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Energía proveniente del océano Dra. B.J. Ruiz Seminario de mecánica Facultad de ingenierías Universidad Cooperativa de Colombia Julio 9 de 2012.

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1 Energía proveniente del océano Dra. B.J. Ruiz Seminario de mecánica Facultad de ingenierías Universidad Cooperativa de Colombia Julio 9 de 2012

2 Tipos de tecnología Existen cinco tipos de tecnologías que están siendo desarrolladas para aprovechar la energía del océano Energía de las mareas Corrientes marinas Energía de las olas Gradientes de temperatura Gradientes de salinidad

3 Energía de las mareas (1) Esta tecnología aprovecha la diferencia de altura entre alta mar y baja mar y la velocidad de la corriente marina. Hay pocos sitios (20) en el mundo con una diferencia aprovechable entre alta mar y baja mar. Esta tecnología es costosa; especialmente, la parte correspondiente al mantenimiento. Esta es una fuente de energía inagotable porque depende de la interacción gravitacional de la Tierra con la Luna y el Sol, y del movimiento de rotación de la misma.

4 Energía de las mareas (2) Este tipo de energía tiene mayor predictibilidad que la energía eólica y la energía solar, debido a que el movimiento de las mareas ocurre por la atracción gravitacional de los cuerpos celestes produciendo una variación periódica del nivel del mar.

5 Energía de las mareas (3) La turbina es movida por la corriente marina en la misma forma que la turbina eólica es movida por la corriente de aire. Otra manera de accionar la turbina es a través de aire, conducido por ductos, que es impulsado por el flujo de las marea. La construcción de presas con túneles en la parte inferior es la que permite aprovechar la energía potencial de las mareas. Rance (Francia)

6 Energía de las mareas (4)

7 Energía de las mareas (5) 10m a 50m de profundidad. Elementos: base, estructura para el rotor, el rotor, el cuarto de máquinas y la carretera cubierta. Principio Venturi en la cámara donde está el rotor. Vida útil de 10 años. 10m–20m diámetro de rotor.

8 Corrientes marinas (1)

9 Corrientes marinas (2) Tecnología simple en el diseño. El sistema se compone de dos parte que realizan movimiento (el rotor y el eje de desvío) y una plataforma. Esto reduce el número de fallas del sistema. Costos de mantenimiento offshore.

10 Corrientes marinas (3)

11 Energía de las olas (1) Esta tecnología aprovecha el movimiento de la superficie del océano, las olas o la presión fluctuante debajo de la superficie. Los principales sitios donde se puede aprovechar esta energía son: las costas del oeste de Escocia, el norte de Canadá, el sur de África, Australia y las costas del noroeste de EEUU. Esta tecnología se encuentra en fase de demostración y se está evaluando la posibilidad de ingresar a una fase de comercialización. El potencial aprovechable se estima entre 200 a 500GW.

12 Energía de las olas (2) El aprovechamiento puede llevarse en las cercanías de la costa o mar a dentro (+ 40m). El principio del aprovechamiento consiste en ubicar el equipo de manera perpendicular a la dirección de viaje de la ola para capturar o reflejar la energía. Para aguas profundas se han diseñado equipos flotantes. U.S. Department of the Interior, 2006, Wave Energy Potential on the U.S. Outer Continental Shelf

13 Energía de las olas (3) Columna de agua oscilante: El agua entra a través de una superficie abierta a una cámara que tiene aire atrapado sobre dicha superficie. El vaivén de la ola mueve la superficie como si fuese un pistón, y ésta a su vez mueve una bobina con un centro magnético generando electricidad.

14 Energía de las olas (4) El punto de absorción: esta equipo se caracteriza por ser flotante y tener un movimiento relativo de acuerdo a la acción de las olas, este movimiento dirige un convertidor de energía electromecánico o hidráulico.

15 Energía de las olas (5)

16 Gradientes de temperatura (1) Para el aprovechamiento de esta fuente energética se requiere de una máquina térmica que opere con una temperatura cálida de la superficie del océano y otra más baja que se encuentra a grandes profundidades. La mínima temperatura requerida para que la planta sea rentable es de 20°C. A una profundidad de entre 600m y 900m la temperatura es de 5°C, entonces debe hallarse una superficie del océano con una temperatura mínima de entre 25°C y 30°C.

17 Gradientes de temperatura (2) En la zona tórrida se distinguen tres tipos de capa de acuerdo a la temperatura en función de la profundidad del mar: la superficial (100m-200m) con temperaturas entre 25°C y 30°C, la intermedia (200m-400m) que actúa como una barrera térmica, y la profunda donde se llega a 4°C a 1000m y 2°C a 5000m. La zona donde mejor se encuentra esta diferencia de temperatura es al oeste del océano pacífico. Estas plantas pueden funcionar como fábricas in situ. Aluminio, metanol, amoniaco e hidrógeno (Celdas de combustible).

18 Gradientes de temperatura (3)

19 Gradientes de temperatura (4)

20 Gradientes de temperatura (5)

21 Gradientes de salinidad (1) Este aprovechamiento energético tiene su origen en el fenómeno natural de la ósmosis. Es una energía predecible. Los emplazamientos serían ubicados en desembocaduras de ríos, siempre que la concentración salina sea suficientemente alta. Se estima un potencial de 1700TWh

22 Gradientes de salinidad (2) Una planta de generación eléctrica de este tipo es alimentada con agua dulce y salada en dos cámaras separadas por una membrana. La sal del agua marina hace que el agua dulce cruce la membrana aumentado la presión de la primera. Dicha presión es equivalente a una columna de 120m de agua, pudiendo mover una turbina.

23 Gradientes de salinidad (3)

24 Compañías Swanturbines (Turbinas para corrientes marinas) Universidad de Wales Swansea. Blue Energy Canada (Puentes para aprovechamiento del nivel de las mareas) Statkraft (Planta osmótica-Noruega) Planta 10kW con 2000m 2 de membrana (1W/m 2 ).


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