Energía Undimotriz ENERGÍA DE LAS OLAS
Autor: Daniel Melguizo Fernández Fecha: 14/01/2013 Asignatura: Tecnología Industrial I Profesor: Julio Sánchez Olias
ÍNDICE INTRODUCCIÓN.................................................................................................... .......................................................................................................................................... ...................................... 2 HISTORIA ................................................................................................... .................................................................................................................................................... ................................................. 2 APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ.................................................................................. UNDIMOTRIZ.................................................................................. 3 DISPOSITIVOS FIJOS ................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................ 3 DISPOSITIVOS FLOTANTES ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 6 VENTAJAS E INCONVENIENTES ................................................................................................................ ................................................................................................................ 11 CONCLUSIÓN ................................................................................................................... ............................................................................................................................................ ......................... 12
INTRODUCCIÓN La energía undimotriz o energía olamotriz es una energía renovable, en la que se aprovecha la energía mecánica de las olas para transformarla en energía eléctrica. Además de ésta, entre las energías renovables también se encuentran la energía eólica, la geotérmica, la mareomotriz, la solar, la biomasa, y la hidráulica. La energía undimotriz presenta diversas ventajas frente a otras energías renovables, ya que es más predecible el movimiento de las olas en un futuro muy próximo que la dirección y la fuerza del viento en un lugar determinado. Se encuentra en expansión y todavía en desarrollo.
HISTORIA El aprovechamiento de esta energía no es nuevo, en París ya surgían las primeras patentes durante el tiempo de la Revolución Francesa. El primer convertidor de energía undimotriz se patentó en Francia en 1799. Pero es en la década de los 80 cuando empiezan a ponerlo en práctica de verdad. Parece que Portugal quiere tomar la delantera en este campo. Actualmente las primeras potencias son Escocia y Noruega en el aprovechamiento de esta energía. Las olas son consecuencia de la energía solar. El Sol calienta la atmósfera, ésta genera viento, y el viento genera olas. Son el resultado del efecto del viento soplando a lo largo de cientos o miles de kilómetros en mar abierto, lo que origina una transferencia de energía hacia la superficie del océano. Por tanto, se puede aprovechar esa energía para transformarla en electricidad. La energía de las olas varía de un lugar a otro, pero generalmente aumenta su energía a medida que nos alejamos del ecuador. Aunque hay otros factores a tener en cuenta, como la profundidad del océano o el tipo de costa.
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ Hay 2 grupos de dispositivos: fijos, y flotantes.
DISPOSITIVOS FIJOS Están construidos en la línea costera, donde rompen las olas, o fijados al lecho marino, en aguas poco profundas. Tienen algunas ventajas importantes frente a los flotantes, como el mantenimiento. Pero hay pocos lugares apropiados para este tipo de dispositivos. OWC (Oscillating Water Column)
La Columna de Agua Oscilante genera electricidad mediante dos pasos principales. La ola entra en la columna, y fuerza al aire de la columna a que pase por la turbina, y sube la presión interna de la columna. Cuando sale la ola, el aire vuelve a pasar por la turbina, porque disminuye la presión y el aire se expande. No importa la dirección de la corriente de aire, la turbina Wells gira a la misma dirección que el aire, y mueve el generador.
Es el sistema más usado actualmente. Se está utilizando en Escocia desde el año 2000. Produce como máximo 500 kW. Se ha ido mejorando durante el tiempo, y hay varios prototipos parecidos a este en estado de prueba. SISTEMA TAPCHAN
O sistema de canal estrechado. Como su propio nombre indica, se trata de un canal estrechado que alimenta un embalse, construido sobre un acantilado. El estrechamiento del canal hace que aumente la altura de las olas. Por tanto, la energía cinética de la ola pasa a ser energía potencial, y pasa por una turbina Kaplan para generar electricidad.
El sistema Tapchan no se puede poner en cualquier costa, tiene que tener olas contínuas, y un rango de mareas mínimo de 1m, y por supuesto un acantilado para el embalse/depósito. WAVEROLLER
Consiste en una placa amarrada al fondo del océano por su parte inferior, que gracias al movimiento de las olas, hacen que la placa pivotee hacia atrás y adelante. Se engancha un generador a la placa, y se produce electricidad. El generador se sitúa en el fondo del océano.
Cada dispositivo es capaz de producir 13 kW, y están haciendo pruebas en Escocia, que verifican el potencial y la aptitud del dispositivo. SISTEMA SDE
Este sistema convierte el movimiento de las olas en presión hidráulica para generar electricidad mediante una turbina. Según la velocidad, envergadura, profundidad, altura y caída de las olas, se optimiza el sistema.
Posee una potencia media de 40 kW. SISTEMA CETO
Es un conjunto de boyas, ancladas al fondo del océano y sumergidas. El movimiento de las olas se convierte en un bombeo que succiona agua del mar, a la vez impulsándola a la costa, y debido a la alta presión con que llega, se mueve una turbina Pelton, para generar electricidad. electricidad. Actualmente se está desarrollando el sistema, contemplando la idea de una granja submarina de boyas con CETO.
Otra opción que presenta este sistema es almacenar en tierra agua marina, para desalinizarla para el consumo humano. SISTEMA SSG WAVE ENERGY
Consiste en un convertidor de la energía de las olas, que se basa en el llenado de 3 tanques, colocados uno encima del otro y que se llenan cuando la altura de las olas sobrepasa las paredes de los tanques.
La energía potencial del agua almacenada es convertida en energía cinética al pasar por una turbina para generar electricidad. El uso de varios tanques mejora notablemente el rendimiento, comparado, por ejemplo, con el sistema TAPCHAN. Este dispositivo está aún en etapa de diseño. ORECON Significa “Columna de agua oscilante con cámara de multiresonancia”. El generador se
encuentra solidario a un flotador, que se está anclado al fondo marino. Posee una cámara, donde el agua sube y baja como consecuencia del movimiento de las olas. Debido a un sistema de válvulas, se obliga al aire a pasar a través de una turbina siempre en el mismo sentido, obteniéndose energía eléctrica de ella. El dispositivo no tiene partes móviles, por lo que es sumamente robusto frente a los embates marinos. Se encuentra en etapa de desarrollo, esperándose que tan sólo una unidad sea capaz de producir alrededor de 1 MW.
DISPOSITIVOS FLOTANTES Son sistemas que flotan en el océano cerca de la costa, encima de esta, o sumergidos. Los más comunes son: PELAMIS (Serpiente Marina)
Es uno de los dispositivos más famosos y con un futuro brillante. Consiste en una máquina semisumergida y modular, de forma que los módulos están unidos mediante bisagras, cuyo movimiento es resistido por arietes que bombean aceite a alta presión a través de motores hidráulicos, acoplados a generadores eléctricos.
El prototipo mide 120m de largo y 3,4m de diámetro. Es capaz de generar una potencia de 750 kW, con 3 módulos generadores de 250 kW cada uno. La estructura se mantiene en posición por un sistema de anclaje al fondo del océano. SALTER DUCK
Es un sistema que rota con un movimiento de cabeceo a medida que pasa la ola, bombeado fluido hidráulico para activar un motor hidráulico acoplado a un generador eléctrico. Es muy eficiente.
Se montan alineados a la cresta de la ola. Tiene la capacidad de convertir la energía cinética y/o potencial de la ola en energía mecánica, por lo que el rendimiento del dispositivo es alto, sobre el 90%. WAVE DRAGON
Es un dispositivo grande flotante. Consiste en una construcción con un peso de unas 150 toneladas, más las 87 toneladas de agua de los reservorios. Tiene 250m de largo, con un par de aletas de unos 126m de largo cada una que permiten concentrar el agua de las olas incidentes sobre la estructura hacia una rampa, para ser almacenada a objeto de hacer girar una serie de turbinas acopladas a generadores energía eléctrica.
El agua se conserva a un nivel por encima de la superficie del mar, lo que permite usar la energía potencial para hacer girar las turbinas. AWS
Archimedes Wave Swing, o en castellano Oscilador de Olas de Arquímedes. Arquímedes. El funcionamiento de este dispositivo se basa en el principio de Arquímedes para la generación de energía eléctrica. Tiene una potencia media de 250 kW por dispositivo.
Está formado por dos cilindros. El inferior va fijado al fondo del mar y el superior se mueve verticalmente, según la incidencia de las olas. En las paredes del cilindro superior están fijados unos imanes, que se desplazan con su movimiento, a lo largo de una bobina, para producir electricidad. El interior del AWS está lleno de aire, y cuando se mueve hacia abajo lo presuriza, generando una reacción que hace que el mismo suba cuando la presión de la ola disminuye.
El AWS está totalmente sumergido en el agua (40 a 100 metros), por lo que no utiliza la ola superficial para la generación de energía. En la actualidad se piensa en el montaje de un conjunto de unidades para generar 50 MW. DISPOSITIVOS DE BOYAS
Son de los más comunes y fáciles de implementar. Consiste en una boya que sube y baja con la ola mientras una de sus partes se encuentra anclada, normalmente, al fondo del mar. Este movimiento vertical hace que se produzca la generación de energía eléctrica. POWER BUOY
Boya de Energía. La corriente alterna generada se produce en continua de alta tensión y se envía a la costa a través de cables submarinos.
Un flotador con forma de disco reacciona contra un cuerpo cilíndrico sumergido y terminado en su borde inferior por una placa horizontal amortiguadora grande, cuya función es aumentar la inercia a través de la masa agregada de agua circundante. El movimiento relativo entre ambos cuerpos es convertido en energía eléctrica por medio de un PTO (mecanismo de toma de potencia). SEARASER
El dispositivo aprovecha la energía de las olas en la costa para bombear agua tierra adentro, lo que puede ser aprovechado para ser utilizada en centrales hidráulicas pequeñas para la generación de electricidad. El dispositivo no requiere ningún tipo de aporte de energía eléctrica exterior y utiliza la energía potencial, regresando al mar el agua.
Los costos de mantenimiento son muy bajos. Las pruebas realizadas han obtenido elevaciones del agua de hasta 50m. Actualmente se trabaja para lograr alturas de 200m. Otra utilidad es la de usar el agua para su desalinización para consumo humano.
VENTAJAS E INCONVENIENTES VENTAJAS -
Energía muy limpia. A la hora de captar la energía undimotriz no se generan emisiones, ni desechos, y no se puede producir derramamiento de ningún producto químico contaminante.
-
Gran potencial de energía que se puede captar. Como el agua es mucho más densa que el aire, contiene mucha más energía almacenada que el aire.
-
Es muy segura. No produce combustiones, ni explosiones de ningún tipo durante su captación.
-
Ahorro de espacio terrestre. No se necesita espacio terrestre para captar energía, exceptuando en los casos de captadores anclados a la costa. Silenciosa: La captación de energía undimotriz normalmente es muy silenciosa. Bajo coste de la materia prima para la producción de energía. Al igual que pasa con el aire y el sol, el acceso al agua para captar su energía es totalmente gratuito. No pasa lo mismo con los combustibles combustibles fósiles o la biomasa, que tienen un coste alto en el proceso de producción de la energía.
-
-
INCONVENIENTES -
Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero. Las instalaciones ancladas en la costa, o las que se encuentren cercanas a ésta, producen un impacto en el paisaje.
-
Cableado hasta tierra tiene un coste muy alto. La instalación del cableado de conexión eléctrica de la instalación de producción de energía con tierra, para trasladar la energía captada, es muy costosa económicamente. económicamente. Afectación de la flora y la fauna. La instalación del cableado o los anclajes de los sistemas al fondo marino afecta negativamente a la flora y la fauna.
-
-
La alta salinidad produce una alta corrosión en las instalaciones.
-
Los sistemas de captación pueden provocar riesgos para la navegación.
-
Los sistemas de captación podrían atraer o promover poblaciones de distintas criaturas marinas.
CONCLUSIÓN La energía undimotriz todavía se está desarrollando y se están mejorando los dispositivos, pero en un futuro próximo puede que dependamos de ella, y de las demás energías renovables. Pienso que deberíamos desarrollar las ideas que se proponen, y ponerlas en práctica, para no depender tanto de los combustibles fósiles. Además, a diferencia de otras energías renovables, los dispositivos (los fijos) pueden estar en el fondo marino, y no hay contaminación visual. Es una gran ventaja. Había oído algo sobre esta energía, pero no había investigado de ello, y he descubierto que es un gran proyecto a desarrollar en el futuro.
