Aprovechamiento de la Energía Undimotriz

Transcripción

1 Aprovechamiento de la Energía Undimotriz Ing. Mario Pelissero - Mg. Ing. Alejandro Haim Prof. Roberto Tula

2 Tipos de energías marinas Mareomotriz Corrientes Marinas Térmica Oceánica Undimotriz Osmótica

3 El origen es la energía que emite el sol Diferencia de presión de la masa de aire Viento Presión del viento sobre la superficie el mar Deformación de la superficie del mar (ondulación) Ondas marinas

4 Formación de ondas marinas Atracción Luna y Sol Variaciones rápidas de presión atmosférica Sismos y erupciones volcánicas Acción del viento Movimientos oscilatorios

5 Tipos de ondas y el período que las caracteriza Elaboración propia Fuente de datos: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICAUNIVERSIDAD DE CANTABRIA, Pedro Fernández Díez

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7 Las ondas se trasladan, pero no las partículas de agua, que se mueven en trayectorias elípticas o circulares

8 Tipo de energía que se quiere captar: hidráulica, potencial, cinética Energía Cinética: Velocidad de la onda Energía Potencial: altura que posee la ola A Energía Hidráulica Diferencia de presión A-B B

9 Energía Undimotriz A pesar de ser una energía renovable dependiente de las condiciones climáticas, en el mundo científico existe el consenso de que el recurso undimotriz es: Constante Predecible De alta concentración energética Pueden aparecer ondas en lugares de escaso viento pues se originan en sitios lejanos y se trasladan casi sin perder energía Mg. Ing. Mg. Haim Ing. Haim Ing. Pelissero Ing. Pelissero Prof. Roberto Tula

10 Datos comparativos de la densidad energética de los distintos tipos de energías renovables Biomasa: 0,6 W/m² [1] Solar: 200 W/m² [2] Eólica: 400 a 600 W/m² [2] Undimotriz: a W/m² [2] La energía de las ondas es una energía concentrada: 5 veces mas que la energía eólica [2] 10 a 30 veces mas que la energía solar [2] [1] Ing. Agr. M. Sc. Jorge A. Hilbert, Clase Biomasa, Maestría Energías Renovables 2010 UTN [2] Pedro Ibáñez, Robotiker Tecnalia, España

11 Cálculo de la potencia de las ondas

12 Cálculo de la potencia de las ondas

13 Cálculo de la potencia de las ondas Potencia por metro de frente de onda = 1,963 H² x T[*] Siendo: T = período en segundos y H = altura de onda Ejemplo: H = 2 m ; T =10 s Potencia= 1,963x10x4 = 78 kw/metro de frente de onda [*] Pedro Ibáñez, Robotiker Tecnalia, España

14 Energía Undimotriz Panorama mundial Un boletín de la UNESCO del año 2009 informaba que la potencia disponible del recurso undimotriz en todo nuestro planeta era del orden de los 200 GW

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16 Equipos de Aprovechamiento de Energía Undimotriz País: Brasil - Ceará Estado: construcción Transformación: Undimotriz hidráulica - Eléctrica

17 MUTRIKU Sistema de columna de agua oscilante (OWS)

18 MUTRIKU Sistema de columna de agua oscilante OWS Estado: Funcionando desde 08/07/2011 País: España, región vasca Potencia: 269 kw Transformación: Undimotriz aire a presión turbina Costo: 6,7 MM Abastecimiento: 600 personas Evita: 600 ton CO2/año

19 Pelamis Ubicación: Portugal Potencia: 750 kw Transformación: Sistema hidráulico turbina hidráulica

20 OPT (Ocean Power Technologies) Ubicación: Escocia, España - Santander Potencia: 150 kw Transformación: Sistema hidráulico turbina hidráulica

21 Potencial mundial: 200 a 500 GW Costa Argentina: 29 a 97 kw/m de frente de ola. Costa Argentina: km Recurso Nacional Plataforma marina de 200 millas de baja profundidad. Zona de explotación exclusiva del Mar Argentino: son km², una de las más grandes del mundo

22 Características de nuestra costa Sedimentos de la Plataforma Argentina

23 Puerto de Quequén Prov. de Bs As.

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25 Recurso Undimotriz en el Puerto de Quequén Disponibilidad del recurso undimotriz: f(hs) Dirección de potencia de ola

26 Proyecto Aprovechamiento de la Energía Undimotriz Tiene como objetivo la investigación y el desarrollo de equipos y dispositivos innovadores capaces de transformar la energía undimotriz en energía eléctrica para su utilización en poblaciones dispersas de nuestra costa patagónica.

27 Integrantes del proyecto Dirección: Ing. Mario A. Pelissero (Esp. Química) Coordinación: Ing. Pablo Alejandro Haim (Esp. Mecánica) Sistemas Mecánicos: Ing. Pablo A. Haim, Ing. Germán Suppo, Ing. Mariano Montoneri, Prof. Roberto Tula, Emiliano Cireli (Esp. Mecánica), Construcciones Marinas: Ing. Diego Gagniere (Esp. Naval) Sistemas Eléctricos: Ing. Federico Muiño y Prof. G. de Vita (Esp. Eléctrica) Equipamientos electrónicos: Ing. Ernesto Boeiro (Esp. Electrónica) Materiales: Ing. Mario A. Pelissero (Esp. Química) Energías renovables y medio ambiente: Ing. Mario A. Pelissero (Esp. Química), Ing. Pablo A. Haim y Prof. Roberto Tula (Esp. Mecánica) Oceanografía: Lic. Francisco Galia, Lic. Ana Julio Lifchitz y Ing. Pablo A. Haim Gestión y administración: Ing. Guillermo Oliveto e Ing. Pablo A. Haim Sistemas de la Información: Ezequiel Heinke

28 Estado del proyecto Estudio del estado del arte Estudio condiciones del Mar Argentino Diseño de dispositivos mecanismos, estructuras, sistemas eléctricos y electrónicos Cálculo y dimensionamiento Construcción de dispositivo 1:20 Construcción de dispositivo 1:10 (2013) Construcción de equipo 1:1 (2015)

29 Render del equipo en el mar Datos Principales: Largo del cuerpo del equipo: 3 m Diámetro de las boyas: 3 m Peso de las boyas: 10 ton Largo del brazo: 6 m Maqueta Funcional 1:20 Simulación del equipo

30 Funcionamiento interno de los mecanismos Mecanismo transformador del movimiento vertical de la boya en un movimiento circular mediante un multiplicador planetario Rojo: movimiento ascendente de la boya Azul: movimiento descendente

31 Funcionamiento interno de los mecanismos Corte longitudinal de los mecanismos: transformación de un movimiento circular oscilatorio ondular bidireccional en un movimiento circular cuasi uniforme

32 Funcionamiento interno de los mecanismos Funcionamiento del sistema unificador de marcha 1,5 1 0,5 Velocidad de giro de salida del planetario Inversor de marcha 0-0,5-1 Entrada al generador Trayectoria de la boya -1,5

33 Energías Renovables Cálculo de la potencia del equipo Datos Masa boya: 10 tn Diámetro boya: 3 m Altura ola: 2 m Período: 10 seg. Mg. Ing. Haim Ing. Pelissero

34 Energías Renovables Caso de un parque undimotriz Cantidad de boyas: 200 Pérdidas del 25% Potencia por boya: 30 kw Potencia total: kw = 6 MW. Mg. Ing. Haim Ing. Pelissero

35 Energías Renovables La potencia de 6 MW serían suficientes para: Suministrar energía eléctrica a hogares ( personas). Evitar la generación de toneladas de CO2 anuales, equivale al efecto depurativo de hectáreas de bosque. Mg. Ing. Haim Ing. Pelissero

36 Energías Renovables Impacto Visual Mg. Ing. Haim Ing. Pelissero

37 Energías Renovables Conclusiones finales La energía undimotriz resulta de: Elevada densidad energética Consistencia en la disponibilidad energética durante todo el año Gran potencial de nuestro mar Tecnológicamente accesible Mg. Ing. Haim Ing. Pelissero

38 Energías Renovables Ing. Mario Pelissero Mg. Ing. Alejandro Haim Prof. Roberto Tula Mg. Ing. Haim Ing. Pelissero