Presentación de PowerPointrbb/Lic/PRESENTATION-Waves.pdf · IMPACTO AMBIENTAL • Contaminación...

wave energy

ENERGÍAS RENOVABLES

CENTRO DE

INVESTIGACION

DE ENERGIA

Arq. Carlos Campo Garrido C.

intro ducción

•Conceptos que datan de hace 200 años.

•1970 emergen los primeros esquemas en islas

aisladas donde el oleaje es bueno, es viable.

•2 Tw equivalente a 17500 Twh (Thorpe, 1999)

•Prototipos montados en la costa y fuera de la

costa están ya en operación.

•Tecnologías de mar abierto en desarrollo.

Wave EnergyEnergía Renovable

HISTORIA RECIENTE

UK Escocia Fondos reducidos Unión Europea

(OWC) Noruega y Japón EWETN

Exporta

tecnología

Requiere más

fuentes de

energía (pero

el oleaje es

muy modesto)

5 dipositivos

6 a 16p kWh

DTI (1998)

5p kWh

1989

75 kW

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TAPCHAN

Posibilidad de almacenar

Difícil de construir

y mantener

OWC

Más común en costa

Más energía

contenida

Dispositivos de mar abierto

CASOS INTRODUCTORIOS

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TAPCHAN

Año 1985

Kaplan 350 kW

No partes móviles

Bajo mantenimiento

•Flujo eléctrico constante

•No es para todos ladosDispositivo de canal angulado: TAPCAHN

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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

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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

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PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA ENERGÍA DE LAS OLAS

Viento① ②+ Presión ③ Otra vez

El viento es producido por el Sol 100 Wm y esto su vez se

transforma en:

Energía

Olas100 kW m longitud de cresta

①↺↓

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Tamaño de las olas depende de tres factores:

① Velocidad

② ↶Fetch

③

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CARACTERIZACION DE LAS OLAS

= longitud de onda

H = altura, a mayor amplitud + poder / m cresta

T = periodo

P = g ²H² T

〔kW/m〕 32

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AGUAS PROFUNDAS

= g T = 1.5 x periodo

〔m/s〕2

las olas largas rápidas

cortas lentas

= gT²

2

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

0 1 2

1 d 21 3 4

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PODER DE OLEAJE

P = Hs² Te 〔kW/m de cresta de ola〕

2

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VARIACION EN LA POTENCIA DE OLEAJE

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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.

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REFRACCION

DIRECCION DE LAS OLAS

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DEBAJO DE LA SUPERFICIE

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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.

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CLASIFICACION

1. Peso flotante 2. Peso y arrastre flotante 3. Dispositivo de arrastre

4. Columna oscilante de agua 5. Surge device

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UBICACION

1. Fijos al lecho marino

2. Flotantes mar adentro, aguas

profundas

3. Atados en profundidad media

GEOMETRIA Y ORIENTACION

1. Terminales

2. Atenuantes

3. Absorbedores de punto /

Pequeñas dimensiones en

relación a .

≋

≋

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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

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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

(1500-3000rpm)

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PENDULO

Japón 5 kW 1980

Sri-Lanka

4 cámaras 250 kW

Costo de 7 p / kwh

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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

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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

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THE WHALE

50 m. 1000 ton. 110 kw.

Hs = 1 m Te = 5-8s

4kWm 15% eficiencia

6p por kWh

BBDB

TERMINALES

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FLOATING WAVE POWER VESSEL

50 – 80 m de profundidad anclado

A 500 m de la costa

1.5 MW

7p por kWh

Se puede comparar con el TAPCHAN

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CLAM

• Profundidades de 40 – 100 m.

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PELAMIS

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DUCK

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INTERPROJECT SERVICE CONVERTOR

1980 1:10 100 kW

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INVESTIGACION Y DESARROLLO MUNDIAL

• Japón - BBDB y Penfular

• Noruega – TAPCHAN – Resonancia múltiple OWC

• UK – LIMPET OWC

• Irlanda – OSPREY

• Indonesia

• Portugal

• Holanda

• Korea

• Estados Unidos

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OSPREY – UK

Olas y viento

Capacidad de 3500 kW

PS Frog

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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

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DINAMARCA

Mayo 1999 1: 5

Boya atada

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SUECIA

Suecia = FWPUHY

1340 000 m² anuales

Bomba de manguera.

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IRLANDA

Bomba McCabe

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AUSTRALIA

2p por kWh = AU $0.05

500 kW

ENERGETECH

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

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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

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INTEGRACION

Comunidades remotas

Red Comunidad = mucho cuidado

INTEGRACION

• Ciudades

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FUTURO

• Desalinización

• Protección costera

• Bombeo de agua

• Recolección de minerales

• Generación de hidrógeno

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