Energías Renovables Marinas
Las trasparencias son el material de apoyo del profesor para impartir la clase. No son apuntes de la asignatura. Al alumno le pueden servir como guía para recopilar información (libros, …) y elaborar sus propios apuntes
Departamento: Ingeniería Eléctrica y Energética Area: Máquinas y Motores Térmicos
CARLOS J RENEDO [email protected] Despachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 28 http://personales.unican.es/renedoc/index.htm Tlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82 1
Energías Renovables Marinas
• Introducción • Panorama Energético Nacional • Algunas “Curiosidades” Parte 1ª • Las EERR en la Unión Europea • Visión de las Energías Renovables • Búsqueda de Información Científica Parte 2ª Virtual • Energías de las Olas y Mareas Parte 3ª • Tecnologías de Aprovechamiento Parte 4ª Virtual
• Energía Térmica Marina Parte 5ª
• Turbinas Hidráulicas Parte 6ª • Algas Marinas Parte 7ª 2 Energías Renovables Marinas
Centrales en Europa:
3
Energías Renovables Marinas
Centrales en Europa: Objetivo en 2020 paso de 3.6 a 2.2 GW
4 Energías Renovables Marinas
Energía de las Mareas (Tidal Energy) http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page Centrales en Operación (2010) CENTRAL MW PAIS AÑO Sihwa Lake Tidal Power Station 254 South Korea 2011 Rance Tidal Power Station 240 France 1966 Annapolis Royal Generating Station 20 Canada 1984 Jiangxia Tidal Power Station 3.2 China 1980 Kislaya Guba Tidal Power Station 1.7 Russia 1968 Uldolmok Tidal Power Station 1.5 South Korea 2009 Strangford Lough SeaGen 1.2 United Kingdom 2008
Centrales en Construcción CENTRAL MW PAIS AÑO
Incheon Tidal Power Station 800 a 1.300 South Korea 2017 5
Energías Renovables Marinas
Energía de las Mareas (Tidal Energy) http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page Centrales en Estudio CENTRAL MW PAIS Penzhinskaya Tidal Power Plant 87.100 Russia Mezenskaya Tidal Power Plant 10.000 Russia Severn Barrage 8.640 United Kingdom Tugurskaya Tidal Power Plant 3.640 Russia Dalupiri Blue Energy Project 2.200 Philippines Garorim Bay Tidal Power Station 520 South Korea Swansea Bay Tidal Lagoon 300 United Kingdom Gulf of Kutch Project 50 India Skerries Tidal Farm 10,5 United Kingdom
6 Energías Renovables Marinas
Energía de las Olas (Wave Energy) http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page Centrales en Operación CENTRAL MW PAIS Orkney Wave Power Station 2,4 United Kingdom Aguçadoura Wave Farm 2,25 Portugal Islay Limpet 0,5 United Kingdom Mutriku Breakwater Wave Plant 0,3 Spain SDE Sea Waves Power Plant 0,04 Israel
7
Energías Renovables Marinas
Energía de las Olas (Wave Energy) http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
DISPOSITIVO FABRICANTE METODO DE CAPTACION Anaconda Wave Checkmate SeaEnergy Surface-following attenuator Energy Converter Finavera Wind Energy, SSE AquaBuOY Buoy Renewables Limited
AWS-III AWS Ocean Energy Surface-following attenuator
CETO Wave Power Carnegie Buoy Cycloidal Wave Fully Submerged Wave Atargis Energy Corporation Energy Converter Termination Device Flanders Electricity FlanSea Buoy from the Sea Islay LIMPET Islay LIMPET Oscillating water column Lysekil Project Uppsala University Buoy Oceanlinx Oceanlinx Buoy 8 Energías Renovables Marinas
Energía de las Olas (Wave Energy) http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
DISPOSITIVO FABRICANTE METODO DE CAPTACION
OE Buoy Ocean Energy Buoy Oyster Wave Energy Oscillating wave surge Aquamarine Power Converter converter Pelamis Wave Energy Pelamis Wave Power Surface-following attenuator Converter PowerBuoy Ocean Power Technologies Buoy 40South Energy Wave Energy 40South Energy Underwater attenuator Converter SDE Sea Waves SDE Energy Ltd. Buoy Power Plant Alvin Smith (Dartmouth SeaRaser Buoy Wave Energy)\ Ecotricity 9
Energías Renovables Marinas
Energía de las Olas (Wave Energy) http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
DISPOSITIVO FABRICANTE METODO DE CAPTACION
Ocean Wave-Powered SRI International Buoy Generator Wavebob Wavebob Buoy
Wave Dragon Erik Friis-Madsen Overtopping device
Oscillating wave surge WaveRoller AW-Energy Oy converter
Wave Star Wave Star A/S Multi-point absorber
10 Energía de las Olas
Olas (Wave Energy)
Las olas son ondas superficiales periódicas, creadas fundamentalmente por la acción del viento (éste es es causado por diferencias de presión debidas a diferencias de temperatura entre distintas zonas del planeta)
Al soplar el viento sobre la superficie del agua, y debido a fenómenos de capilaridad, gravedad y tensión superficial, se modifica la superficie del océano formando rizos; esto supone mayor superficie de interacción, por lo que el fenómeno se multiplica formando las olas
La energía de las olas depende de la velocidad del viento y de la distancia que la ola viaja con él
Formadas las olas, siguen viajando hasta las costas con pequeñas pérdidas de energía
En las zonas de baja profundidad aumentan su tamaño 11
Energía de las Olas
Olas (Wave Energy)
Las olas ideales tienen una forma de onda senoidal
Están definidas por: altura, H, longitud de onda, L, periodo, T, y velocidad de avance de la ola, c
1 L f T Cresta L c T H
t
Valle 12 Energía de las Olas
Olas (Wave Energy)
Las olas ideales tienen una forma de onda senoidal
Están definidas por: altura, H, longitud de onda, L, periodo, T, y velocidad de avance de la ola, c
L Cresta
H
t
Valle 13
Energía de las Olas
Olas (Wave Energy)
Las olas viajan transmitiendo energía, pero las moléculas de agua no siguen ese movimiento, estas “oscilan arriba-abajo” en un movimento circular Longitud de la ola, L Velocidad de las Olas, c u v r0 H
h
Al acercarse a la costa el movimiento se vuelve elipsoidal (más horizontal) y de mayor altura 14 Energía de las Olas
Olas (Wave Energy)
Generalmente, la altura de la ola en el Océano, H, es mucho menor que su longitud de onda, L, y la ecuación que describe su movimiento se puede simplificar, siendo la velocidad de propagación de la onda, c:
k 2 π/L el número de la onda g h la profundidad del agua c2 tanh(k h) Siendo : k L la longitud de la onda g la gravedad • Si es una zona de agua profunda: h g g T 0,5 tanh(k h) 1 c o c L k 2
Por lo que en el Océano viajan más rápido las olas de mayor periodo
• Si son aguas poco profundas, someras : h 0,05 tanh(k h) k h c g h L 15
Energía de las Olas
Olas (Wave Energy)
Ecuaciones de la velocidad de la fase de una ola, c
Función Agua profunda Intermedia Agua somera
Velocidad de g T g tanh(k h) g h la fase, C 2 k
L h 0,05 L H/ h 0,78 Zona de rompimiento Límites de h aplicación 0,5 L
16 Energía de las Olas
Olas (Wave Energy) Longitud de la ola, L Velocidad de las Olas, c u
v r0 H
r h
17
Energía de las Olas
Olas (Wave Energy)
Si un tren de olas regular choca con la costa se produce el fenómeno de reflexión (sin apenas pérdida de energía), por lo que se suman la ola y su reflejo, alcanzando las olas el doble de altura La energía de la onda reflejada es doble de la incidente
c c Hr 2 H H
h
18 Energía de las Olas
Olas (Wave Energy)
Conelmovimientodelaolalasmoléculasdeaguadescriben movimientos orbitales, cuya magnitud disminuye exponencialmente con la profundidad
L 2 Si : h r r e 0,0433 r h 2 0 0 r r e L Para una profundidad 0 2 Si : h L r r0 e 0,0019 r0
r0 es el radio orbital de superficial, coincide con la semialtura de la ola H/2 L es la longitud de la onda Longitud de la ola, L h es la profundidad del punto considerado Si L = 100 m y la altura de la ola es H = 8 m • En superficie (h = 0) r = r = 4 m H 0 r0 • A 50 m (h = L/2) r = 17 cm • A 100 m (h = L) r = 0,8 cm h
Si L = 100 m y la altura de la ola es H = 4 m r
• En superficie (h = 0) r = r0 = 2 m • A 50 m (h = L/2) r = 8,6 cm 19 • A 100 m (h = L) r = 0,37 cm
Energía de las Olas
Olas (Wave Energy)
La forma de la ola depende de la relación H/L
• H/L < 0,02 Tienen un periodo alto, L amplia y H pequeña Teoría lineal Sigue un movimiento sinusoidal
• H/L > 0,15 Teoría no lineal Tienen un periodo bajo, L pequeña y H grande Rotura de la Ola Tienen un perfil troncoidal
20 Energía de las Olas
Teoría de Olas Lineal
Lasolascortasson aquellas en que su velocidad, c, es independiente de la profundidad del mar; depende de su longitud de onda, L
Son las olas de viento y L Cresta
El desplazamiento vertical u H oscilación de la superficie libre es: t
H 2 x 2 t y cos 2 L T Valle
Siendo T el periodo de las olas, que es el tiempo 2 2 T transcurrido para que por un punto pasen dos 2 g 2 h w Th crestas sucesivas; para una ola sinusoidal es: L L 21
Energía de las Olas
Teoría de Olas Lineal
La Longitud de las Olas, L, viene dada por la expresión: Longitud de la ola, L g T2 2 h L Th 2 L H r0
En las olas cortas en aguas profundas (h > L/2) h
g T2 L r 2
La Frecuencia, T, para olas cortas en aguas L 2 c profundas (h > L/2), se determina de manera T L g T c c g sencilla si se conocen L y c T 2
22 Energía de las Olas
Teoría de Olas Lineal
La Velocidad de Traslación de la ola, c, permite diferenciar las olas cortas de las largas Longitud de la ola, L L g T 2 h c Th T 2 L H r0
• En aguas profundas (h > L/2) se tiene que: h
L g L g T2 L g T L 2 c c ; L ; c ; T r T 2 2 T 2 c g
• En aguas superficiales (h < L/2) se tiene que:
c g h ; L g h T
• En canales (h << L/2) se tiene que:
c g (h H) 23
Energía de las Olas
Teoría de Olas Lineal
La Rotura de la Ola se produce cuando la componente horizontal de la velocidad de las partículas, u, se iguala a la velocidad de la ola, c; este proceso va acompañado de gran pérdida de energía u Componente Horizontal: 2 v Cosh (y h) H L 2 u Cos x w t H T 2 L Senh h L
Componente Vertical : 2 Senh (y h) H L 2 v Sen x w t h T 2 L Senh h L
x es la coordenada horizontal en la dirección de la ola y es la componente vertical en la dirección de la ola
2 g 2 h w Th 24 L L Energía de las Olas
Teoría de Olas Lineal
La Rotura de la Ola
• En aguas profundas (h > L/2) se tiene:
Componente Horizontal : u 2y H L 2 u e Cos x w t v T L H Componente Vertical : 2y H 2 v e L Sen x w t T L
• En aguas superficiales (h < L/2) se tiene: h Componente Horizontal: H g 2 u Cos x w t 2 h L
Componente Vertical : H y H 2 v Sen x w t 2 h L 25
Energía de las Olas
Teoría de Olas Lineal
La Rotura de la Ola se produce en agua superficiales (H < L/2) cuando la velocidad de la ola se iguala con la componente horizontal de la velocidad de las partículas (c = u)
c gh H g 2 Aguas superficiales g h Cos x w t H g 2 u Cos x w t 2 h L 2 h L
con x 0, t 0
H g g h R 2 h
2 g h g h Siendo la altura de la ola a romper : HR 2 2 h g / h g/ h
26 Energía de las Olas
Teoría de Olas Lineal
La Energía de cada partícula tiene componentes cinética y potencial
La teoría lineal se desarrolla con olas regulares, L y T ctes
Gran relevancia L b H2 de H E E E kgm ola potencial cinetica 8 es el peso específico del agua L es la longitud de la onda b es el ancho del frente de ola Longitud de la ola, L H es la altura de la ola (cresta-valle)
H r0 • En aguas profundas: h
L b H2 E E kgm potencial cinetica 16 r
27
Energía de las Olas
Teoría de Olas Lineal
La Energía se encuentra en la parte superior de la ola
Zona de energía Dirección de las olas de las olas (95%) Longitud de las olas, L Altura de las olas Cresta Nivel medio del mar L/4 Movimiento del Valle agua (L/2)
Inapreciable por debajo de L/2
g2 H2 T kW kW P 0,49 H2 T 32 m agua mar m 28 Energía de las Olas
Teoría de Olas Lineal
La Potencia del Frente de Ola por unidad de longitud (b = 1) es: es el peso específico del agua 2 H es la altura de la ola (cresta-valle) 1 H 2 2 2 4 h L P1m ola c Sen x t 1 c es la velocidad de la ola 2 2 L T Sh 4 h L L es la longitud de la onda La Potencia Media del frente de ola por unidad de longitud (b = 1) es:
2 H T 2 4 h L T es el periodo de la ola P1m ola Th h 1 32 L Sh 4 h L • En aguas profundas (h > L/2) las olas del frente van perdiendo energía y desaparecen, mientras que aparecen nueva olas en cola
H2 c H2 L g P c g T /(2 ) 1m ola 16 16 2 T 2 L / g
• En aguas poco profundas (h < L/2)
2 H en m P1m ola 0,955 H T kW / m 29 T en s
Energía de las Olas
Teoría de Olas No Lineal
Hay dos Teorías:
• Teoría de Stokes
H 2 x 2 t 3 L2 H2 2 x 2 t y Cos Cos 2 2 3 2 L T 64 h L T
L H 2 x 2 t 3 L3 H2 2 x 2 t u Cos Cos 2 2 4 2 h T L T 64 h T L T
L b H2 9 H2 E 1 ola 4 6 8 64 2 / L h
b H2 c 4 h / L 9 H2 P 1 1 4 6 8 2 Senh 4 h / L 64 2 / L h
30 Energía de las Olas
Teoría de Olas No Lineal
Hay dos Teorías:
• Teoría de Stokes • Teoría de Onda Solitaria
3 H H y H Sech x g H 1 t 4 h4 h
g g 3 H H u y H Sech x g H 1 t h h 4 h4 h
3 Eola 1,54 h H b
31
Energía de las Olas
Oleaje Real
Es una superposición compleja de numerosos trenes de olas no regulares con distintos valores de periodo, altura, dirección, …
Diferentes autores ofrecen diferentes ecuaciones
En general se puede aceptar una ecuación de la forma:
kW Potencia cte H2 T m
cte oscila entre 0,44 y 0,59 H es la altura significativa de la ola (se toma la media del tercio de las olas mayores) T es el periodo o tiempo de paso de dos olas consecutivas
2 Bretschnneider Mitsuyasu : P1m ola 0,441H T kW / m 2 Jonswap : P1m ola 0,441H T kW / m 2 Pierson Moskowitz : P1m ola 0,59 H T kW / m 2 ISCC : P1m ola 0,545 H T kW / m 32 Energía de las Olas
Oleaje Real Olas de 2 m de alto y 60m de largo del NO La superposición de olas Olas de 4 m de alto y 100m de largo del O-SO Superficie oceánica resultante
2 m
1 m
-1 m
-2 m
33
Energía de las Olas
Oleaje Real Olas de 2 m de alto y 60m de largo del NO La superposición de olas Olas de 4 m de alto y 100m de largo del O-SO Superficie oceánica resultante
2 m
1 m
-1 m
-2 m
34 Energía de las Olas
Oleaje Real Olas de 2 m de alto y 60m de largo del NO La superposición de olas Olas de 4 m de alto y 100m de largo del O-SO Superficie oceánica resultante
2 m
1 m
-1 m
-2 m
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Energía de las Olas
Oleaje Real Olas de 2 m de alto y 60m de largo del NO La superposición de olas Olas de 4 m de alto y 100m de largo del O-SO Superficie oceánica resultante
2 m
1 m
-1 m
-2 m
36 Energía de las Olas
Oleaje Real Olas de 2 m de alto y 60m de largo del NO La superposición de olas Olas de 4 m de alto y 100m de largo del O-SO Superficie oceánica resultante
2 m
1 m
-1 m
-2 m
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Energía de las Olas
Oleaje Real Olas de 2 m de alto y 60m de largo del NO La superposición de olas Olas de 4 m de alto y 100m de largo del O-SO Superficie oceánica resultante
2 m
1 m
-1 m
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38 Energía de las Olas
Oleaje Real Olas de 2 m de alto y 60m de largo del NO La superposición de olas Olas de 4 m de alto y 100m de largo del O-SO Superficie oceánica resultante
2 m
1 m
-1 m
-2 m
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Energía de las Olas
Tecnologías de Aprovechamiento de la Energía de las Olas
• Attenuators (surface following) • Oscillating Water Columns (OWC)
40 Energía de las Olas
Tecnologías de Aprovechamiento de la Energía de las Olas
• Attenuators (surface following) • Oscillating Water Columns (OWC) • Oscillating Wave Surge Converter • Overtopping Devices
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Energía de las Olas
Tecnologías de Aprovechamiento de la Energía de las Olas
• Attenuators (surface following) • Oscillating Water Columns (OWC) • Oscillating Wave Surge Converter • Overtopping Devices • Point Absorbers • Submerged Pressure Differential
42 Energía de las Olas
Tecnologías de Aprovechamiento de la Energía de las Olas
• Attenuators (surface following) • Oscillating Water Columns (OWC) • Oscillating Wave Surge Converter • Overtopping Devices • Point Absorbers • Submerged Pressure Differential
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Energía de las Olas
Wave Power
44 Energía de las Olas
Wave Energy Resource
45
Energía de las Olas
Coastal Power 46 Energía de las Olas
Datos de Olas
Frecuencia
Altura
Tabla de Dispersión de las Olas
47
Energía de las Olas
Datos de Olas
Frecuencia
Altura
Altura
Tabla de Dispersión de las Olas
Rosa de las Olas 48 Energía de las Olas
Datos de Olas
http://www.puertos.es/es-es/oceanografia/Paginas/portus.aspx
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Energía de las Olas
Datos de Olas
50 Energía de las Olas
Datos de Olas
51
Energía de las Olas
Datos de Olas
52 Energía de las Olas
Datos de Olas
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Energía de las Olas
Datos de Olas
54 Energía de las Olas
Datos de Olas
55
Energía de las Olas
Datos de Olas
56 Energía de las Olas
Datos de Olas
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Energía de las Olas
Datos de Olas
58 Energía de las Olas
Datos de Olas
59
Energía de las Olas
Datos de Olas
60 Energía de las Mareas
Mareas Son la fluctuación periódica del nivel del mar
En ella influyen: • Las atracciones gravitatorias de la Luna y la Tierra • Las atracciones gravitatorias del Sol y la Tierra • La fuerza centrífuga creada por el giro de la Tierra
61
Energía de las Mareas
Mareas G = 6,67 10-11 N.m2/kg2 Son la fluctuación periódica del nivel del mar En ella influyen las atracciones gravitatorias de la Luna y el Sol F 2p 2 M1 M2 cte F G 2 2 M1 D D F2 F2c D M 1 D 1 F F1c R Pero hay diferencia de atracción entre los ptos “1” y “2”
Las fuerzas que aparecen crean presiones que hacen variar las columnas de agua (en la dirección de estas)
Estas diferencias de altura crean las mareas 62 Energía de las Mareas
F 2p 2 M1 Mareas F2 F2c D M1 D 1 F F1c M M cte R F G 1 2 D2 D2 Considerando el pto “1”: r 1 2 cte cte cte cte cte D F 1C 2 2 2 2 (D r) D 2 r D r r r 2 r 2 r r D2 1 2 D 1 2 D 1 2 1 2 D D D D D r 1 2 cte D M1 M2 r G 1 2 R 2 2 2 El valor medio de F1c será con D r D D 2 1 2 M M D 1 2 F1C G 3 R M M r D por lo que F G 1 2 2 1C D2 D
M M R2 La variación en la fuerza crea una variación en la presión en la h G 1 2 1C D3 columna de agua que se traduce en una diferenica de altura 63
Energía de las Mareas
F 2p 2 M1 Mareas F2 F2c D M1 D 1 F F1c M M cte R F G 1 2 D2 D2 Considerando el pto “2”:
F no crea diferencia de presión en la columna de agua La F2 tiene dos componentes 2p
F R M M R 2c tg F G 1 2 F D 2C D2 D
R M M R El valor medio será consideran do F G 1 2 2 2C D3 2
La variación en la fuerza crea una variación en la presión en la M M R2 h G 1 2 2C 3 2 columna de agua que se traduce en una diferenica de altura D 64 Energía de las Mareas
Mareas El efecto de la Luna es aproximadamente 2 veces mayor al del Sol
∆h1 (cm) ∆h2 (cm) M = 5.97.1024 kg Sol 16,3 8,15 Ø = 12.740 km
Luna 35,6 17,9
L = 384.400 km
M = 1,99.1030 kg Ø = 1.392.000 km M = 7,35.1022 kg Ø = 3.476 km 65
Energía de las Mareas
Mareas Las orbitas entre la Tierra y el Sol, y entre la Luna y la Tierra son elípticas y no circulares
66 Energía de las Mareas
Mareas La Tierra está inclinada respecto a la elíptica del Sol (23,44º) La elíptica de la Luna está inclinada respecto a la del Sol (5,14º)
23,44º
5,14º
67
Energía de las Mareas
Mareas Hay mareas vivas y muertas, son debidas a la posición relativa entre la Tierra, el Sol y la Luna
Cuarto creciente Cuarto menguante Luna llena Luna nueva
Marea Muerta Marea Viva
68 Energía de las Mareas
Mareas
Además de todo lo anterior: • La Tierra está achatada por los polos • La Tierra tiene presencia de Continentes, que dificultan los movimientos de agua (mares interiores tienen menos amplitud) • El litoral, el viento, las lluvias, etc, modifican la amplitud
Por lo tanto, diariamente se producen 2 pleamares y 2 bajamares • Las dos mareas tienen prácticamente la misma amplitud • Entre una pleamar y una bajamar hay aprox. 6h y 15m • Su período es de aprox. 12h 30 m
69
Energía de las Mareas
Mareas
La variación del nivel del agua del mar debido a las mareas es de la forma: h a cosw t j w depende de las condiciones astronómicas, es cte en todo momento y lugar a es la amplitud de la marea, diferencia entre plea y baja mar (depende del lugar) j es la fase de cada onda (depende del lugar)
Para su explotación se requiere que sea al menos de 5 m, y que el volumen de agua acumulado sea suficientemente grande La energía disponible es:
a a E E (vaciado) E (llenado) Area(z) z dz Area(z) (a z) dz 0 0
γ peso específico del agua, 9.800 N/m3 z es la altura del agua embalsada (si no hay bombeo 0 < z < a) 70 Energía de las Mareas
Mareas
Si el ciclo de marea es de 6,2h
E E (obtenida en el llenado) E (obtenida en el vaciado) a Volumen a2 Area
Si se expresan A en km2 yVenm3 E 226 a2 Area kW
Si el llenado por pleamar del embalse se complementa con bombeo, habría que considerar la altura extra conseguida, y la energía sería:
E (con bombeo) E (obtenida en el llenado) E (obtenida en el vaciado con bombeo) E (vaciado con bombeo) E (v. de lo acumulado de forma natural) E (v. de lo acumulado por bombeo)
a a E (v.natural) E (v.bombeo) Area(z) (a z) dz Area(z´) (z´a) dz 0 0 z´ es la altura de almacenamiento conseguida con el bombeo (z´>a)
3 E (con bombeo) 2,72 10 V V´ a kW 71
Energía de las Mareas
Mareas
Pueden existir diferentes modos de trabajo de las centrales mareomotrices
• de Efecto Simple • de doble Efecto • de Acumulación por Bombeo Mar • de Ciclos Múltiples Compuerta Dique
Turbina Embalse
72 Energía de las Mareas
Mareas
Central de Efecto Simple: Turbinaje directo
Nivel del Embalse
Nivel del Mar
Ciclo Llenado Espera Turbinaje directo Turbinas Paradas Paradas En funcionamiento Compuertas Abiertas Cerrada Cerrada (por la turbina)
Mar Emb. M E M E M E
73
Energía de las Mareas
Mareas
Central de Efecto Simple: Turbinaje directo
Turbina
Nivel Mar
Nivel Nivel Nivel H Embalse Mar Embalse Nivel Embalse Nivel Compuerta Mar
Mar Embalse
74 Energía de las Mareas
Mareas
Central de Doble Efecto
Nivel del Embalse
Nivel del Mar
Ciclo EsperaInverso Espera Turbinaje directo Turbinas Off On Off En funcionamiento Compuertas Cerrada Abierta Cerrada Cerrada (por la turbina)
Mar Emb. M E M E M E M E
75
Energía de las Mareas
Mareas
Central de Doble Efecto
H
Nivel Nivel Nivel Nivel Embalse Embalse Embalse Mar Mar Mar Mar Embalse
H
Embalse Nivel Nivel Nivel Nivel Embalse Embalse Mar Embalse Mar Mar Mar 76 Energía de las Mareas
Mareas
Central de Bombeo • Pueden ser de Ciclo Simple o Doble • El bombeo se utiliza para aumentar (o disminuir en las de ciclo doble) el volumen de agua acumulado; se puede sobrepasar la marea • Se bombea cuando la marea no es favorable y son horas valle en la tarifa de electricidad • Se desacumula con mareas favorables, pero procurando coincidir con horas pico de la tarifa eléctrica • Los grupos turbogeneraores deben ser más grandes de lo normal, para permitir desacumular en tiempos más cortos
77
Energía de las Mareas
Mareas Embalse Alto Comp. A. Comp. A. Central de Ciclos Múltiples
T T Turbina Compuerta Comp. B. Comp. B. Mar Comp. Embalse Bajo
Embalse Bajo Embalse Disposición Caquot Alto Comp.
Turbina Comp. A. Embalse Alto Comp. A. Comp. T
Comp. B. Comp. B. Embalse Bajo
Disposición Belidor 78 Energía de las Mareas
http://www.puertosantander.es/cas/tabla_mareas.aspx
79
Energía de las Mareas
http://www.puertosantander.es/cas/tabla_mareas.aspx
80 Energía de las Mareas
Datos de Mareas
81
Energía de las Mareas
Datos de Mareas
82 Energía de las Mareas
Datos de Mareas
83
Energía de las Corrientes Marinas
Corrientes
La Potencia extraíble es similar a la de las turbinas eólicas 1 Potencia A v3 2 ρ densidad del agua A es el área barrida por las palas de la turbina v es la velocidad del agua
Con corrientes de 2 m/s se obtienen 4.000 W/m2 barrido Para desarrollar la misma potencia, una turbina eólica necesita 18,8 m/s
La Energía será el producto de la potencia por el tiempo de funcionamiento
84 Energía de las Corrientes Marinas
Tecnologías de Aprovechamiento de la Energía de las Corrientes
• Horizontal axis, or axial flow turbines • Vertical axis or cross-flow turbines • Reciprocating hydrofoils • Venturis
85
Energía de las Corrientes Marinas
Datos de Corrientes
86 Energía de las Corrientes Marinas
Datos de Corrientes
http://www.puertos.es/es-es/oceanografia/Paginas/portus.aspx
87
Energía de las Corrientes Marinas
Datos de Corrientes
88 Energía de las Corrientes Marinas
Datos de Corrientes
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Energía de las Corrientes Marinas
Datos de Corrientes
90 Energía de las Corrientes Marinas
Datos de Corrientes
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Energía de las Corrientes Marinas
Datos de Corrientes
92 Energía de las Corrientes Marinas
Datos de Corrientes
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Energía de las Corrientes Marinas
Datos de Corrientes
94 BIBLIOGRAFIA
CENTRALES DE ENERGIA RENOVABLE J. A. Carta, R. Calero, A. Colmenar, M.A. Castro, E. Callado Ed: Pearson
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