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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE ENERGÍAS NO CONVENCIONALES Nombre: Luis Aguirre Fecha: 2015-02-25 TAREA: ENERGÍAS MARÍTIMAS ENERGÍA MAREOMOTRIZ La energía mareomotriz se debe a las fuerzas de atracción gravitatoria entre la Luna, la Tierra y el Sol. La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia. La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, 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 ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía. 1

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPEENERGAS NO CONVENCIONALES

Nombre: Luis AguirreFecha: 2015-02-25

TAREA: ENERGAS MARTIMAS

ENERGA MAREOMOTRIZ

La energa mareomotriz se debe a las fuerzas de atraccin gravitatoria entre la Luna, la Tierra y el Sol. La energa mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares segn la posicin relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atraccin gravitatoria de esta ltima y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes mviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalizacin y depsito, para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generacin de electricidad, transformando as la energa mareomotriz en energa elctrica, una forma energtica ms til y aprovechable. Es un tipo de energa renovable limpia.

La energa mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energa primaria no se agota por su explotacin, y es limpia, ya que en la transformacin energtica no se producen subproductos contaminantes gaseosos, lquidos o slidos. Sin embargo, la relacin entre la cantidad de energa que se puede obtener con los medios actuales y el coste econmico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferacin notable de este tipo de energa.

Central mareomotrizLa energa de las mareas se transforma en electricidad en las denominadas centrales mareomotrices, que funcionan como un embalse tradicional de ro. El depsito se llena con la marea y el agua se retiene hasta la bajamar para ser liberada despus a travs de una red de conductos estrechos, que aumentan la presin, hasta las turbinas que generan la electricidad. Sin embargo, su alto costo de mantenimiento frena su proliferacin.

El lugar ideal para instalar un central mareomotriz es un estuario, una baha o una ra donde el agua de mar penetre.

La construccin de una central mareomotriz es slo posible en lugares con una diferencia de al menos 5 metros entre la marea alta y la baja.El agua, al pasar por el canal de carga hacia el mar, acciona la hlice de la turbina y sta, al girar, mueve un generador que produce electricidad.Como funciona

Cuando la marea sube, las compuertas del dique se abren y el agua ingresa en el embalse.

Al llegar el nivel del agua del embalse a su punto mximo se cierran las compuertas.Durante la bajamar el nivel del mar desciende por debajo del nivel del embalse.Cuando la diferencia entre el nivel del embalse y del mar alcanza su mxima amplitud, se abren las compuertas dejando pasar el agua por las turbinas.

Algunos de los pases que actualmente utilizan este mtodo para generar energa son: La parte de la Baha de Funday, Canad. Las Bahas de Cobscook y Passamaquoddy, Estados Unidos. Chansy, Francia. El Golfo de Mezen, en la ex Unin Sovitica. El estuario del ro Servern, Inglaterra. La ensenada de Walcott, Austria. San Jos, en la costa patagnica Argentina. Onchn, en Corea del Sur.

Ventajas y desventajas de la energa mareomotrizVentajas Auto renovable No contaminante Silenciosa Bajo costo de materia prima No concentra poblacin Disponible en cualquier clima y poca del aoDesventajas Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero Localizacin puntual Dependiente de la amplitud de mareas Traslado de energa an muy costoso Efecto negativo actualmente sobre la flora y la fauna Limitada

ENERGA UNDIMOTRIZ

La energa undimotriz, u olamotriz, es la energa que permite la obtencin de electricidad a partir de energa mecnica generada por el movimiento de las olas. Es uno de los tipos de energas renovables ms estudiada actualmente, y presenta enormes ventajas frente a otras energas renovables debido a que en ella se presenta una mayor facilidad para predecir condiciones ptimas que permitan la mayor eficiencia en sus procesos. Es ms fcil llegar a predecir condiciones ptimas de oleaje, que condiciones ptimas en vientos para obtener energa elica, ya que su variabilidad es menor.

HistoriaEste tipo de tecnologa fue inicialmente trabajada e implementada en la dcada de 1980, y ha ido teniendo gran acogida, debido a sus caractersticas renovables, y su enorme viabilidad de implementacin en un futuro prximo. Su implementacin se hace an ms viable entre las latitudes 40 y 60 por las caractersticas del oleaje.

Viabilidad econmicaActualmente esta energa ha sido implementada en muchos de los pases desarrollados, logrando grandes beneficios para las economas de estos pases, debido al alto porcentaje de energa que suple con relacin al total de energa que demandan al ao.

En Estados Unidos. Se estima que en Estados Unidos alrededor de 55TWh por ao son suplidos por energas provenientes del movimiento de las olas. Dicho valor es un 14% del valor total energtico que demanda el pas al ao. En Europa. Se sabe que en Europa alrededor de 280TWh son provenientes de energas generadas por movimiento de las olas en el ao.

Estimacin econmica del coste de la energa undomotriz (Informe 2010 RTA)

RequisitosAun cuando el trabajo y estudio realizado alrededor de este tipo de energa renovable es bastante bajo en relacin con otras energas renovables, aparte de los costos de inversin necesarios para la implementacin de los equipos y herramientas que permitan el correcto funcionamiento para obtener energa elctrica a partir del movimiento de las olas, es necesario tener una serie de condiciones geolgicas para su ptimo uso.

ProfundidadSegn estudios realizados a lo largo de la historia con respecto a esta energa renovable, se sabe que la cantidad de energa que se puede obtener a partir de ella, es proporcional al periodo de oscilacin de las olas, al igual que al cuadrado de la amplitud de estas. Por tal razn se sabe que este tipo de caractersticas se hallan en territorios martimos con profundidades entre 40 y 100 metros. Entre dichas profundidades las caractersticas de las olas resultan ser ptimas para la energa undimotriz.

Segn la profundidad de instalacin de los dispositivos utilizados con este fin se pueden clasificar en: Dispositivos en costa (on-shore): Se trata de dispositivos apoyados en la costa: en acantilados rocosos, integrados en estructuras fijas como diques rompeolas o sobre el fondo en aguas poco profundas. Estos dispositivos tambin se conocen como Dispositivos de Primera Generacin. Los dispositivos on-shore presentan unas ventajas importantes en trminos de facilidad de instalacin, inexistencia de amarres, bajos costes de mantenimiento, mayor supervivencia y menor distancia a costa para el transporte e integracin de la energa producida. Sin embargo, su desarrollo est limitado por el reducido nmero de ubicaciones potenciales, menor nivel energtico del oleaje y su impacto medio ambiental y visual. Dispositivos cerca de la costa (near-shore): Son dispositivos ubicados en aguas poco profundas (10-40m) y distanciados de la costa unos cientos de metros. Estas profundidades moderadas son apropiadas para dispositivos de gran tamao apoyados por gravedad sobre el fondo o flotantes. Estos dispositivos tambin se conocen como Dispositivos de Segunda Generacin. La eleccin de una ubicacin near-shore se realiza para superar los problemas asociados a los dispositivos en costa y evitar la necesidad de sistemas de fondeo costosos. Dispositivos fuera de la costa u off-shore: Se trata de dispositivos flotantes o sumergidos ubicados en aguas profundas (50-100m). Son el tipo de convertidores ms prometedor ya que explotan el mayor potencial energtico existente en alta mar. Estos dispositivos tambin se conocen como Dispositivos de Tercera Generacin. Hasta el momento, su desarrollo se ha visto perjudicado y retrasado porque deben hacer uso de tecnologas muy fiables y costosas que garanticen su supervivencia ya que sta representa un aspecto clave para este tipo de dispositivos. Por lo tanto, la explotacin de la energa del oleaje offshore de modo rentable requiere de plantas con potencias instaladas de decenas de megavatios formadas por conjuntos de unidades. Estas plantas multi-dispositivo pueden llegar a ocupar superficies extensas y en consecuencia pueden llegar a interferir con la navegacin.

22.2. PotencialLa energa de las olas ocenicas es enorme. Incluso la fraccin de la energa que es potencialmente explotable es muy grande comparada con el consumo actual de electricidad en el mundo.

Se han realizado diversos estudios con el propsito de estimar el potencial mundial. Se estima la energa mundial explotable es de 2TWh ao y que las aguas europeas son capaces de cubrir ms del 50% del consumo total de potencia en el continente.

La energa que una ola adquiere depende, bsicamente, de: la intensidad del viento que sopla sobre la superficie del ocano, del tiempo en que el vientoest soplando y del alcance o superficie sobre la cual sopla el mismo.

La potencia P, en kW por metro de ancho de ola, contenida en una ola ocenica idealizada (onda senoidal de amplitud constante y periodo y longitud de onda bien definidos) puede expresarse segn la siguiente ecuacin:

Segn esta ecuacin la potencia contenida en una ola es proporcional al cuadrado de la amplitud H y al periodo del movimiento T. Las olas con periodos largos (entre 7s y 10s) y grandes amplitudes (del orden de 2m) tienen un flujo de energa que normalmente excede de los 40-50kW por metro de ancho.

GRADIENTE TRMICO OCANICO

Cubren el 70% de la superficie del planeta. Poseen una masa estimada en tres billones de metros cbicos y una profundidad promedio de 4 Km. Capturan anualmente una cantidad de radiacin solar estimada en 600 veces la demanda energtica de la humanidad.

Los ocanos son un enorme colector de energa solar trmica, el ms grande del mundo. Las tecnologas de conversin de la energa trmica del ocano, o maremotrmica, buscan cosechar este calor almacenado y producir una energa limpia y renovable.

En la superficie ocenica, el agua es directamente calentada por el Sol y se encuentra relativamente caliente. Conforme las aguas ganan profundidad, se van volviendo ms fras, de modo a 1000 m bajo el nivel del mar se dan temperaturas cercanas a los 5C.

Esta diferencia de temperaturas, o gradiente trmico, se encuentra entre los 10 y los 25 C, segn la parte del mundo, y puede ser aprovechado como fuente de energa para operar un ciclo termodinmico, donde el agua superficial acta como fuente de calor mientras que el agua extrada de las profundidades acta como refrigerante.

Una central maremotrmica opera de forma similar a una central trmica convencional, donde la conversin de energa trmica a energa elctrica implica generar vapor y usarlo para accionar una turbina acoplada a un generador. En diferencia con una central convencional, el rendimiento mximo terico de una central trmica ocenica es muy bajo, del orden del 7%. Normalmente esto no resultara atractivo, pero cuando la fuente de energa es gratuita y de disponibilidad ilimitada, vale la pena el anlisis.

Una central de conversin de la energa trmica del ocano, o CETO, puede basarse en tres distintos sistemas: sistemas de ciclo abierto, sistemas de ciclo cerrado y sistemas de ciclo hbrido, como una combinacin de los anteriores.

En el sistema abierto, el agua caliente de la superficie es parcialmente vaporizada en una cmara a baja presin (0,030 atmsferas). El vapor generado acciona una gran turbina y luego es recondensado mediante contacto directo con el agua fra proveniente de las profundidades. Este condensado es retornado al mar, junto con el agua proveniente de la cmara de vaporizacin parcial, mientras que el proceso es repetido con nuevos suministros de agua fra y caliente.

En un sistema de ciclo cerrado, el calor proveniente del agua superficial es transferido a un fluido intermediario con bajo punto de ebullicin (como propano o amoniaco) para vaporizarlo (a una presin del orden de 10 atmsferas) y luego turbinarlo. Seguidamente el fluido intermediario es enfriado y recondensado mediante agua fra ocenica y el lquido obtenido es nuevamente bombeado hacia el evaporador, cerrando el ciclo, y comenzndolo nuevamente.

Ambos sistemas tienen ventajas y desventajas. Por ejemplo, en la central a ciclo abierto, el vapor generado puede ser aprovechado para producir agua desalinizada, lo que puede aumentar el atractivo econmico de la instalacin. Como desventaja, la baja presin de ese vapor implica el uso de una gran turbina, encareciendo la planta.

Una instalacin a ciclo cerrado utiliza una turbina ms pequea y econmica pero equipos de intercambio de calor ms grandes y complejos. Adems, las improbables, pero posibles fugas de fluido intermediario pueden causar efectos perjudiciales en el medio ambiente.

Por ltimo, un sistema hbrido combina las caractersticas de los dos sistemas anteriores, produciendo energa elctrica mediante un fluido intermediario y vaporizando agua de mar para producir agua desalinizada.

Independientemente del tipo de ciclo, la central puede estar ubicada en tierra firme, sobre una plataforma, o mar adentro como una instalacin flotante. Econmicamente, en cuanto a simplicidad de ingeniera y mantenimiento, las plantas ubicadas en tierra pueden ser ms atractivas. Por otro lado, las plantas flotantes permiten alcanzar capacidades de produccin mayores.

Las plantas maremotrmicas utilizan una fuente renovable para producir una energa potencialmente muy amigable con el medio ambiente y siempre disponible. Estas plantas tambin son aprovechables para producir agua desalinizada, minerales marinos, hidrgeno mediante electrlisis, y recursos nutritivos para la acuicultura.

Como en muchos otros casos tecnolgicos, es necesario trabajo de investigacin y desarrollo, e inversiones que permitan aprovechar a gran escala otro de los tantos recursos que nos ofrece el planeta. Como siempre, nuestras intenciones son fundamentales.

REFERENCIAS:

http://twenergy.com/a/que-es-la-energia-mareomotriz-588 http://comunidad.eduambiental.org/file.php/1/curso/contenidos/docpdf/capitulo22.pdf http://sustentator.com/blog-es/blog/2010/06/08/sustentator-lo-explica-energia-termica-oceanica/1