, per variare almeno l’orientamento dell’asse del rotore dei mezzi a rotore rispetto  alla direzione di scorrimento prevalente dell’acqua entro detto corso d’acqua. 

Grazie a tale soluzione Ã ̈ possibile variare in modo semplice ed efficace l’incidenza con  cui  i mezzi a rotore entrano  in contatto con  il fluido, per cui Ã ̈ possibile ottimizzare  il  rendimento della macchina  in  funzione delle varie situazioni operative possibili per  il  generatore.  Un  generatore  idroelettrico  avente  maggior  rendimento  può  estrarre  elevata potenza da un corso d’acqua contenendo le proprie dimensioni.  

La presente invenzione permette quindi di contenere i costi di produzione e di gestione  della macchina, rendendo quindi vantaggioso l’installazione della stessa anche in fiumi  che presentano un regime di scorrimento dell’acqua a basse velocità. 

Ulteriormente,  contenendo  le  dimensioni  del  rotore,  la  rumorosità  del  generatore  idroelettrico Ã ̈ a sua volta vantaggiosamente contenuta. 

 

Secondo un aspetto della presente invenzione i mezzi a rotore possono essere dotati di  almeno una pala avente profilo con sviluppo sostanzialmente a spirale  lungo  l’asse di  detto rotore.  

Secondo  un  altro  aspetto  della  presente  invenzione,  la  piattaforma  fissa  può  comprendere mezzi per il suo ancoraggio stabile al terreno.  

Secondo  un  altro  aspetto  della  presente  invenzione,  la  pala  à ̈  realizzata  almeno  in  parte  in materiale  sostanzialmente  flessibile.  Come meglio  spiegato  in  seguito,  tale  aspetto fornisce maggior versatilità d’uso al rotore della presente invenzione.  Secondo un altro aspetto della presente  invenzione,  l’almeno un grado di  libertà può  comprendere la distanza del rotore di detti mezzi a rotore da detta piattaforma fissa.  Secondo un altro aspetto della presente  invenzione,  l’almeno un grado di  libertà può  comprendere  la  regolazione  del  rapporto  tra  il  volume  della  porzione  del  rotore  di  detti mezzi a rotore immersa in detto fluido rispetto al volume della porzione di rotore  non immersa in detto fluido. 

Secondo  un  altro  aspetto  della  presente  invenzione,  il  generatore  idroelettrico  può  comprendere  dei mezzi  per  la  regolazione  della  posizione  della  piattaforma  fissa  in  modo parallelo rispetto alla direzione di scorrimento prevalente dell’acqua.  Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il generatore idroelettrico può  comprendere dei mezzi per  la regolazione dell’altezza e/o dell’inclinazione rispetto al  terreno di detta piattaforma fissa. 

Viene  inoltre  descritto  un  procedimento  per  la  trasformazione  dell’energia  cinetica  dell’acqua  di  un  corso  d’acqua  in  energia  elettrica,  mediante  un  generatore  idroelettrico dotato di mezzi a  rotore per  la  trasformazione di energia cinetica di un  fluido  in  energia  elettrica  movimentati,  con  almeno  un  grado  di  libertà,  da  relativi  mezzi di regolazione della posizione rispetto ad una piattaforma  fissa a cui  i mezzi di 

 

regolazione della posizione sono vincolati. In particolare il procedimento comprende le  fasi di: 

a) installare stabilmente la piattaforma fissa; 

b) regolare la posizione dei mezzi a rotore del generatore idroelettrico  almeno per orientare  l’asse del  rotore dei mezzi  a  rotore  rispetto  alla corrente dell’acqua e per disporre  i mezzi a rotore  in posizione  semisommersa rispetto al fluido del corso d’acqua. 

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, la fase di regolare la posizione dei  mezzi  a  rotore  può  comprendere  la  regolazione  della  distanza  del  rotore  dalla  piattaforma fissa. 

Secondo un altro aspetto della presente invenzione la fase di regolare la posizione dei  mezzi  a  rotore  può  comprendere  la  regolazione  del  rapporto  tra  il  volume  della  porzione del rotore immersa nel fluido rispetto al volume della porzione di rotore non  immersa nel fluido. 

Secondo un altro aspetto della presente  invenzione,  il procedimento  sopra descritto  può  comprendere  la  regolazione dell’altezza  e/o dell’inclinazione  rispetto  al  terreno  della piattaforma fissa. 

Secondo  un  ulteriore  aspetto  della  presente  invenzione,  il  procedimento  sopra  descritto  può  comprendere  la  regolazione  della  posizione  della  piattaforma  fissa  rispetto alla direzione di scorrimento prevalente dell’acqua. 

Ulteriori  caratteristiche  e  vantaggi  della  presente  invenzione  risulteranno  più  chiari  dalla descrizione che segue,  fatta a  titolo solamente esemplificativo e non  limitativo,  con riferimento ai disegni allegati, in cui: 

- Figura 1 Ã ̈ una vista frontale schematizzata di una forma di realizzazione di un  generatore idroelettrico secondo la presente invenzione; 

 

- Figura 2 Ã ̈ una vista in pianta schematizzata del generatore di Figura 1; 

- Figura  3  Ã ̈  una  vista  frontale  schematizzata  di  una  forma  di  realizzazione  alternativa di un generatore idroelettrico secondo la presente invenzione;  - Figura 4 Ã ̈ una vista in pianta schematica del generatore idroelettrico di Figura  3; 

- Figura 5 Ã ̈ una vista schematizzata dell’ingresso in acqua di una pala del rotore  del generatore idroelettrico di Figura 3. 

- Figura  6  à ̈  una  vista  frontale  schematizzata  di  una  ulteriore  forma  di  realizzazione di un generatore idroelettrico secondo la presente invenzione;  Con riferimento alle Figure 1 e 2, un generatore idroelettrico 1, d’ora in poi generatore  1, Ã ̈ composto da una piattaforma fissa 2 per vincolare il generatore 1 al terreno 11, e  da dei mezzi a rotore 3 per convertire  l’energia cinetica di un fluido 10A, d’ora  in poi  acqua  10A,  di  un  corso  d’acqua  10.  La  piattaforma  2  à ̈  una  struttura  in  grado  di  ancorare la macchina in modo stabile al terreno e contemporaneamente di sorreggere  i mezzi a rotore 3 e di contrastare le forze agenti sui mezzi a rotore 3 stessi.   Nella  forma  di  realizzazione  mostrata  nelle  figure  la  struttura  à ̈  composta  da  un  insieme di elementi a trave 2A, 2B e 2C, anche se risulta evidente che differenti forme  di strutture sono possibili.  Il generatore 1 comprende dei mezzi di regolazione 4, 5, 6  della  posizione  dei  mezzi  a  rotore  3,  vincolati  alla  piattaforma  fissa  2.  I  mezzi  di  regolazione  4,  5,  6  forniscono  ai  mezzi  a  rotore  3  almeno  un  grado  di  libertà.  In  particolare i mezzi di regolazione 4, 5, 6 permettono almeno di variare l’orientamento  dell’asse A  dei mezzi  a  rotore  3  rispetto  alla  direzione D  di  scorrimento  prevalente  dell’acqua  10A.  Vari  cinematismi  sono  noti  nella  tecnica  adatti  per  svolgere  tale  funzione.  Nella  forma  di  realizzazione  mostrata  i  mezzi  a  rotore  3  sono  solidali  in  rotazione all’elemento a  trave 2C, che  sono dunque  rigidamente  ruotabili attorno al 

 

perno  9.1.  Un  martinetto  6  à ̈  incernierato  all’elemento  a  trave  2A,  in  modo  da  comandare la rotazione dell’elemento a trave 2C e dei mezzi a rotore 3. 

Altri  mezzi  di  movimentazione  possono  essere  vincolati  alla  piattaforma  fissa  2,  in  modo da fornire ai mezzi a rotore 3 ulteriori gradi di libertà.  Nella forma di realizzazione qui mostrata, in particolare, vengono mostrati dei mezzi di  posizionamento trasversale 4, 4B e dei mezzi di sicurezza 5.  

I mezzi  di  posizionamento  trasversale  4,  4B  permettono  di  regolare  la  distanza  dei  mezzi a rotore 3 rispetto alla piattaforma fissa 2,  in modo da ottimizzare  la posizione  trasversale dei mezzi a  rotore entro  il corso d’acqua 10. Nella  forma di  realizzazione  mostrata degli elementi di sostegno 4 possono scorrere entro dei manicotti 4B, i quali  sono vincolati alla piattaforma fissa 2. 

I  mezzi  di  sicurezza  5  permettono  la  regolazione  del  rapporto  tra  il  volume  della  porzione del rotore  immersa  in acqua 10A rispetto al volume della porzione di rotore  non  immersa  in  acqua  10A.  Inoltre  i  mezzi  di  sicurezza  5  permettono  di  estrarre  completamente i mezzi a rotore 3 dal corso d’acqua 10, in caso di malfunzionamenti o  in caso di manutenzione. Nella  forma di realizzazione mostrata  i mezzi di sicurezza 5  sono composti da dei martinetti 5, vincolati ad una estremità alla piattaforma fissa 2,  ed  all’altra  estremità  ai  manicotti  4B.  I  manicotti  4B  sono  ruotabili  rispetto  alla  piattaforma fissa 2 attorno al perno 9.2. Comandando i martinetti 5 Ã ̈ dunque possibile  operare  una  rotazione  del  manicotto  4B,  e  di  conseguenza  dei  mezzi  a  rotore  3,  attorno al perno 9.2. In Figura 1 Ã ̈ stata illustrata con tratto tratteggiato la posizione di  completa estrazione dei mezzi a rotore 3 dal corso d’acqua 10.  I mezzi qui descritti sono un esempio dei vari cinematismi noti nella tecnica in grado di  movimentare in modo analogo i mezzi a rotore 3. Risulta evidente che dei cinematismi  differenti  da  quanto  descritto  in  grado  di movimentare  in modo  analogo  i mezzi  a 

 

rotore 3 sono previsti e rientrano nello scopo della presente invenzione.  In una forma di realizzazione, la piattaforma fissa 2 può comprendere inoltre dei mezzi  7, 8  in grado di  fornire degli ulteriori gradi di  libertà, pur con escursione ridotta, alla  piattaforma fissa 2 stessa. In particolare la piattaforma 2 può essere regolata in altezza  rispetto al  terreno grazie a degli appositi mezzi di  rialzo 7.  Inoltre  i mezzi di  rialzo 7  possono essere regolati indipendentemente uno dall’altro, per cui Ã ̈ possibile regolare i  mezzi di rialzo 7 a differenti altezze tra loro. Grazie a tale soluzione Ã ̈ possibile variare  l’inclinazione della piattaforma fissa 2 rispetto al terreno 11 e, di conseguenza, fornire  un ulteriore parametro di regolazione della posizione del rotore 3 rispetto all’acqua.  Ulteriormente, o in alternativa, la piattaforma fissa 2 può essere vincolata lungo una (o  più di una) rotaia 8, per consentire alla piattaforma fissa 2, e dunque al generatore 1,  di  regolare  la  propria  posizione  in  modo  parallelo  rispetto  alla  direzione  D  di  scorrimento prevalente dell’acqua 10A.   I mezzi a rotore 3 sono composti da un mozzo 3B e da un rotore o elica, composto da  una o più pale 3A. Il mozzo 3B Ã ̈ vincolato in modo ruotabile alla piattaforma fissa 2, e  nella forma di realizzazione qui mostrata il mozzo 3B Ã ̈ in particolare vincolato in modo  ruotabile agli elementi di supporto 4. Sul mozzo 3B sono calettate una o più pale 3A  che,  come menzionato,  formano  il  rotore  propriamente  detto.  Le  pale  3A  possono  essere  disposte  secondo  varie  conformazioni.  Oltre  alla  classica  conformazione  ad  elica, come quella presente ad esempio nei motoscafi, le pale possono avere un profilo  che si sviluppa lungo l’asse A dei mezzi a rotore 3, in modo tale che la dimensione delle  pale  3A  prevalente  sia  proprio  quella  in  direzione  dell’asse  A  stesso.  Grazie  a  tale  soluzione  la  superficie  di  acqua  10A  intercettata  dalla  singola  pala  3A  risulta  notevolmente incrementata.  Per tale conformazione, si Ã ̈ rivelato particolarmente vantaggioso  l’utilizzo di pale 3A 

 

realizzate almeno parzialmente in materiale sostanzialmente flessibile.   Con la terminologia â€œmateriale sostanzialmente flessibile† si intende un materiale che  possa essere sottoposto a deformazioni senza incorrere in rotture, in modo tale che il  profilo della pala 3A possa essere definito all’atto del montaggio della stessa sul mozzo  3B.  In altre parole, grazie alla propria flessibilità,  la pala 3A non viene realizzata nella  propria  forma  finale,  ovvero  già  svergolata,  ma  viene  deformata  e  modellata  direttamente lungo il mozzo 3B durante il montaggio della pala 3A sullo stesso.  Ad  esempio  la  pala  3A  può  essere  vantaggiosamente  realizzata  in  tessuto  o  tela  di  materiale composito. Ad esempio dei tessuti realizzati in materiali compositi a base di  carbonio o dei filati di poliesteri si sono rivelati particolarmente indicati per la presente  invenzione. Risulta comunque evidente che differenti materiali sono  in possesso della  caratteristica di â€œflessibilità† come sopra definita. Non si esclude ad esempio  l’utilizzo  di leghe metalliche particolarmente leggere, che possano essere facilmente modellate  e svergolate lungo il profilo di un mozzo 3B per conformare una pala 3A.   La presenza di materiale flessibile conferisce alla pala 3A diversi vantaggi.  Come sopra accennato, Ã ̈ possibile conformare la pala 3A con maggiore libertà rispetto  all’elica  tradizionale,  che  viene  invece  realizzata  secondo  una  forma  prestabilita.  In  particolare,  l’utilizzo  di  tele  o  tessuti  compositi,  permette  di  eliminare  ogni  tipo  di  lavorazione atta a predefinire  (o  “pre†svergolare†)  il profilo della pala 3A,  in quanto  essa può essere piegata e modellata con facilità secondo la conformazione desiderata,  anche  in seguito all’ultima  lavorazione effettuata durante  la  fase di produzione della  pala stessa.  Viene inoltre ridotto l’utilizzo di materiali pesanti. Ne consegue una notevole riduzione  dell’inerzia del rotore 3, che, come Ã ̈ noto, Ã ̈ funzione della massa, e dunque del peso,  dei materiali che compongono il rotore 3 stesso.  

 

Ulteriormente, il rotore 3 può comprendere dei mezzi per porre in tensione la porzione  di pala 3A realizzata in materiale flessibile.  Una ulteriore soluzione consiste nella realizzazione di un gruppo rotorico a più stadi,  ovvero una successione lungo  l’asse A di più eliche, della citata tipologia presente nei  motoscafi  e/o  della  tipologia  a  palette,  similmente  a  quanto  presente  nella  turbina  aeronautica, e/o altre tipologie di eliche aventi dimensione  lungo  l’asse A dei mezzi a  rotore 3 minore rispetto alle altre due.  

In  Figura  2  viene  quindi  generalmente  tratteggiato  uno  dei  possibili  ingombri  di  un  insieme di pale a sviluppo assiale o di un gruppo rotorico a stadi. 

Un  alternatore  12  à ̈  collegato  in  modo  noto  al  mozzo  3B,  in  modo  da  convertire  l’energia meccanica data dalla rotazione del mozzo 3B stesso in energia elettrica.  Una peculiare  forma di  realizzazione particolarmente vantaggiosa viene ora descritta  con riferimento alle Figure 3 â€“ 5. Le Figure 3 e 4 sono rappresentazioni secondo viste  analoghe  alle  viste  di  Figura  1  e  2  della  precedentemente  descritta  forma  di  realizzazione.  Ad  analoghi  elementi  sono  stati  associati  i  medesimi  riferimenti  alfanumerici.   Rispetto alla forma realizzazione di Figure 1 e 2, questa forma di realizzazione presenta  una particolare conformazione dei mezzi a rotore 13. Più  in dettaglio  i mezzi a rotore  13  sono  dotati  di  una  o  più  pale  13A,  preferibilmente  in  materiale  flessibile  come  definito precedentemente,  calettate  su un mozzo 13B,  aventi profilo  con  sviluppo  a  spirale  lungo  l’asse  A  dei mezzi  a  rotore  13.  In  Figura  4  à ̈ mostrato,  per  facilità  di  comprensione,  il  profilo  di  una  singola  pala  13A.  Per  ulteriormente  facilitare  la  comprensione dello sviluppo della pala 13A, Ã ̈ stato aumentato lo svergolamento della  pala 13A stessa lungo l’asse A rispetto alla rappresentazione di Figura 1. In particolare  grazie a tale rappresentazione Ã ̈ possibile notare come  la dimensione del raggio della 

 

pala 13A  cresca  in modo  sostanzialmente  continuo  tra  i due estremi della pala 13A  stessa tra un valore minimo R1, che può essere anche nullo, ed un valore massimo R2.   Delle  varianti,  non mostrate,  sono  possibili. Ad  esempio  la  pala  può  avere  sviluppo  elicoidale,  con  raggio  sostanzialmente  costante  lungo  l’asse A, oppure  forme  ibride,  con lo sviluppo della pala che abbia solo parzialmente sviluppo a spirale lungo l’asse A  dei mezzi a rotore.  Grazie alla conformazione spiraliforme, la pala 13A entra in acqua â€œa forbice†, ovvero il  bordo esterno della pala 13A entra puntualmente  in acqua 10A. Tale caratteristica Ã ̈  mostrata più  in dettaglio  in modo schematico  in  figura 5, dove si nota come  il bordo  esterno  della  pala  abbia  un  solo  punto  di  contatto  13C  con  l’acqua  10A.  Risulta  evidente che  il punto 13C Ã ̈ mobile  lungo  il bordo esterno della pala 13A  in  funzione  della rotazione della pala 13A stessa. 

Tale  soluzione  permette  una  riduzione  drastica  del  rumore  dei  mezzi  a  rotore  13  quando  questi  entrano  in  contatto  con  l’acqua. Un  basso  valore,  al  limite  nullo,  di  raggio R1  permette  di  ridurre,  se non  di  eliminare,  la  presenza  di  elementi  disposti  ortogonalmente  alla  direzione  D  di  scorrimento  dell’acqua  10A.  Grazie  a  tale  caratteristica,  viene  ridotta  la  possibilità  che  corpi  estranei  rimangano  incagliati  in  corrispondenza  delle  pale  13A  dei  mezzi  a  rotore  13  del  generatore  1  secondo  la  presente forma di realizzazione.  

Ulteriormente,  in questa  forma di realizzazione  la regolazione dell’asse A dei mezzi a  rotore 13 rispetto alla direzione D di scorrimento prevalente dell’acqua 10A permette  variazioni  di  rendimento  più  precise  e  più  rilevanti  rispetto  alla  generica  forma  di  realizzazione  di  Figure  1  –  2,  per  cui  dei  mezzi  a  rotore  13  con  pale  spiraliformi  risultano avere una efficienza maggiore. 

Il  funzionamento di un generatore 1 secondo  la presente  invenzione risulta evidente 

 

dalla trattazione di cui sopra.  Inizialmente occorre  installare  la piattaforma fissa 2 sul  margine del corso d’acqua 10. Una volta che  la piattaforma fissa Ã ̈ stata assicurata al  terreno, i mezzi a rotore 3, 13 vengono inseriti nella corrente del corso d’acqua 10. In  seguito  vengono  operati  uno  o  più  mezzi  di  regolazione  4,  4B,  5,  6,  7,  8  di  cui  la  macchina dispone  in modo da posizionare  il generatore 1 nella posizione di maggior  efficienza rispetto allo scorrere dell’acqua 10A. Tali operazioni di regolazione possono  essere  manuali,  automatiche,  oppure  una  combinazione  delle  due.  In  particolare  à ̈  possibile dotare la macchina di mezzi di controllo, in grado di monitorare la condizione  operativa  del  generatore  1,  e  di  comandare  le  operazioni  di  uno  o  più  mezzi  di  regolazione  4,  4B,  5,  6,  7,  8,  per  mantenere  il  generatore  1  costantemente  nella  condizione di massimo rendimento. 

In  figura  6  viene  mostrata  una  forma  di  realizzazione  alternativa  della  presente  invenzione,  in  cui  la piattaforma  fissa 22 può  comprendere dei mezzi movimentabili  30, ad esempio in forma di rimorchio scarrabile. In particolare i mezzi movimentabili 30  sono dotati di ruote 26, o di analoghi elementi, che  forniscono dei gradi di  libertà ai  mezzi  movimentabili  30  e,  di  conseguenza,  agli  organi  ad  essi  collegati,  ovvero  gli  ulteriori elementi della piattaforma fissa 22 e il rotore 23. 

Più  in dettaglio, dei primi elementi regolabili 22.1 sono vincolati  in modo assialmente  scorrevole rispetto ai mezzi movimentabili 30. In altre parole i primi elementi regolabili  22.1 sono vincolati in modo telescopico rispetto ai mezzi movimentabili 30. Dei secondi  elementi  regolabili  22.2  sono  a  loro  volta  vincolati  in  modo  scorrevole  ai  primi  elementi regolabili 22.1 in modo sostanzialmente ortogonale. In altre parole i secondi  elementi  regolabili  22.2  possono  scorrere  lungo  un  asse  inclinato  rispetto  ai  primi  elementi  regolabili 22.1,  con  inclinazione  avente  angolo preferibilmente prossimo  ai  90°.  

 

Grazie  alla movimentazione  dei  secondi  elementi  regolabili  22.2  à ̈  possibile  operare  l’impegno o  il disimpegno della piattaforma fissa 22 con  il terreno 11.  In particolare  i  secondi  elementi  regolabili  22.2  terminano  con  dei  mezzi  di  fissaggio  22.3,  atti  a  definire un  impegno  ed un  ancoraggio  stabili della  struttura  al  terreno  11. Prima di  effettuare  l’impegno  con  il  terreno  11,  à ̈  possibile  regolare  la  distanza  dei  secondi  elementi regolabili 22.2 rispetto ai mezzi movimentabili 30,  in modo da ottimizzare  la  stabilità della piattaforma fissa 22 e da individuare il punto migliore del terreno 11 su  cui effettuare il contatto con il terreno 11 stesso.  Dei mezzi a rotore 23, dotati di generica elica 23A conformata secondo una delle forme  di realizzazione precedentemente descritte, Ã ̈ vincolata ai mezzi movimentabili 30 con  almeno un grado di libertà.  Più in dettaglio, analogamente alle forme di realizzazioni precedentemente presentate,  à ̈ possibile  variare  il  rapporto  tra  il  volume della porzione del  rotore di dei mezzi  a  rotore  23  immersa  in  acqua  10A  rispetto  al  volume  della  porzione  di  rotore  non  immersa in acqua. I mezzi a rotore 23 possono ad esempio essere incernierati ai mezzi  movimentabili 30. Dei mezzi di sicurezza 25, analoghi ai mezzi di sicurezza 5 presenti  nelle altre forme di realizzazione sopra illustrate, possono comandare la rotazione dei  mezzi a  rotore 23, ed eventualmente comandare  la completa estrazione dei mezzi a  rotore  23  dall’acqua  10A  in  caso  di  malfunzionamenti,  come  mostrato  in  linea  tratteggiata in Figura 6. 

Inoltre, come nelle precedenti  forme di realizzazione, gli elementi di sostegno 24 dei  mezzi a  rotore 23 possono  scorrere entro dei manicotti 24B,  in modo da  regolare  la  distanza dei mezzi a rotore 23 dalla piattaforma fissa 22. 

Nel  caso  invece  in  cui  si  voglia  modificare  la  posizione  della  piattaforma  fissa  22  rispetto  alla  direzione  di  scorrimento  prevalente  dell’acqua  10,  in  modo  analogo  a 

 

quanto  consentito  dalla  rotaia  8,  e/o  si  voglia  regolare  l’orientamento  dell’asse  dei  mezzi  a  rotore  22,  in modo  analogo  a  quanto  consentito  dal martinetto  6,  occorre  disimpegnare  la  piattaforma  fissa  22  dal  terreno  11,  ed  operare  sui  mezzi  movimentabili 30.  

In particolare, occorre inizialmente disimpegnare i mezzi di fissaggio 22.3 e sollevare i  secondi elementi regolabili 22.2. In seguito, collegando i mezzi movimentabili 30, ad un  mezzo motrice, ad esempio il corpo di un autocarro, Ã ̈ possibile spostare ed orientare i  mezzi a rotore 23 rispetto alla corrente di acqua 10A nel corso d’acqua 10. 

È inoltre possibile dotare la struttura di contrappesi, non mostrati nelle figure, in grado  di bilanciare  il peso dei mezzi a  rotore 22,  in modo di  incrementare  la stabilità della  piattaforma fissa 22 rispetto al terreno 11. 

 

 

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI  1. Generatore  idroelettrico  (1)  adatto  all’installazione  in  un  corso  d’acqua  (10),  della  tipologia  avente  rotore  semisommerso,  comprendente  una  piattaforma  fissa  (2), mezzi a rotore  (3, 13) per  la trasformazione di energia cinetica di un  fluido (10A)  in energia elettrica, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi  di regolazione (4, 4B, 5, 6) della posizione dei mezzi a rotore (3, 13), detti mezzi  di regolazione della posizione (4, 4B, 5, 6) essendo vincolati a detta piattaforma  fissa (2), e movimentando, con almeno un grado di libertà, detti mezzi a rotore  (3, 13) rispetto a detta piattaforma fissa (2), per variare almeno l’orientamento  dell’asse (A) del rotore di detti mezzi a rotore (3, 13) rispetto alla direzione (D)  di scorrimento prevalente dell’acqua (10A) entro detto corso d’acqua (10).  
2. 2. Generatore  idroelettrico  (1)  secondo  la  rivendicazione  1,  in  cui detti mezzi  a  rotore  (3,  13)  sono  dotati  di  almeno  una  pala  (3A,  13A)  avente  profilo  a  sviluppo almeno in parte a spirale lungo l’asse (A) di detti mezzi a rotore. 
3. 3. Generatore  idroelettrico  (1)  secondo  la  rivendicazione  2,  in  cui  detta  pala  Ã ̈  realizzata almeno in parte in materiale sostanzialmente flessibile; 
4. 4. Generatore idroelettrico (1) secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui  detta  piattaforma  fissa  (2)  comprende mezzi  per  il  suo  ancoraggio  stabile  al  terreno.  
5. 5. Generatore idroelettrico (1) secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui  detto almeno un grado di  libertà comprende  la distanza  (4, 4B) del  rotore di  detti mezzi a rotore (3, 13) da detta piattaforma fissa (2). 
6. 6. Generatore idroelettrico (1) secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui  detto almeno un grado di libertà comprende la regolazione (5) del rapporto tra  il volume della porzione del  rotore di detti mezzi a  rotore  (3, 13)  immersa  in    detto  fluido  (10A) rispetto al volume della porzione di  rotore non  immersa  in  detto fluido (10A). 
7. 7. Generatore  idroelettrico  (1)  secondo  una  delle  precedenti  rivendicazioni,  comprendente dei mezzi (7) per la regolazione dell’altezza e/o dell’inclinazione  rispetto al terreno di detta piattaforma fissa (2). 
8. 8. Generatore  idroelettrico  (1)  secondo  una  delle  precedenti  rivendicazioni,  comprendente  dei  mezzi  (7,  8)  per  la  regolazione  della  posizione  di  detta  piattaforma  fissa  (2)  in modo  parallelo  rispetto  alla  direzione  di  scorrimento  prevalente dell’acqua (10A) entro detto corso d’acqua (10). 
9. 9. Procedimento per la trasformazione dell’energia cinetica dell’acqua (10A)di un  corso d’acqua (10) in energia elettrica, mediante un generatore idroelettrico (1)  dotato di mezzi a rotore (3, 13) per  la trasformazione di energia cinetica di un  fluido  (10A)  in energia elettrica movimentati, con almeno un grado di  libertà,  da  relativi mezzi  di  regolazione  (4,  4B,  5,  6)  della  posizione  rispetto  ad  una  piattaforma fissa (2) a cui detti mezzi di regolazione della posizione (4, 4B, 5, 6)  sono vincolati, detto procedimento comprendendo le fasi di:  a. installare stabilmente detta piattaforma fissa (2);  b. regolare  la posizione di detti mezzi a rotore (3, 13) di detto generatore  idroelettrico  almeno  per  orientare  l’asse  del  rotore  di  detti  mezzi  a  rotore (3, 13) rispetto alla corrente dell’acqua e per disporre detti mezzi  a rotore in posizione semisommersa rispetto a detto fluido. 
10. 10. Procedimento  secondo  la  rivendicazione  9,  in  cui  detta  fase  di  regolare  la  posizione di detti mezzi a rotore (3, 13) comprende la regolazione della distanza  (4, 4B) di detto rotore da detta piattaforma fissa (2). 
11. 11. Procedimento secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui detta fase di regolare la    posizione  di  detti  mezzi  a  rotore  (3,  13)  comprende  la  regolazione  (5)  del  rapporto  tra  il volume della porzione di detto  rotore  immersa  in detto  fluido  (10A)  rispetto al volume della porzione di  rotore non  immersa  in detto  fluido  (10A). 
12. 12. Procedimento secondo una  rivendicazione da 9 a 11 comprendente  inoltre  la  regolazione  (7)  dell’altezza  e/o  dell’inclinazione  rispetto  al  terreno  di  detta  piattaforma fissa (2). 
13. 13. Procedimento secondo una rivendicazione da 9 a 11, comprendente  inoltre  la  regolazione della posizione di detta piattaforma fissa (2) rispetto alla direzione  di scorrimento prevalente dell’acqua entro detto corso d’acqua (10).