Energía Mareomotríz
Definición:
Otras formas de extraer energía del mar son: las olas (energía de las olas), la diferencia de temperatura entre las aguas superficiales y profundas del océano, el gradiente térmico del océano, la salinidad, las corrientes marinas o la energía eólica marina.
Métodos de generación de energía mareomotríz
Los métodos de generación de energía mareomotríz pueden clasificarse de tres maneras diferentes:
Generador de corriente de marea:
Los generadores de corriente mareomotríz Los generadores de corriente mareomotríz (o TSG por sus siglas en inglés) hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento para las turbinas de energía, similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad debido a los menores costos.
Represas de marea:
Las presas de marea aprovechan la energía potencial que existe en la diferencia de altura (o caída de presión) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente presas a lo ancho de un estuario y sufren los altos costos de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y los problemas ambientales.
Energía mareomotríz dinámica:
La energía mareomotríz dinámica es una tecnología de generación teórica que explora la interacción entre las energías cinéticas y potenciales en las corrientes mareomotrices. Se propone construir presas muy largas (de 30 a 50 km de longitud) desde las costas hacia el mar o el océano, sin delimitar una zona. Introducido por la represa de las diferencias de fase de marea, dando lugar a un nivel de gran diferencia de agua (al menos 2,3 metros) en aguas marinas costeras poco profundas con corrientes de marea que oscilan paralelamente a la costa, tales como el Reino Unido, China y Corea del Sur.
Categorías de acciones para generar energía mareomotríz
Las tres categorías de movimiento de las aguas del mar:
Debido a las acciones conjuntas del sol y la luna tres tipos de cambios en la superficie del mar: corrientes marinas, olas y olas, mareas.
Las corrientes marítimas son grandes masas de agua, resultado del calentamiento por acción directa y exclusiva del sol, que se mueven horizontalmente; por lo tanto, son verdaderos ríos salados que atraviesan la superficie del océano.
En su formación también influyen en la salinidad del agua. La anchura y la profundidad de las corrientes oceánicas son a veces considerables, habiendo alcanzado en algunos casos cientos de metros. La sensación de que el progreso es diferente en los hemisferios norte y sur. Algunos flujos pasan de un hemisferio a otro, otros se originan, desplazan, se mueven o mueren y se diluyen en el mismo hemisferio al nacer.
Las trayectorias de tales corrientes son constantes, y esta circunstancia es la ventaja del hombre durante el largo tiempo de navegación; fue el primero y único uso de la fuerza de las corrientes oceánicas.
El conocimiento de las corrientes oceánicas, su amplitud, dirección, velocidad, etc., es de considerable importancia para los navegantes. Una de sus acciones es desviar su ruta hacia los barcos que entran en ellos; favorecer u obstaculizar la navegación en el sentido de que es el pergamino. La gran y cálida Corriente del Golfo, que fluye desde el Golfo de México hasta las costas occidentales de Europa, no sólo suaviza su clima debido a sus temperaturas, sino que también facilita el cruce del Atlántico para los barcos que se dirigen al oeste hacia el este.
No se pudo obtener ningún otro efecto favorable para el hombre de enorme energía cinética de las corrientes oceánicas. Pero los resultados y ventajas de otro orden (climático, antropogénico, económico, etc.) son incalculables.
Es un tipo de energía renovable, mientras que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, porque en la transformación de la energía no se producen subproductos contaminantes, líquidos o sólidos.
Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y medioambiental de la instalación de los dispositivos para su proceso ha impedido una notable penetración de este tipo de energía.
Otras formas de extraer energía del mar son: las olas (energía de las olas), la diferencia de temperatura entre las aguas superficiales y profundas del océano, el gradiente térmico del océano, la salinidad, las corrientes marinas o la energía eólica marina.
Ventajas de la energía mareomotríz
Las ventajas más importantes de estas plantas son las características convencionales de cualquier planta hidroeléctrica. Responder rápida y eficientemente a los cambios de carga, generando energía libre de contaminación y variaciones estacionales o anuales. Tienen un bajo mantenimiento y una vida útil prácticamente ilimitada. Este tipo de energía se renueva, no contamina, es silenciosa, la materia prima es la marea y es muy barata, funciona en cualquier clima y época del año, y ayuda a que no haya inundaciones.
- Renovable No contaminante Silencioso
- Bajo coste de la materia prima.
- No concentra a la población.
- Disponible en cualquier clima y época del año.
La desventaja fundamental es que necesita una gran inversión inicial y lleva varios años construir las instalaciones. Otros inconvenientes son los posibles cambios en el ecosistema y el impacto visual y estructural en el paisaje costero.
Desventajas de la energía mareomotríz
- Impacto visual y estructural en el paisaje costero. Localización del punto.
- Dependiendo del rango de marea. Transferencia de energía muy costosa.
- Efecto negativo sobre la flora y la fauna. Limitado
¿Cómo funciona la energía mareomotríz?
La energía mareomotríz es producida por el movimiento generado por las mareas, esta energía es utilizada por las turbinas, que a su vez mueven la mecánica de un alternador que genera electricidad, finalmente este último está conectado con una tierra central que distribuye energía a la comunidad y a las industrias.
Por no consumir elementos fósiles ni producir gases que favorezcan el efecto invernadero. Se considera una energía limpia y renovable. Entre sus ventajas, ser predecible y tener un suministro seguro con potencial que no varía trascendentalmente anualmente se limita a los ciclos y corrientes de las mareas.
La instalación de este tipo de energía se realiza en ríos profundos, estuarios del río hacia el océano y por debajo de éste, aprovechando las corrientes marinas.
Las mareas:
Participan en este efecto el sol, la luna y la tierra. La luna es la más importante en esta acción debido a su proximidad. La Luna y la Tierra ejercen una fuerza que atrae a los cuerpos hacia ellos: esta fuerza de gravedad hace que la Luna y la Tierra se atraigan y permanezcan unidas. A medida que la fuerza de la gravedad es mayor cuanto más cerca están las masas, la fuerza de atracción que la Luna ejerce sobre la Tierra es mayor en las áreas más cercanas a las que están más lejos.
Existen también otras soluciones asociadas al uso de la energía marina, como por ejemplo:
La energía maremotérmica: podemos encontrarla en las zonas tropicales se obtiene por la diferencia de temperaturas entre las aguas profundas y las cercanas a la superficie del mar.
Energía de las olas: esto es lo que obtenemos gracias al movimiento de las olas.
Energía azul: es la energía obtenida por la diferencia de concentración salina entre el agua de mar y el agua de río.
Características de la energía mareomotríz
La exploración de la energía potencial correspondiente a la elevación del nivel del mar parece en teoría muy sencilla: se construye una presa cerrando una bahía, estuario o golfo aislándola del mar exterior, colocando en ella los equipos adecuados (turbinas, generadores, esclusas) y, aprovechando la irregularidad que se producirá como consecuencia de la marea, se genera energía entre el embalse así formado y el mar exterior.
Esta energía es, sin embargo, limitada; la potencia disipada por las mareas del globo terrestre es del orden de 3 TW, de los cuales sólo un tercio se pierde en las mareas costeras. Además, para la eficiencia de la exploración, el rango de marea debe ser mayor de 4 metros y la ubicación geográfica apropiada, lo que elimina casi el 80% de la energía teóricamente disponible, dejando alrededor de 350 TW por año (Bonefille, 1976). En resumen, la figura 1 muestra los proyectos para el año 1982.
Uno de los mayores inconvenientes del uso aparece precisamente por las características inherentes al fenómeno de las mareas. De hecho, dado que el nivel del mar varía (con un período de aproximadamente 12 hectáreas, 30 minutos en las áreas objetivo), a menos que se tomen las precauciones necesarias, la caída disponible (y la potencia asociada) varía de la misma manera. Además, la marea sigue el ritmo de la luna y no el del sol, por lo que hay un retraso diario de 30 minutos, en las horas en que esta energía está disponible. Los esquemas teóricos diseñados para superar esta dificultad no son económicos y, actualmente, el problema sólo puede resolverse con regulación o interconexión externa.
Por el contrario, un análisis de las amplitudes medias muestra que, para los fines prácticos perseguidos, puede considerarse constante a lo largo de todo el año e incluso con su curso (investigadores franceses y rusos señalan diferencias del 4 al 5% en 18 años); desapareciendo el riesgo de períodos de sequía, característico de las centrales hidroeléctricas.
Futuro de la energía mareomotríz
Los avances tecnológicos actuales, el rápido crecimiento de la demanda energética mundial y el aumento constante de los precios de los combustibles son factores clave para cerrar cada vez más la brecha entre los costes de las mareas y las fuentes de energía convencionales, tal y como entienden países como Canadá e Inglaterra, donde se incorpora a los planes energéticos como una solución a medio plazo en el proceso de sustitución de las centrales térmicas. En relación con la operación y construcción de las centrales, se aceptan actualmente algunos supuestos básicos, como por ejemplo:
El sistema de embalse de simple y simple efecto se asume como el más adecuado desde el punto de vista económico. En relación con el proyecto de construcción, en la mayoría de las obras se adopta el uso de ataúdes prefabricados (ataúdes), sustituyendo incluso a las presas de vertedero complementarias (reservadas únicamente a las zonas intermareales).
La importancia de la organización de la construcción es evidente en la necesidad de reducir el tiempo de cierre y la aceleración de esta vía en el momento de la puesta en marcha. Para ello, se considera conveniente colocar las máquinas turbo después del cierre de la obra.
Las turbinas Bulb y Strafflo se utilizan indistintamente para estudios comparativos de costes, aunque este último tipo reduce el peso muerto (hormigón y balasto) de las obras civiles en un 20%. Sin embargo, todavía no existen unidades Strafflo de grandes diámetros disponibles en el mercado. En Annapolis Royal (Canadá), se ha puesto en funcionamiento una unidad experimental (d = 7,6 m), que se utilizará para probar las características de rendimiento en condiciones reales (Whitaker, 1982).
La forma más conveniente de regulación es la incorporación de la producción en sistemas o redes de interconexión (cuya capacidad debe ser al menos 10 veces mayor que el tamaño de la planta); o, en su defecto, una conexión optimizada con plantas de acumulación de bombeo (Gibson y Wilson, 1979) o centrales hidroeléctricas (Bernshtein, 1965, Godin, 1974).
Una de las ventajas más importantes de estas plantas es que tienen las características principales de cualquier central hidroeléctrica convencional, permitiéndoles responder rápida y eficientemente a las fluctuaciones en la carga de la red, generando energía libre, contaminación externa, variaciones estacionales y anuales, a un bajo costo de mantenimiento y con una vida útil virtualmente ilimitada.
Entre las desventajas están: la necesidad de una alta inversión inicial (por otro lado, las características de cualquier trabajo de exploración de energía) sumada al suministro intermitente, variable y fuera de fase de los bloques de energía.
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