PLANTA MAREOMOTRIZ SIHWA LAKE, COREA DEL SUR
Con una capacidad de potencia de 254 MW, localizada en el Lago Sihwa a unos 4 km de la ciudad de Siheung, Corea del Sur, es la planta de energía mareomotriz más grande del mundo. La energía de la planta es generada en las entradas de marea en la cuenca de 30 km² con la ayuda de 10 turbinas de bulbo sumergidas de 25,4 MW, c/u. En la actualidad, la capacidad de generación anual de las instalaciones se situan en los 552,7 GWh.
PLANTAS DE MAREAS EN EL MUNDO
Energía de las olas (UNDIMOTRIZ)
Las olas del mar son un derivado terciario de la energía solar. El calentamiento de la superficie terrestre genera viento, y el viento genera las olas
GENERADORES DE LA ENERGÍA DEL OLEAJE: OWCs
ENERGÍA DE LAS OLAS
Representación esquemática de los TIPOS DE OLAS que existen en la superficie del océano y de la energía en ellas contenida por Acción del viento, terremotos y tormentas, Sol, Luna
SISTEMAS
Dispositivos de generación fijos: Estos dispositivos son los que están construidos en la línea costera (en la rompiente de las olas) o fijados al lecho marino en aguas poco profundas.
Dispositivos de generación flotantes: Estos sistemas se encuentran flotando en el océano ya sea cerca o lejos de la costa.
Característica de una ola
Tiene la capacidad de desplazarse a grandes distancias prácticamente sin pérdida de energía, por ello la energía en cualquier parte del océano acaba en el borde continental. De este modo la energía se concentra en las costas.
¿CÓMO FUNCIONA?
Esta energía se da por el aprovechamiento de 3 fenómenos
TÉCNICAS DE UTILIZACIÓN ENERGÉTICA DEL OLEAJE
Empuje de la ola:
En aguas poco profundas la velocidad horizontal de las olas no varía con la profundidad; la energía de las olas se puede absorber mediante un obstáculo que transmite la energía a un pistón; es un sistema poco usado
Variación de la altura de la superficie de la ola
Situando estructuras flotantes que se mueven con las olas, sintonizadas de manera que puedan captar su energía
Variación de la presión bajo la superficie de la ola
Son los sistema de columna de agua oscilante; consisten en una cámara abierta al mar, que encierra un volumen de aire que se comprime y expande por la oscilación del agua inducida por el oleaje
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LUGARES CON POTENCIALES ENERGÉTICOS DE LAS OLAS
http://www.wavedragon.net/technology/wave-energy.htm
energía promedio de las olas (estimada.) en kW/m (kW por metro de longitud de ola)
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Potencial de la energía de las olas
Potential of 1 500 – 7 500 TWh/año
Entre el 10 al 50 % de la demanda actual mundial de energía
IEA (International Energy Agency)
200 000 MW de potencia con energía de las instaladas el 2050
producción de energía of 6 TWh/año
Factor de carga 0.35
DTI and Carbon Trust (UK)
“Independiente de los valores estimados, el potencial para la generación de energía, libre de contaminación, es enorme”
El potencial energético de las olas es afectada por las mareas marinas
http://www.wavedragon.net/technology/wave-energy.htm
Los sistemas activos
son aquellos en los que los elementos del dispositivo, al moverse a impulsos del oleaje, generan energía aprovechando el movimiento relativo entre sus partes fijas y móviles.
Los sistemas pasivos
son aquellos en los que la estructura permanece inmóvil, generándose energía directamente, a partir del propio movimiento de las partículas de agua.
TIPÓS DE MOVIMIENTO ORIGINADOS POR EL AGUA
Esquemas del estado actual del aprovechamiento de la energía de las olas
Esquemas del estado actual del aprovechamiento de la energía de las olas
WAVE DRAGON (el empuje de la ola)
237 Toneladas.
Brazos 58 m de largo.
Hace uso de tecnología madura (turbinas)
No tiene piezas móviles, obtiene energía al convertir energía potencial.
Se instala en aguas profundas (+40m) para aprovechar más la energía de las olas antes de que se pierda cerca de la zona costera.
En las costas de Nissum Bredning , Dinamarca, desde 2004
POWERBUOY
Consiste en una boya exterior que se mueve verticalmente siguiendo las ondas de las olas.
El sistema se ancla al fondo de mar en profundidades de alrededor de 14 m.
Todo el dispositivo se fija al fondo mediante un ancla de 100 toneladas.
La energía obtenida es llevada a tierra por un cable submarino.
(variación de la altura)
Los OWCs en el litoral o cerca de él pueden tener impactos considerables sobre el medio ambiente. La absorción y modificación del oleaje puede variar la morfología de la costa y de la vida marina. Sus efectos positivos pueden ser la disminución de la erosión de playas, o la creación de zonas tranquilas para recreo o cultivos pesqueros, siendo de esperar que la variación de los procesos en el litoral afecten a
las zonas de reproducción de la vida marina.
– El clima marítimo se altera (sedimentos; ecosistema)
– Emisión de ruido; intrusión visual
– Efectos sobre lo reproducción de algunas especies. y sobre los sedimentación en costas y playas
– Riesgos para lo navegación
Posibles beneficios: amortiguamiento del oleaje en zonas portuarios o erosionables
Propulsión de barcos
ENERGÍA DE LAS CORRIENTES MARINAS
Ventajas que se pueden esperar de estos aprovechamientos
Posibilidad de predecir su disponibilidad.
Factores de capacidad del 40 al 60% (el doble del de otras fuentes renovables intermitentes).
Impacto medioambiental mínimo; no producen contaminación visual, polución o ruido ya que sus rotores son lo suficientemente lentos, no afectando a la vida marina.
– Las condiciones bajo el mar durante una tormenta son relativamente benignas; se puede decir que está tecnología es inmune a las tormentas, al contrario que los sistemas situados en la costa o los que aprovechan la energía de las olas
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA DE LAS CORRIENTES MARINAS
Técnicas de captación
Rotores axiales (tipo hélice,
de eje horizontal)
Rotores de flujo cruzado (tipo Giromill, de eje vertical)
ENERGÍA EXTRAIBLE EN FUNCIÓN DEL DIÁMETRO DEL ROTOR
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CARACTERÍSTICAS DE LAS TURBINAS (MCT Seagen))
750 kW – 1.5 MW
Rotor: 15 – 20 m
3 m monopile
10 – 20 rpm
Dispuestas en unidades multiples alineadas
Parecidas a las turbinas eólicas, pero
densidad del agua es 800 > que del aire
Rotores pequeños
Espaciadas mas cerca una de otra
http://www.marineturbines.com/technical.htm
MCT Seagen Pile
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Turbinas oscilantes
Oscilan para arriba y abajo
Prototipos de 150 kW operaban (2003)
Protoptipos de Plantas de 3 – 5 MW
Boyle, Renewable Energy, Oxford University Press (2004)
http://www.engb.com
Las máquinas térmicas son mecanismos cíclicos que reciben calor de una fuente caliente (de alta temperatura), producen un trabajo neto y eliminan calor a un sumidero térmico de baja temperatura; cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre la fuente de calor y el sumidero, mayor será la eficiencia teórica de conversión de energía.
Un dispositivo para la conversión de la energía térmica del océano consiste en una máquina térmica diseñada para operar entre una temperatura relativamente cálida como es la de la superficie del océano y otra más baja como la temperatura del agua que se encuentra a grandes profundidades; este punto de
vista fue sugerido por primera vez por el físico francés d’Arsonval en 1881, llamados sistemas CETO
ENERGÍA TÉRMICA OCEÁNICA Ó MAREMOTÉRMICA
En la práctica, la diferencia de temperatura requerida para que la operación resulte económica es de alrededor de 20°C; a un nivel de 600-900 m bajo la superficie del océano, la temperatura es de aproximadamente 5 a 8ºC. Para lograr la diferencia de temperatura deseada ya citada, se deben buscar regiones geográficas de la superficie del océano calentadas por el sol en donde la temperatura promedio sea de 25°C-30°C, como mínimo
en los mares tropicales existe una diferencia de temperatura, entre la superficie y una profundidad de 1000 m, del orden de 18ºC-20°C que podría aprovecharse para accionar una máquina térmica de vapor. La conversión de la energía térmica del océano indica la energía que es posible producir aprovechando la diferencia de temperatura existente entre el agua superficial y la más fría de las capas profundas; esta diferencia es más sensible en las regiones tropicales,
donde se alcanzan generalmente los 20°C, entre la superficie y los 500 m de profundidad.
SISTEMAS C.E.T.O
Un sistema C.E.T.O. es un ciclo de potencia de vapor, tipo Rankine, que opera en condiciones bastante especiales; como las temperaturas en el evaporador y el condensador son bajas, se debe escoger un fluido de trabajo cuya presión de vapor sea bastante grande a esas temperaturas; por ejemplo:
– El propano (C3H8) tiene una presión de vapor de alrededor de 5,5 atm a 5°C y un valor aproximado de 9,5 atm a 25°C
– El amoniaco tiene a las temperaturas citadas, presiones de vapor de 5,2 atm y 10,3 atm respectivamente
Generación de energía a partir de las diferencias de temperaturas del agua.
Para el aprovechamiento es necesaria una diferencia de 20º C entre la superficie y las profundidades del mar
FUTURO?
En una sociedad con incremento en sus necesidades energéticas, es muy importante contar con fuentes alternativas de energía para cubrir la demanda creciente de energía
La capacidad de la energía de las olas, corrientes marinas y mareas es mayor a las reservas de carbon y el petróleo, y sobre todo es renovable.
Varios países han mostrado mucho entusiasmo en desarrollar la energía de los oceános como una perfecta fuente de energía para el futuro.
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