wave energy ENERGÍAS RENOVABLES CENTRO DE INVESTIGACION DE ENERGIA Arq. Carlos Campo Garrido C.

Transcripción

1 wave energy ENERGÍAS RENOVABLES CENTRO DE INVESTIGACION DE ENERGIA Arq. Carlos Campo Garrido C.

2 intro ducción Conceptos que datan de hace 200 años emergen los primeros esquemas en islas aisladas donde el oleaje es bueno, es viable. 2 Tw equivalente a Twh (Thorpe, 1999) Prototipos montados en la costa y fuera de la costa están ya en operación. Tecnologías de mar abierto en desarrollo.

3 HISTORIA RECIENTE UK Escocia Fondos reducidos Unión Europea (OWC) Noruega y Japón EWETN 5 dipositivos kw Exporta tecnología Requiere más fuentes de energía (pero el oleaje es muy modesto) 6 a 16p kwh DTI (1998) 5p kwh

4 CASOS INTRODUCTORIOS TAPCHAN Posibilidad de almacenar OWC Más común en costa Difícil de construir y mantener Más energía contenida Dispositivos de mar abierto

5 TAPCHAN Año 1985 Kaplan 350 kw No partes móviles Bajo mantenimiento Flujo eléctrico constante No es para todos lados Dispositivo de canal angulado: TAPCAHN

6 POSIBLES MEJORAS Esquema que prediga el oleaje. Hacer el canal más corto. CONDICIONANTES Buen oleaje Aguas profundas cerca de la costa Bajo rango en mareas (menos de 1 metro) Bajo costo de construcción Vista aérea de TAPCAHN Noruego

7 OWC Año 2000 Consiste en una cámara en forma de cuña 1. Procedimiento de construcción 2. Proyecto ángulos rectos = turbulencias Turbinas de 250 kw. Dispositivo LIMPET OWC

8 PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA ENERGÍA DE LAS OLAS 1 Viento 2 + Presión 3 Otra vez 1 El viento es producido por el Sol 100 Wm y esto su vez se transforma en: Energía Olas 100 kw m longitud de cresta

9 Tamaño de las olas depende de tres factores: 2 1 Velocidad 3 Fetch

10 CARACTERIZACION DE LAS OLAS = longitud de onda H = altura, a mayor amplitud + poder / m cresta T = periodo P = g ²H² T kw/m 32

11 AGUAS PROFUNDAS = g T = 1.5 x periodo m/s 2 las olas largas cortas = gt² 2 rápidas lentas AGUAS INTERMEDIAS d= / 2 d= / 4 Influenciadas por la profundidad y el periodo AGUAS POCO PROFUNDAS Velocidad de las olas V = gd No depende del periodo sino de la profundidad 1 d

12 PODER DE OLEAJE P = Hs² Te kw/m de cresta de ola 2

13 VARIACION EN LA POTENCIA DE OLEAJE

14 POTENCIA DE OLEAJE EN DIFERENTES LOCALIDADES Promedio anual del poder del oleaje en kw por metro lineal de cresta, en varios lugares alrededor del mundo.

15 REFRACCION DIRECCION DE LAS OLAS

16 DEBAJO DE LA SUPERFICIE

17 TECNOLOGIA Debe de haber una estructura central Tienen que estar anclados El tamaño si importa y es crítico para el desempeño Se establece considerando al volúmen de agua de las órbitas El volúmen de barrido es varias decenas de m³ Los dispositivos pequeños tienen sus limitaciones Aunque pueden capturar la mayor parte de la energía de las olas pequeñas, no así de las grandes.

18 CLASIFICACION 1. Peso flotante 2. Peso y arrastre flotante 3. Dispositivo de arrastre 4. Columna oscilante de agua 5. Surge device

19 UBICACION GEOMETRIA Y ORIENTACION 1. Fijos al lecho marino 1. Terminales 2. Flotantes mar adentro, aguas profundas 2. Atenuantes 3. Atados en profundidad media 3. Absorbedores de punto / Pequeñas dimensiones en relación a.

20 DISPOSITIVOS FIJOS Tienen la ventaja de que son accesibles para su mantenimiento Desventaja que operan en profundidades bajas oleaje de bajo poder Ya no hay sitios para su desarrollo

21 OWC Turbina Wells Puede rotar a altas velocidades, por lo que el generador puede ir conectado directo a la flecha o eje de la turbina ( rpm)

22 PENDULO Japón 5 kw 1980 Sri-Lanka 4 cámaras 250 kw Costo de 7 p / kwh

23 VENTAJAS Ubicados en aguas poco profundas Oleaje de bajo poder Cerca de la red Fácil de mantener El lecho marino atenua las olas de tormenta DESVENTAJAS Ubicación geográfica especifica En áreas donde la marea no afecte No hay producción en masa

24 DISPOSITIVOS MAR ADENTRO Duck Clam Whale Swan DK3 Wave dragon Backward Bent Duct Buoy BBDB Pueden cosechar más energía que los fijos No hay restricciones físicas

25 TERMINALES THE WHALE 50 m ton. 110 kw. Hs = 1 m Te = 5-8s 4kWm 15% eficiencia 6p por kwh BBDB

26 FLOATING WAVE POWER VESSEL m de profundidad anclado A 500 m de la costa 1.5 MW 7p por kwh Se puede comparar con el TAPCHAN

27 CLAM Profundidades de m.

28 PELAMIS

29 DUCK

30 INTERPROJECT SERVICE CONVERTOR : kw

31 INVESTIGACION Y DESARROLLO MUNDIAL Japón - BBDB y Penfular Noruega TAPCHAN Resonancia múltiple OWC UK LIMPET OWC Irlanda OSPREY Indonesia Portugal Holanda Korea Estados Unidos

32 OSPREY UK Olas y viento Capacidad de 3500 kw PS Frog

33 EJEMPLOS PARA MEXICO India 75 kw Abril a Noviembre 25 kw Diciembre a Marzo 5-10 kw por metro China OWC 3 kw 20 kw

34 DINAMARCA Mayo : 5 Boya atada

35 SUECIA Bomba de manguera. Suecia = FWPUHY m² anuales

36 IRLANDA Bomba McCabe

37 AUSTRALIA 2p por kwh = AU $ kw ENERGETECH

38 ECONOMIA Operación y mantenimiento El capital para poner en funcionamiento es el doble Factor de carga es muy bajo Suficientemente fuertes Diseños de larga duración, pocas piezas mecánicas Eficiencias alrededor del 30% Típicamente la inversión por kw instalado es de 1000

39 IMPACTO AMBIENTAL Contaminación química casi nula Impacto visual bajo Ruido bajo Peligro para las embarcaciones No representan ningún peligro con la migración de peces Influencia en el hábitat de la costa baja 11 g de CO2, 0.03 g de SO2 y 0.05 de NOx por kwh

40 INTEGRACION Comunidades remotas Red Comunidad = mucho cuidado

41 INTEGRACION Ciudades

42 FUTURO Desalinización Protección costera Bombeo de agua Recolección de minerales Generación de hidrógeno