CEMIE-OCÉANO CENTRO MEXICANO DE INNOVACIÓN EN ENERGÍA- OCÉANO

Transcripción

1 CEMIE-OCÉANO CENTRO MEXICANO DE INNOVACIÓN EN ENERGÍA- OCÉANO Exposición de los avances, resultados y cumplimiento de las actividades Etapa 1 Francisco J. Ocampo Torres 1

2 LÍNEAS ESTRATÉGICAS O-LE1 Evaluación de la disponibilidad de la energía y la potencia de las olas: determinación de las condiciones medias y extremas de oleaje en la zona costera. O-LE2 Implementación integrada y evaluación del desempeño en campo de convertidores de energía de olaje (CEO): a) Para ondas cortas y asimétricas b) Considerando generadores eléctricos de inducción. O-LE3 Laboratorio natural para la investigación, innovación y desarrollo tecnológico de la energía renovable oceánica, sitio especializado para pruebas de dispositivos convertidores de energía del océano. 2

3 O-LE1 Evidencia de integración de las actividades desarrolladas en la línea para su mejor gestión y revisión de avance. Resultados de simulaciones numéricas para el periodo , y posibles actualizaciones y complementación de resultados. Actividades realizadas Análisis de la variabilidad temporal del potencial energético del oleaje mediante simulaciones numéricas realizadas con WaveWatch III. 3

4 R ESULTADOS Clima de la potencia del oleaje global correspondiente al periodo

5 Potencia estacional del oleaje, correspondiente a los trimestres: o o DEF Diciembre-Febrero MAM Marzo-Mayo o o JJA Junio-Agosto SON Septiembre-Noviembre 5

6 PROMEDIOS MENSUALES 6

9 O-LE2 Evidencia de integración de las actividades desarrolladas en la línea para su mejor gestión y revisión de avance. Evidencia de mapas de caracterización del espectro direccional del oleaje en zonas específicas. Prototipo de sistema de protección catódica. Reporte de diseño conceptual de prototipos de CEO. Reporte global de la eficiencia de funcionamiento de los dispositivos CEO y recomendaciones de mejoras. Reporte de detalle de diseño de un generador MHD alterno. 9

10 O-LE2 Actividades realizadas Evaluación de la disponibilidad de la energía y la potencia de las olas en México. Pruebas de prototipo de sistema de protección catódica. Diseño teórico y conceptual de CEO-PSG. 10

11 C ARACTERÍSTICAS DEL OLEAJE m Altura significante media del oleaje para el Pacífico Tropical Oriental durante el período

12 POTENCIA DEL OLEAJE Promedio de la potencia del oleaje a lo largo del Pacífico Oriental Tropical durante el período

13 PROTOTIPO DE PROTECCIÓN CATÓDICA La protección catódica es una técnica utilizada para proteger estructuras metálicas contra la corrosión. La energía del oleaje se puede aplicar para alimentar sistemas de protección catódica (patente MXA ). 13

14 Diseño original del sistema de protección catódica marítimo propuesto en la patente. 14

15 MODELOS CAS Sistema de protección catódica Sistema de control y monitoreo remoto Turbina Wells y generador Sistema de control y monitoreo remoto Venturi Turbina Wells y generador 15

16 MANUFACTURA Parte a manufacturar Tubo de Venturi Turbina de Wells Soporte para el generador Caja para el sistema electrónico Técnica de manufactura Torneado de Nylamid Impresión 3D Impresión 3D Fresado de acrílico 16

17 RESULTADOS Manufactura Prototipo Pruebas Desarrollo de planos Eficiencia Desarrollo del circuito Impresión 3D Consumo Selección de baterías 17

18 DISEÑO DE TANQUE PARA PRUEBAS DE OLEAJE Prototipos de tanque de pruebas que permiten el control de la amplitud y frecuencia del oleaje. 18

19 DISEÑO CONCEPTUAL DEL DISPOSITIVO CEO-PLATAFORMA STEWART GOUGH (CEO-PSG) Esquema del dispositivo CEO-PSG. 19

20 POTENCIA MECÁNICA PROMEDIO DEL DISPOSITIVO CEO-PSG 0º 45 º ÁNGULO DE INCIDENCIA POTENCIA MECÁNICA PROMEDIO Θ= Θ= º 90º Θ= Θ= Θ= Θ= Θ= Resultado del análisis teórico: elongación de las piernas del dispositivo CEO-PSG considerando la incidencia de un oleaje monocromático. 20

21 O-LE3 Evidencia de la integración de las actividades desarrolladas en la línea para su gestión y revisión de avance. Evidencia de la implementación del laboratorio natural con detalles de avance y factibilidad de desarrollo. Evidencia del estado del arte y recomendaciones para funcionamiento técnico y económico de sitios de prueba. Selección de sitios de prueba y de las condiciones marítimas imperantes históricas y con escenarios. Evidencia de funcionamiento de dispositivos conversores de energía incluyendo estudios de factibilidad. 21

22 O-LE3 Actividades realizadas Evaluación de las condiciones del oleaje en los mares mexicanos. Selección de sitios de prueba. Revisión de las características dinámicas en la Bahía de Todos Santos. Investigación sobre laboratorios naturales existentes. Evaluación de la capacidad de conversión de energía del oleaje en dispositivos comerciales. 22

23 Golfo de México Pacífico Mexicano Caribe Mexicano Pacífico Mexicano Sur Sitios piloto para la evaluación el recurso energético del oleaje 23

24 Diagramas de distribución conjunta de la altura significante (HS) respecto al periodo promedio del oleaje para los sitios pilotos seleccionados. 24

25 BAHÍA DE TODOS SANTOS (BTS) Mapa batimétrico de la Bahía de Todos Santos. Ensenada, B. C. 25

26 26 Imagen de satélite de la Bahía de Todos Santos. Ensenada, B. C.

27 BTS: MEDICIONES DEL VIENTO Representación de un día típico de las componentes del viento para cada mes del año

28 BTS: CORRIENTES SUPERFICIALES Circulación superficial predominante de corrientes dentro de la BTS, (de izquierda a derecha) : o Meses de invierno : Diciembre Marzo o Meses de verano: Junio - Septiembre. 28

29 BTS: MEDICIONES DE OLEAJE Resultado de mediciones realizadas en el interior de la BTS (cerca de la zona de Punta Morro, Ensenada, B. C.) durante los meses de abril y mayo de Se presenta en colores el espectro del oleaje y la línea roja corresponde a la altura significante del oleaje (Hs) 29

30 LABORATORIOS NATURALES EXISTENTES INFORMACIÓN SOCIB PLOCAN CARICOOS CENCOOS SECOORA MARACOOS NERACOOS PACIOOS AOOS NANOOS SCCOOS GCOOS EMEC Área (km 2 ) 23 Años de operación Formación de R.H. x x Radares HF. x x x x x x x x x x x Planeadores submarinos (e.i. Gliders, WaveGliders, Sailbuoy, Seabotix, etc.). x x x x x x x x x x x Boyas de deriva y/oboyas Argo. x x x Boyas oceanográficas. x x x x x x x x Monitoreo de playas. x Buque oceanográfico. x x x x x x Estaciones fijas de mediciones x x x x x x x x x (temperatura, salinidad, presión y/o calidad de agua). Plataforma oceánica. x Laboratorios terrestres. x Cámara hiperbárica. x Centro de tecnología. x x Estaciones meteorológicas. x x x x x x Perfiladores de corrientes. x x Modelos. x Datos satelitales. x 30

31 LABORATORIOS NATURALES Banco de pruebas PLOCAN Área de estudio de NERACOOS 31

32 POTENCIAL DE CONVERSIÓNDE ENERGÍADEL OLEAJE Aqua Buoy Pelamis Potencial energético de diversos dispositivos CEO comerciales (en colores) características del oleaje en la playa de Rosarito, B. C. (curvas blancas). 32 y

33 Wave Dragon Oyster Seawave slot-cone generator 33

34 CUMPLIMIENTO DE ACTIVIDADES O-LE1 1/1 100% Resultados de simulaciones numéricas para el periodo , y posibles actualizaciones y complementación de resultados. (II-UNAM) O-LE2 3/5 40% O-LE3 5/5 100% Evidencia de mapas de caracterización del espectro direccional del oleaje en zonas especificas. (UABC) Prototipo de sistema de protección catódica. (ICF-UNAM) Reporte de diseño conceptual de prototipos de CEO. (CICESE) Reporte global de la eficiencia de funcionamiento de los dispositivos CEO y recomendaciones de mejoras. (II-UNAM) Reporte de detalle de diseño de un generador MHD alterno. (IER- UNAM) Evidencia de la implementación del laboratorio natural con detalles de avancey factibilidad de desarrollo. (CICESE) Evidencia del estado del arte y evidencia de recomendaciones para funcionamiento técnico y económico de sitios de prueba. (CICESE) Selección de sitios de prueba y de las condiciones marítimas imperantes históricas y con escenarios. (CICESE) Evidencia de funcionamiento de dispositivos conversores de energía incluyendo estudios de factibilidad. (CICESE) 34

35 35

36 Centro Mexicano de Innovación en Energía - Océano LÍNEA ESTRATÉGICA: OLEAJE Responsable: Dr. Francisco Ocampo

37 O-LE2 Oleaje O-LE2 Implementación integrada y evaluación del desempeño en campo de convertidores de energía de oleaje: a) para ondas cortas y asimétricas, b) considerando generadores eléctricos de inducción. Participantes (CINVESTAV): Dr. Ismael Mariño, Dr. Gabriel Ruiz Martinez, Dra. Lucien Veleva, Dr. Ruben Raygoza Barahona (FC-Sisal) Dra. Cecilia Enríquez Ortiz, Xavier Chiappa Carrara, Vanesa Papiol, Rodolfo Rioja. Avances 1) Sistema de monitoreo de oleaje (Compra de radar HF) 2) Caracterización del oleaje en la zona norte de Yucatán 3) Modelación de la propagación del oleaje y comportamiento morfodinámico en las playas norte de la Península de Yucatán. 4) Resultados preliminares de potencia de la energía del oleaje, que se obtuvieron de la instalación del prototipo de un WEC.

38 O-LE2 Oleaje O-LE2 Implementación integrada y evaluación del desempeño en campo de convertidores de energía de oleaje: a) para ondas cortas y asimétricas, b) considerando generadores eléctricos de inducción. 1) Sistema de monitoreo de oleaje (Compra de radar WAMOS II) para caracterizar espectro direccional de oleaje

39 2) Caracterización del oleaje en la zona norte de Yucatán

40 O-LE2 Oleaje O-LE2 Implementación integrada y evaluación del desempeño en campo de convertidores de energía de oleaje: a) para ondas cortas y asimétricas, b) considerando generadores eléctricos de inducción. 3) Modelación de la propagación del oleaje y comportamiento morfodinámico en las playas norte de la Península de Yucatán. Condiciones de oleaje : Hs = 2.5 m, Tp = 11 s, NE.

41 O-LE2 Oleaje O-LE2 Implementación integrada y evaluación del desempeño en campo de convertidores de energía de oleaje: a) para ondas cortas y asimétricas, b) considerando generadores eléctricos de inducción. 4) Resultados preliminares de potencia de la energía del oleaje, que se obtuvieron de la instalación del prototipo de un WEC.