Energía mareomotriz
Maestro: Ing. Guillermo Arreguin Carral
Martín Marmolejo Sotelo 07061312
Adrián Caro Gutiérrez 07061281
Francisco Daniel Mendoza Trevizo 07061315
Alan Guillermo Arreguin Hernández 07061275
Elmer Alonso Olivas Gallardo 07061325
Jorge Eduardo Olvera Manzano 07061328
Erick Amin Duarte 07061295
Pedro Barba Rodríguez 07061277
Introducción
• Con 4 Km. Profundidad
• Mares y océanos cubren las tres cuartas partes
•
•
de la superficie de nuestro planeta.
En la superficie los vientos provocan las olas de
hasta 12 metros de altura, 20 metros debajo de
la superficie.
Diferencias de temperatura (que pueden variar
de -2º C a 25º C) engendran corrientes.
• Energía liberada por el agua de mar en sus
•
movimientos de ascenso y descenso de las
mareas (flujo y reflujo) es transformada en
energía eléctrica en la centrales mareomotrices.
El sistema consiste en aprisionar el agua en el
momento de la alta marea y liberarla,
obligándola a pasar por las turbinas durante la
bajamar. Sus movimientos hacen que también
se muevan las turbinas de unos generadores de
corrientes situados junto a los conductos por los
que circula el agua.
Orígenes de la energía mareomotriz
En la antigüedad se usaban molinos de marea egipcios. Su
desarrollo histórico fue parecido al de los molinos hidráulicos:
en el siglo XIII ya funcionaban algunas ruedas maremotrices.
En Inglaterra y en el siglo XVIII aparecen varias instalaciones
para moler grano y especias tanto en Francia como en EE.UU.
• El ingeniero Cattaneo de Veltri ideó
un dispositivo, que instaló al pie del
promontorio rocoso en el cual se
asienta la cuidad de Mónaco y con el
fin de proveer de agua marina al
Museo Oceanográfico de dicha
ciudad.
• Consiste
en
un
pozo
comunicado al mar, a lo largo
se mueve un pesado flotador
guiado por unas barras de
hierro, que mediante palancas
articuladas,
el
flotador
transmitía su empuje a los
vástagos de los émbolos de dos
bombas hidráulicas aspirantes
impelentes que elevaban el
agua
hasta
el
Museo
Oceanográfico.
• A partir de los años 1920 se realizaron los
primeros estudios en profundidad en Francia,
URSS, Canadá y EE.UU., alcanzándose los
primeros resultados prácticos en la construcción
de centrales maremotrices en Francia (1966) y
la URSS (1968). Como sucedió con otras fuentes
energéticas renovables aprovechadas desde la
antigüedad, el interés decreció ostensiblemente
al producirse la electricidad a bajo coste en las
centrales térmicas, pero a raíz de las sucesivas
crisis energéticas se ha vuelto a prestar una
gran atención a esta fuente de energía.
APROVECHAMIENTO DE LA
ENERGIA DE LAS MAREAS
• Las mareas son oscilaciones periódicas del nivel
del mar. Es difícil darse cuenta de este
fenómeno lejos de las costas, pero cerca de
éstas se materializan, se hacen patentes por los
vastos espacios que periódicamente el mar deja
al descubierto y cubre de nuevo.
• Este movimiento de ascenso y descenso de las
aguas del mar se produce por las acciones
atractivas del Sol y de la Luna.
•
•
•
•
Flujo.- subida de las aguas.
Reflujo.- descenso de las aguas.
Pleamar.- máxima elevación de flujo.
Bajamar.- momento máximo de reflujo.
• La amplitud de la marea en el mar muerto es de
solo 20 a 40 cm.
• En el océano atlántico se registran mayores
mareas que en el océano pacifico.
• Bernard Forest de Bélidor, profesor en la escuela
de Artillería de La Fère (Francia), fue el primero
que estudió el problema del aprovechamiento de
la energía cinética de las mareas, y previó un
sistema que permitía un funcionamiento
continuo de dicha energía, empleando para ello
dos cuencas o receptáculos conjugados.
Esquema de una central
mareomotriz.
Principio de funcionamiento.
• El tipo de turbina mas utilizada en este tipo de
central mareomotriz es la de bulbo por su
capacidad para aprovechar pequeños saltos pero
de gran caudal.
• Estuario de Rance (Francia) en donde se
registran amplitud de mareas de hasta 13.5
metros.
• La primer tentativa de aprovechamiento de las
mareas seria precisamente en el estuario de
Rance, Francia, abarca 2.000 hectáreas , pero
reúne magnificas condiciones para el fin que se
busca; el nivel entre las mareas alta y baja
alcanza un máximo de 13,5 metros, una de las
mayores del mundo. El volumen de agua que
entrara en la instalación por segundo se calcula
que en 20.000 m3. , cantidad muy superior a la
que arroja al mar por segundo, se calcula que
rendirá anualmente mas de 800 millones de
kw/h.
Ventajas y desventajas
de la energía
mareomotriz.
Ventajas
• Auto renovable. Su obtención es infinita y
•
•
siempre se usa la misma materia prima sin
consumirse.
No contaminante. Solo usa la energía
cinética como obtención de energía por lo
que no tiene emisiones.
Silenciosa. No produce mas sonido que el
que hace el movimiento de la materia prima
que es el mismo que comúnmente.
• Bajo costo de materia prima. No
requiere mas materia prima que el agua
que pasa por estas por lo que no tiene
costo.
• No concentra población. No requiere
de muchos personas para operar las
centrales.
• Disponible en cualquier clima y época
del año. La situación del clima y la época
no cambia la marea por lo que funciona
de igual manera.
Desventajas
• Impacto visual y estructural sobre el
•
•
paisaje costero. La central requiere una
cortina lo cual hace que no se vea estético.
Localización puntual. Para el mejor
aprovechamiento de las mareas se requiere
que las centrales se pongan en lugares
específicos.
Dependiente de la amplitud de la
marea. Depende 100% de la marea, que
tanto suba o baje.
• Traslado de energía muy costoso. Es
•
•
muy costoso trasladar la energía generada a
las poblaciones o ciudades.
Efecto negativo sobre la flora y fauna.
Los diques no permiten pasar el agua
haciendo que esta se estanque y no llegue a
alimentar la flora y fauna del medio.
Limitada. La energía generada se limita a
un máximo que es la que la marea puede
generar, por lo que mas que eso no puede
ser generado por este medio
Ubicación
Centrales Mareomotrices en
Operación
Estación
Capacidad
País
(MW)
Ubicación
Com
Rance Tidal Power
Station
240
Francia
Rance River
1966
Annapolis Royal
Generating Station
20
Canadá
Annapolis River
1984
1972
Jiangxia Tidal Power
Station
3.2
China
Wuyantou, la ciudad
de Wenling, provincia
de Zhejiang, China.
Kislaya Guba Tidal
Power Station
1.7
Russia
Kislaya Guba, Russia
1968
Uldolmok Tidal Power
Station
1.0
Korea del
sur
Uldolmok
2009
Central Mareomotriz de Rance
Estación Generadora de Annapolis
Royal
Central Mareomotriz de Jiangxia
Central Mareomotriz de Kislaya Guba
Futuro de la Energía Maremotriz
• Los avances actuales de la técnica, el
acelerado crecimiento de la demanda
energética mundial y el constante
incremento en el precio de los
combustibles son factores primordiales
que achican cada vez más la brecha entre
los costos de generación mareomotriz y
los de las fuentes convencionales de
generación de energía.
• Así lo entienden países como Canadá e
Inglaterra, donde se incorpora la misma a
los planes energéticos como solución a
medianos plazos en el proceso de
sustitución de plantas termales
• Se ha cifrado el potencial aprovechable de
la energía maremotriz en todo el mundo
en unos 15 000 MW
• Según los valores estándares se calcula
que el costo de inversión inicial para una
central maremotriz es de 2000 a 2500
dólares por cada kW de generación
• Para generar 30 MW se requiere una
inversión de 60 mdd a 75 mdd
En México:
• En México el potencial de energía
mareomotriz en el alto Golfo de California
es muy importante.
• Según un estudio de la UNAM, podría
llegar a tener un área de embalse de 2590
km2, con una potencia de 26 GW y una
generación de 23 000 GW/año
• En México, en el estuario del río colorado
existe una diferencia en los niveles de la
marea de 6.7 m, la cual supera el mínimo
requerido (5 m) para instalar una central
mareomotriz
Proyecto “Wabe Hub”
• Ubicación: Cornwall, Inglaterra
• Inversión: 7 millones de euros
• Potencia: 20 MW
• El proyecto consiste en cuatro centrales
interconectadas para aprovechar la
energía de las olas y convertirla en
energía eléctrica
Energía Maremotérmica
• Se basa en la explotación de la diferencia de
temperaturas en los océanos. La diferencia
de temperatura en ciertas partes del océano
como laz zonas tropicales, oscila en torno a
los 20 grados entre la superficie y los 100
metros de profundidad. En zonas árticas y
antárticas estas diferencias pueden llegar a
ser mayores, pero se necesitan instalaciones
que intercambien el agua a mayor
profundidad, llegando a alcanzar los 1000
metros.
Zonas térmicamente favorables
ENERGIA
AZUL
La energía azul es la energía obtenida por
la diferencia en la concentración de la sal
entre el agua de mar y el agua de rio con
el uso de electrodiálisis inversa (o de la
ósmosis) con membranas de iones
específicos.
PROCESO
ALGO DE
HISTORIA
Una nueva membrana mas
barata (POLIETIRENO) le a dado
una nueva oportunidad.
La tecnología de la electrodiálisis
inversa se ha probado en
condiciones de laboratorio.
Al principio el costo de la
membrana era muy costosa.
ELLOS PONEN EL
EJEMPLO
•En los PAISES BAJOS, más de 3300 m³ de agua
dulce por segundo desembocan en el mar como
promedio.
•El POTENCIAL energético es por lo tanto de 3300
MW, suponiendo 1 MW/M³ de salida de agua fresca
por segundo.
•En 2005 una planta de 50 kilovatios está situada en
un sitio de prueba costero en HARLINGEN, los
Países Bajos.
ENERGIA UNDIMOTRIZ
Las olas del mar
son un derivado
de la energía
solar, el
calentamiento de
la superficie
terrestre genera
viento y el viento
genera las olas.
• Una de las
características de las
olas es su capacidad
de desplazarse a
grandes distancias
sin apenas pérdida
de energía.
• La energía de las
olas se concentra en
las costas, que
totalizan 336000 Km.
de longitud.
• La energía que desarrollan
las ondas es enorme y
proporcional a las masas de
aguas que oscilan y a la
amplitud de oscilación.
• Esta energía se descompone
en dos partes, las cuales,
prácticamente, son iguales:
una energía potencial, la cual
provoca la deformación de la
superficie del mar, y una
energía cinética o de
movimiento
• Se ha calculado que una
onda de 7,50 metros de
altura sobre el nivel de
las aguas tranquilas y de
150 metros de longitud
de onda, propagándose
con una velocidad de 15
metros por segundo
(4.16Km/Hr), desarrolla
una potencia de 700
caballos de vapor
(514849.3 Watts) por
metro lineal de cresta
COLUMNA OSCILANTE DE AGUA
• Uno de los primeros fue el convertidor
noruego Kvaerner, cuyo primer prototipo se
construyó en Bergen en 1985. Consiste en un
tubo hueco de hormigón, de diez metros de
largo, dispuesto verticalmente en el hueco de
un acantilado. Las olas penetran por la parte
inferior del cilindro y desplazan hacia arriba
la columna de aire, lo que impulsa una
turbina instalada en el extremo superior del
tubo. Esta central tiene una potencia de 500
KW y abastece a una aldea de 50 casas.
PLEAMIS
• Es un conjunto de cilindros semi-sumergidos,
•
•
•
unidos por bisagras.
Diseñado para aguas de 50-70m de
profundidad.
Esta hecho para soportar las inclemencias del
mar, con el mínimo de mantenimiento
posible.
Tres unidades independientes de generación
de 250 kW c/u.
• CARACTERISTICAS:
• 150 m de largo.
• 3.5 m de ancho.
• 700 toneladas.
• Anclada al lecho marino.
• Conectada a la red por un cable marino.
• Instalado ya en Portugal, es un ingenio
metálico flotante y flexible que al ser
movido por las olas genera electricidad. Se
estima que la cantidad de energía
obtenida por 30 de estos sistemas, podría
abastecer aproximadamente 20.000
hogares con un consumo medio europeo.
Dispositivos Tecnología OPT
• El sistema de la generación de la onda de
PowerBuoy del OPT utiliza "una boya
discreta" de alta mar para capturar y para
convertir energía de la onda en una fuerza
mecánica controlada que conduzca un
generador eléctrico.
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