Energías renovables

(1)

C

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J

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Árrrereeaeaa da ddedee Ie IInInngnggegeenenniniieieererrírííaíaa Ea EElElléléécécctcttrtrririiciccacaaa

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Deeepeppapaararrtrttataamammemeenenntnttotoo do ddedee Ie IInInngnggegeenenniniieieererrírííaíaa Ea EElElléléécécctcttrtrririiciccacaa,a,, E, EElElleleececctcttrtrróróónónnniiiciccacaa,a,, A,AuAAuututtotoomomámmáátáttitiiciccacaa ya yy Cy CCoCoomommumuununniniiciccacaacacciciioiooonnneneesesss

U

(2)

Contenidos

•• EólicaEólica •• SolarSolar •• MinihidráulicaMinihidráulica •• GeotérmicaGeotérmica

•• Del marDel mar

(3)

Energía eólica

•• Uso de la energía cinética del vientoUso de la energía cinética del viento

•• Molinos con palas orientadas adecuadamenteMolinos con palas orientadas adecuadamente

( ( )) 33 22 22 22 cin cin _V_V 88 D D AVt AVt tt 22 V V tt mV mV 22 11 tt E E P P == == == ρρ == ρπρπ

•• Ventajas:Ventajas: ↓↓ Coste del combustible, noCoste del combustible, no contamina

contamina

•• Inconvenientes: Inconvenientes: Variaciones Variaciones del del vientoviento (velocidad, densidad aire), suministro irregular (velocidad, densidad aire), suministro irregular

(4)

Energía eólica. Parques eólicos

•• Conjunto de aerogeneradores conectados a laConjunto de aerogeneradores conectados a la red (de transporte o distribución)

red (de transporte o distribución)

•• Instalación costosaInstalación costosa ⇒ ↑⇒ ↑ Coste inversión inicialCoste inversión inicial

⇒

⇒ Amortización en 15-20 añosAmortización en 15-20 años

•• Avances tecnológicos:Avances tecnológicos: ↓↓ Coste aerogeneradorCoste aerogenerador

•• Potencia instalada: 10-50 MWPotencia instalada: 10-50 MW

•• Central de control (arranque, generación,Central de control (arranque, generación, información meteorológica)

(5)

Esquema central eólica

(6)

Energía eólica

Parques eólicos

(7)

Energía eólica

Parques eólicos

(8)

Energía eólica

Parques eólicos en el mar

•• ↑↑ Costes de inversión: cableado submarino yCostes de inversión: cableado submarino y cimentación

cimentación

•• Avances en cimentaciones y generadores delAvances en cimentaciones y generadores del orden de MW

orden de MW ⇒⇒ Opción competitiva en aguasOpción competitiva en aguas de hasta 15 m de profundidad

de hasta 15 m de profundidad

(9)

Energía eólica

Parques eólicos en el mar

(10)

Energía eólica

Parques eólicos en el mar

(11)

Energía eólica

Montaje de parque eólico en el mar

(12)

Energía eólica. Aerogeneradores

(13)

Elementos del aerogenerador

•• TorreTorre

•• RotorRotor

(14)

Elementos del aerogenerador

Tipos de torres

•• Celosía: poco usada, generadores grandes,Celosía: poco usada, generadores grandes, bajo coste y fea apariencia visual

bajo coste y fea apariencia visual

•• Atirantada: generadores pequeñosAtirantada: generadores pequeños

•• Tubular: de las más típicas, de acero, enTubular: de las más típicas, de acero, en generadores grandes

generadores grandes

•• Hormigón: de las más típicas, en generadoresHormigón: de las más típicas, en generadores grandes

(15)

Elementos del aerogenerador

Tipos de torres

(16)

Elementos del aerogenerador

Rotor

•• PalaPala



 Superficie aerodinámicaSuperficie aerodinámica 

 CuelloCuello 

 BridaBrida

(17)

Elementos del aerogenerador

Perfiles de palas

a) Madera a) Madera contrachapada maciza contrachapada maciza b) Chapa metálica b) Chapa metálica conformada conformada c) Aluminio macizo c) Aluminio macizo d) Aluminio extruido d) Aluminio extruido e) Acero-madera-fibra e) Acero-madera-fibra de vidrio de vidrio

(18)

Elementos del aerogenerador

Perfiles de palas

f) Acero-espuma de f) Acero-espuma de poliuretano-fibra de vidrio poliuretano-fibra de vidrio g) Aluminio-espuma de g) Aluminio-espuma de poliuretano-fibra de vidrio poliuretano-fibra de vidrio h) Aluminio-espuma de h) Aluminio-espuma de poliuretano-fibra de vidrio poliuretano-fibra de vidrio i) Aluminio extruido-panel i) Aluminio extruido-panel de abeja-fibra de vidrio de abeja-fibra de vidrio

(19)

Elementos del aerogenerador

Buje

(20)

Elementos del aerogenerador

Góndola

(21)

Elementos del aerogenerador

Góndola

•• Cadena cinemáticaCadena cinemática



 Eje de bajaEje de baja 

 RodamientosRodamientos 

 Caja de multiplicaciónCaja de multiplicación 

 Eje de altaEje de alta

•• GeneradorGenerador

•• Sistema de orientaciónSistema de orientación

(22)

Elementos del aerogenerador

Interior de la góndola

(23)

Elementos del aerogenerador

Interior de la góndola

Alternador Alternador Capota Capota Eje de alta Eje de alta Caja de multiplicación Caja de multiplicación Eje de baja Eje de baja Suelo de la góndola Suelo de la góndola Buje Buje Torre Torre Brida Brida

(24)

Energía solar

•• Sol emite 10Sol emite 101414 GWh cada segundoGWh cada segundo ⇒⇒

Potencia solar igual a 3.86

Potencia solar igual a 3.86××10102626 W ooW 5.24

5.24××10102323 CVCV

•• 1 GWh1 GWh ⇒⇒ Energía necesaria para iluminarEnergía necesaria para iluminar una bombilla de 100 W durante 10

una bombilla de 100 W durante 10××101066 horashoras

•• La atmósfera interceptaLa atmósfera intercepta ≈≈ 15001500××10101212 GWh/añoGWh/año

•• Por reflexión, dispersión y absorción por losPor reflexión, dispersión y absorción por los gases de la atmósfera sólo llegan a la gases de la atmósfera sólo llegan a la superficie terrestre

(25)

Energía solar

Sistemas de captación

•• Pasivos (calefacción, refrigeración)Pasivos (calefacción, refrigeración)



 Sin dispositivo captor de energía solarSin dispositivo captor de energía solar 

 Aplicación de elementos arquitectónicos oAplicación de elementos arquitectónicos o

estrategias de funcionamiento estrategias de funcionamiento

•• ActivosActivos ⇒⇒ Captan la radiación solar medianteCaptan la radiación solar mediante un elemento de determinadas características un elemento de determinadas características llamado colector

(26)

Sistemas activos

•• Hay dos tipos de conversión energética:Hay dos tipos de conversión energética:



 Eléctrica (Solar fotovoltaica)Eléctrica (Solar fotovoltaica) 

 Térmica (Solar térmicaTérmica (Solar térmica ⇒⇒ VaporVapor ⇒⇒

Electricidad): Electricidad):

o

o Baja temperatura (< 100 ºC)Baja temperatura (< 100 ºC)

o

o Media temperatura (> 100 ºC, < 300 ºC)Media temperatura (> 100 ºC, < 300 ºC)

o

(27)

Sistemas activos

(28)

Efecto fotovoltaico

•• Radiación solar incide sobre un semiconductorRadiación solar incide sobre un semiconductor

⇒

⇒ Movimiento caótico de electronesMovimiento caótico de electrones

•• Si se unen dos regiones p-nSi se unen dos regiones p-n ⇒⇒ CampoCampo electrostático constante (corriente continua)

electrostático constante (corriente continua)

•• Panel solar:Panel solar:



 Células solares embutidas en Etilen-Vinil-Células solares embutidas en

Etilen-Vinil-Acetato (EVA), conectadas en serie para Acetato (EVA), conectadas en serie para aumentar la diferencia de potencial

aumentar la diferencia de potencial



 Protección contra humedad y golpesProtección contra humedad y golpes

mediante vidrio templado y una lámina de mediante vidrio templado y una lámina de teldar

(29)

Panel solar

(30)

Vista transversal de un panel solar

(31)

Característica I-V en función de la

iluminación

(32)

Característica I-V en función de la

temperatura

(33)

Panel fotovoltaico

(34)

Energía solar fotovoltaica

(35)

Esquema central fotovoltaica

(36)

Energía solar térmica

•• Baja temperaturaBaja temperatura ⇒⇒ Colectores planos (aire,Colectores planos (aire, agua)

agua)

•• Media Media temperaturatemperatura ⇒⇒ ColectoresColectores concentradores parabólicos

concentradores parabólicos

•• Alta temperatura:Alta temperatura:



 Colectores concentradores paraboloidesColectores concentradores paraboloides 

(37)

Energía solar térmica

Colectores concentradores

Paraboloide Paraboloide Parabólico

Parabólico Torre Torre centralcentral con heliostatos con heliostatos

(38)

Energía solar térmica

Colectores parabólicos

(39)

Energía solar térmica

Colectores parabólicos

(40)

Energía solar térmica

Colectores parabólicos

(41)

Energía solar térmica

Colectores paraboloides

(42)

Energía solar térmica

Colectores paraboloides

(43)

Energía solar térmica

Colectores paraboloides

(44)

Central de colectores concentradores

Esquema

(45)

Energía solar térmica

Torre central con heliostatos

(46)

Energía solar térmica

Torre central con heliostatos

(47)

Energía solar térmica

Torre central con heliostatos

(48)

Energía solar térmica

Torre central con heliostatos

(49)

Central solar de torre central

Esquema

(50)

Central solar de torre central

Esquema

(51)

Energía solar térmica

Central eólico-solar

(52)

Energía solar

Inconvenientes

•• Baja densidad de energía por unidad deBaja densidad de energía por unidad de superficie (captación y concentración de esta superficie (captación y concentración de esta energía)

energía)

•• Disponible sólo durante una parte del díaDisponible sólo durante una parte del día

(53)

Centrales minihidráulicas

•• No requieren grandes embalses reguladoresNo requieren grandes embalses reguladores

•• Menor impacto ambientalMenor impacto ambiental

•• Potencia instaladaPotencia instalada ≤≤ 10 MW10 MW

(54)

Tipos de centrales minihidráulicas

•• Centrales de agua fluyenteCentrales de agua fluyente



 Usan parte del caudal de un ríoUsan parte del caudal de un río 

 Salto útil constanteSalto útil constante 

 Caudal muy variable (hidrología)Caudal muy variable (hidrología)

•• Centrales de pie de presaCentrales de pie de presa ⇒⇒ Situadas aguasSituadas aguas abajo de embalses

abajo de embalses

•• Centrales de canal de riegoCentrales de canal de riego ⇒⇒ Situadas enSituadas en conducciones de agua para riego o conducciones de agua para riego o abastecimiento de poblaciones

(55)

Centrales minihidráulicas

(56)

Centrales minihidráulicas

Elementos

•• Muro para desviar el caudal de aguaMuro para desviar el caudal de agua

•• PresaPresa

•• Canal de derivaciónCanal de derivación

•• Cámara de cargaCámara de carga

(57)

Energía geotérmica

•• GeotermiaGeotermia



 Fenómenos Fenómenos relacionados relacionados con con elel

almacenamiento de calor en el interior de la almacenamiento de calor en el interior de la Tierra por la desintegración de sustancias Tierra por la desintegración de sustancias radiactivas de su núcleo

radiactivas de su núcleo

•• OrigenOrigen



 Períodos de formación de la TierraPeríodos de formación de la Tierra 

 Baja disipación por la baja conductividad deBaja disipación por la baja conductividad de

los materiales que forman la Tierra los materiales que forman la Tierra

(58)

Energía geotérmica

•• Gradiente geotérmicoGradiente geotérmico



 ΔΔ de la temperatura con la profundidadde la temperatura con la profundidad



 Variable según las zonas del planetaVariable según las zonas del planeta



 Gradiente normal: 1 ºC por cada 33 m deGradiente normal: 1 ºC por cada 33 m de

profundidad

(59)

Energía geotérmica

•• Flujo geotérmicoFlujo geotérmico ⇔⇔ Flujo de calor asociado alFlujo de calor asociado al gradiente de temperatura: gradiente de temperatura: dx dx dT dT kk qq == −−

•• Gradiente normal: qGradiente normal: q == −−60 mW/m60 mW/m22 ⇒⇒ PocoPoco aprovechable

aprovechable

•• Gradiente útil: qGradiente útil: q ≥≥ −−400 mW/m400 mW/m22 ⇒⇒ Debido aDebido a alteraciones geotérmicas

(60)

Energía geotérmica

•• Manifestación de alteraciones geotérmicas:Manifestación de alteraciones geotérmicas:



 VulcanismoVulcanismo 

 Alteraciones hidrotermales (géiser)Alteraciones hidrotermales (géiser) 

 Emanaciones gaseosasEmanaciones gaseosas 

(61)

Energía geotérmica

•• Tipos de yacimientos geotérmicos:Tipos de yacimientos geotérmicos:



 Sistemas hidrotérmicosSistemas hidrotérmicos



 Sistemas geopresurizadosSistemas geopresurizados



(62)

Sistemas hidrotérmicos

•• Fuente de calor a poca profundidadFuente de calor a poca profundidad

•• Estrato de roca permeable que contiene aguaEstrato de roca permeable que contiene agua

(63)

Sistemas hidrotérmicos

•• Clasificación por la fase del fluido:Clasificación por la fase del fluido:



 Sistemas con predominio de aguaSistemas con predominio de agua ⇒⇒

Problemas por sales corrosivas disueltas Problemas por sales corrosivas disueltas



 Sistemas con predominio de vaporSistemas con predominio de vapor ⇒⇒

Turbina de vapor

Turbina de vapor ⇒⇒ ElectricidadElectricidad

•• Clasificación por la temperatura:Clasificación por la temperatura:



 Sistemas de alta entalpía (T > 150 ºC)Sistemas de alta entalpía (T > 150 ºC) 

(64)

Sistemas geopresurizados

•• Fluido localizado en formaciones rocosasFluido localizado en formaciones rocosas profundas

profundas ⇒⇒ Alta presiónAlta presión

•• Acompañado generalmente por gas naturalAcompañado generalmente por gas natural

(65)

Sistemas de roca seca caliente

•• Rocas impermeables que rodean una cámaraRocas impermeables que rodean una cámara magmática

magmática

•• Ausencia de acuíferoAusencia de acuífero

•• Extracción difícil del calorExtracción difícil del calor



 Perforación de pozos profundosPerforación de pozos profundos 

 Creación de superficies de transferenciaCreación de superficies de transferencia

(fracturas) (fracturas)

(66)

Aprovechamiento de energía

geotérmica

•• CalorCalor ⇒⇒ Calentamiento de fluido (agua, vapor)Calentamiento de fluido (agua, vapor) en el lugar de la explotación

en el lugar de la explotación

•• VaporVapor ⇒⇒ Accionamiento de turbina-generadorAccionamiento de turbina-generador

•• CondensadorCondensador ⇒⇒ Enfría el vapor y el fluidoEnfría el vapor y el fluido resultante es calentado de nuevo (se cierra el resultante es calentado de nuevo (se cierra el ciclo)

ciclo)

•• EspañaEspaña ⇒⇒ 0.05% de energías renovables0.05% de energías renovables (Futuro: Islas Canarias)

(67)

Aprovechamiento de un yacimiento

de baja entalpía

(68)

Central geotérmica

(69)

Central geotérmica

(70)

Energía geotérmica

Inconvenientes

•• Tratamiento de yacimientos para evitar laTratamiento de yacimientos para evitar la contaminación a su alrededor (mercurio, contaminación a su alrededor (mercurio, compuestos de azufre, etc.)

compuestos de azufre, etc.)

•• Deterioro del paisajeDeterioro del paisaje

(71)

Energía del mar

•• Debida a la influencia de la radiación solar yDebida a la influencia de la radiación solar y de los campos gravitatorios solar, terrestre y de los campos gravitatorios solar, terrestre y lunar sobre las grandes superficies de mares y lunar sobre las grandes superficies de mares y océanos

océanos

(72)

Posibles fuentes de energía en el

Posibles fuentes de energía en el mar

mar

•• MareasMareas ⇒⇒ Bastante estudiadoBastante estudiado

•• Gradiente térmicoGradiente térmico ⇒⇒ Bastante estudiadoBastante estudiado

•• OlasOlas ⇒⇒ Bastante estudiadoBastante estudiado

•• Gradiente salinoGradiente salino

•• Vientos oceánicosVientos oceánicos

•• Corrientes marinasCorrientes marinas

(73)

Energía del mar

Inconvenientes

•• Bajo grado de desarrollo tecnológicoBajo grado de desarrollo tecnológico

•• Elevado coste de instalaciónElevado coste de instalación

•• Deterioro del paisaje e impacto en fauna yDeterioro del paisaje e impacto en fauna y flora

(74)

Energía mareomotriz

•• Mareas: Fluctuación periódica del nivel delMareas: Fluctuación periódica del nivel del mar debido a la atracción gravitatoria de los mar debido a la atracción gravitatoria de los astros y al movimiento de rotación de

astros y al movimiento de rotación de la Tierrala Tierra

•• Factores que influyen en las mareas:Factores que influyen en las mareas:



 Relieve de las costasRelieve de las costas 

 Orografía del fondoOrografía del fondo 

(75)

Energía mareomotriz

Magnitudes características

•• PeríodoPeríodo ⇒⇒ Tiempo comprendido entre dosTiempo comprendido entre dos pleamares o dos bajamares (

pleamares o dos bajamares (≈≈ 12 horas)12 horas)

•• AmplitudAmplitud ⇒⇒ Diferencia de nivel entre unaDiferencia de nivel entre una pleamar y una bajamar consecutivas

pleamar y una bajamar consecutivas P

(76)

Energía mareomotriz

•• Amplitud de las mareasAmplitud de las mareas ⇒⇒ Valor variable en elValor variable en el planeta

planeta



 Baja en el centro de los Baja en el centro de los océanosocéanos ≈≈ 1 m1 m 

 En algunos lugares se alcanzan los 15 En algunos lugares se alcanzan los 15 mm 

 Amplitudes menores de 5 mAmplitudes menores de 5 m ⇒⇒ ↓↓ ViabilidadViabilidad

•• Máxima si Sol, Tierra y Luna están en Máxima si Sol, Tierra y Luna están en línealínea

(77)

Energía mareomotriz

Zonas de gran potencial

(78)

Centrales mareomotrices

•• Aprovechamiento de las mareas embalsandoAprovechamiento de las mareas embalsando agua de mar en ensenadas naturales y agua de mar en ensenadas naturales y haciéndola pasar por turbinas hidráulicas

haciéndola pasar por turbinas hidráulicas

•• Modos de operación:Modos de operación:



 Ciclo de simple efectoCiclo de simple efecto 

 Ciclo de doble efectoCiclo de doble efecto 

 Ciclo de acumulación por bombeoCiclo de acumulación por bombeo 

(79)

Centrales mareomotrices

Ciclo de simple efecto

•• Generación con bajamar (vaciado delGeneración con bajamar (vaciado del embalse)

embalse)

•• Generación con pleamar (llenado delGeneración con pleamar (llenado del embalse)

(80)

Ciclo de simple efecto

Generación con bajamar

(81)

Centrales mareomotrices

Ciclo de doble efecto

•• Aprovecha vaciado y llenado del embalseAprovecha vaciado y llenado del embalse



 Inversión del sentido del flujo de aguaInversión del sentido del flujo de agua ⇒⇒

Circulación en la misma dirección en la Circulación en la misma dirección en la turbina

turbina



 Turbina reversibleTurbina reversible

•• ↓↓ eficiencia en cada ciclo peroeficiencia en cada ciclo pero ↑↑ producciónproducción de energía

(82)

Centrales mareomotrices

Ciclo de doble efecto

(83)

o

o Los dos extremos son cotas altasLos dos extremos son cotas altas

Centrales mareomotrices

Otros modos de operación

•• Ciclo de acumulación por bombeoCiclo de acumulación por bombeo



 Generación de energía con ambas mareasGeneración de energía con ambas mareas 

 Almacenamiento por bombeoAlmacenamiento por bombeo ⇒⇒ ↑↑ eficienciaeficiencia 

 Grupo turbina-bombaGrupo turbina-bomba ⇒⇒ Turbina bulbo enTurbina bulbo en

lugar de turbina Kaplan: lugar de turbina Kaplan:

o

(84)

Centrales mareomotrices

Turbina bulbo

(85)

Centrales mareomotrices

Otros modos de operación

•• Ciclo múltipleCiclo múltiple



 Requiere dos embalsesRequiere dos embalses



(86)

Centrales mareomotrices

Inconvenientes

•• Número reducido de horas de utilizaciónNúmero reducido de horas de utilización

•• No opera para amplitudes menores que elNo opera para amplitudes menores que el salto mínimo utilizable para el funcionamiento salto mínimo utilizable para el funcionamiento de las turbinas

de las turbinas

(87)

Centrales mareomotrices

Instalaciones

(88)

Centrales mareomotrices

Instalaciones

(89)

Centrales mareomotrices

Instalaciones

(90)

Energía maremotérmica

•• Debida a la diferencia de temperatura entre laDebida a la diferencia de temperatura entre la superficie y las profundidades del mar

superficie y las profundidades del mar

•• Zona más aprovechable: Mares de zonasZona más aprovechable: Mares de zonas intertropicales

intertropicales



 30% superficie marina total del planeta30% superficie marina total del planeta 

 Reciben grandes cantidades de radiaciónReciben grandes cantidades de radiación 

(91)

Energía maremotérmica

Perfil de temperaturas típico

•• Capa superficial (100-200 m de espesor):Capa superficial (100-200 m de espesor):



 Temperatura muy uniforme (25-30 ºC)Temperatura muy uniforme (25-30 ºC) 

 Sirve de capa colectora de la radiaciónSirve de capa colectora de la radiación

•• Capa de transición (200-400 m de espesor):Capa de transición (200-400 m de espesor):



 Variación rápida de la temperaturaVariación rápida de la temperatura 

 Actúa como barrera entre las otras dosActúa como barrera entre las otras dos

capas capas

(92)

Energía maremotérmica

Perfil de temperaturas típico

•• Capa de aguas profundas:Capa de aguas profundas:



 Temperatura estable (Temperatura estable (≈≈ 4 ºC)4 ºC) 

(93)

Energía maremotérmica

•• Rendimiento del proceso termodinámicoRendimiento del proceso termodinámico ⇒⇒ EnEn torno al 2% para transferencia entre un foco torno al 2% para transferencia entre un foco frío a 4 ºC y

frío a 4 ºC y un foco caliente a 30 ºCun foco caliente a 30 ºC

•• Condiciones Condiciones deseables deseables para para centralcentral maremotérmica:

maremotérmica:



 Gradiente térmico mínimo de 18 ºCGradiente térmico mínimo de 18 ºC 

 Condiciones marinas favorables: corriente,Condiciones marinas favorables: corriente,

tempestades, olas, meteorología, etc. tempestades, olas, meteorología, etc.



(94)

Energía maremotérmica

Modos de operación

•• Ciclo abierto:Ciclo abierto:



 Fluido de trabajo: Agua del marFluido de trabajo: Agua del mar 

 Evaporación parcial por expansiónEvaporación parcial por expansión 

 Expansión en la turbinaExpansión en la turbina 

(95)

Energía maremotérmica

Ciclo abierto

(96)

Energía maremotérmica

Modos de operación

•• Ciclo cerrado:Ciclo cerrado:



 Fluido de trabajo de bajo punto deFluido de trabajo de bajo punto de

ebullición: Amoniaco, propano, freón ebullición: Amoniaco, propano, freón



 Evaporación mediante el agua calienteEvaporación mediante el agua caliente 

 Expansión en la turbinaExpansión en la turbina 

(97)

Energía maremotérmica

Ciclo cerrado

(98)

Energía maremotérmica

Tipos de central maremotérmica

•• Planta terrestrePlanta terrestre

•• Planta oceánicaPlanta oceánica



 Estructura flotanteEstructura flotante 

 Sistema de anclajeSistema de anclaje 

 Cable submarinoCable submarino ⇒⇒ Transporte deTransporte de

electricidad electricidad

(99)

Central maremotérmica

Esquema

(100)

Central maremotérmica

1.

1. Bombas Bombas de de aspiraciónaspiración 2. Evaporador

2. Evaporador 3.

3. Conducto Conducto de de vaporvapor 4. Turbina 4. Turbina 5. Generador 5. Generador 6. Condensador 6. Condensador 7.

7. Bomba Bomba de de aspiraciónaspiración 8.

8. Tubería Tubería de de aspiraciónaspiración 9.

(101)

Energía de las olas

•• Fricción del viento con la superficie del marFricción del viento con la superficie del mar ⇒⇒

Movimientos ondulatorios circulares en las Movimientos ondulatorios circulares en las partículas fluidas

partículas fluidas

•• Recurso de densidad energética débilRecurso de densidad energética débil ⇒⇒

Explotación difícil Explotación difícil

(102)

Energía de las olas

Fenómenos básicos aprovechables

•• EmpujeEmpuje ⇒⇒ Se aprovecha la velocidadSe aprovecha la velocidad horizontal del agua mediante un obstáculo

horizontal del agua mediante un obstáculo

•• Variación de alturaVariación de altura ⇒⇒ Se aprovecha elSe aprovecha el movimiento alternativo vertical de las olas con movimiento alternativo vertical de las olas con estructuras flotantes

(103)

Energía de las olas

Fenómenos básicos aprovechables

•• Variación de presiónVariación de presión ⇒⇒ Volumen de aireVolumen de aire sometido a presión variable por el oleaje

sometido a presión variable por el oleaje



 Sistemas activosSistemas activos ⇒⇒ Se mueven con la olaSe mueven con la ola

para extraer energía por el movimiento para extraer energía por el movimiento relativo de sus partes

relativo de sus partes



 Sistemas pasivosSistemas pasivos ⇒⇒ Estructuras fijas queEstructuras fijas que

extraen la energía directamente de las extraen la energía directamente de las partículas fluidas

(104)

Energía de las olas

Convertidor

•• Capta energía mecánica aleatoria de las olasCapta energía mecánica aleatoria de las olas y la convierte en energía útil (electricidad)

y la convierte en energía útil (electricidad)



 Totalizadores o terminadoresTotalizadores o terminadores ⇒⇒ Largos,Largos,

con eje paralelo al frente del oleaje con eje paralelo al frente del oleaje



 AtenuadoresAtenuadores ⇒⇒ Largos, Largos, con con ejeeje

perpendicular al frente del oleaje perpendicular al frente del oleaje



 Absorbedores puntualesAbsorbedores puntuales ⇒⇒ Aislados, deAislados, de

dimensiones reducidas dimensiones reducidas

(105)

Convertidores totalizadores

•• Situados perpendicularmente a la dirección deSituados perpendicularmente a la dirección de la ola incidente

la ola incidente

•• Captan la energía de una sola vezCaptan la energía de una sola vez

(106)

Convertidores totalizadores

•• Rectificador RussellRectificador Russell ⇒⇒ Tanque de dos nivelesTanque de dos niveles entre los que fluye el agua pasando por una entre los que fluye el agua pasando por una turbina

(107)

Energía de las olas

Convertidores totalizadores

•• Balsa CockerellBalsa Cockerell ⇒⇒ 3 flotadores entre los que3 flotadores entre los que se instalan bombas de pistón (1-2.5 MW)

(108)

Energía de las olas

Balsa Cockerell

(109)

Energía de las olas

Convertidores totalizadores

•• Pato SalterPato Salter ⇒⇒ La ola presiona sobre su parteLa ola presiona sobre su parte baja

baja ⇒⇒ Movimiento de semirrotaciónMovimiento de semirrotación ⇒⇒

Turbina Turbina

(110)

Energía de las olas

Convertidores atenuadores

•• Estructuras largas paralelas a la dirección deEstructuras largas paralelas a la dirección de avance de la ola

avance de la ola

•• Reducen la energía de la ola absorbiéndolaReducen la energía de la ola absorbiéndola progresivamente

progresivamente

•• Captan la energía por dos ladosCaptan la energía por dos lados ⇒⇒ ↓↓ esfuerzoesfuerzo sobre la estructura

sobre la estructura ⇒⇒ Anclaje más sencilloAnclaje más sencillo

(111)

Energía de las olas

Convertidores atenuadores

•• Bolsa de LancasterBolsa de Lancaster ⇒⇒ Estructura de hormigónEstructura de hormigón con bolsas flexibles llenas de aire que acciona con bolsas flexibles llenas de aire que acciona una turbina de aire

(112)

Energía de las olas

Convertidores atenuadores

•• Buque KaimeiBuque Kaimei ⇒⇒ Barco equipado conBarco equipado con columnas de agua oscilantes (2 MW)

(113)

Convertidores atenuadores

Buque Kaimei

(114)

Energía de las olas

Convertidores puntuales

•• Aprovechan la energía de la ola en cualquierAprovechan la energía de la ola en cualquier dirección

dirección

(115)

Energía de las olas

Convertidores puntuales

•• Boya MasudaBoya Masuda ⇒⇒

Cámara flotante Cámara flotante semisumergida con semisumergida con una columna una columna oscilante de agua oscilante de agua

(116)

Energía de la biomasa

•• Obtención de la biomasa:Obtención de la biomasa:



 Residuos vegetalesResiduos vegetales



 Residuos animalesResiduos animales



 Residuos industrialesResiduos industriales



(117)

Aprovechamiento de la biomasa

•• Extracción de hidrocarburosExtracción de hidrocarburos

•• Combustión directaCombustión directa

•• Gasificación (combustión con defecto deGasificación (combustión con defecto de oxígeno)

oxígeno)

•• Pirólisis (descomposición por acción del calorPirólisis (descomposición por acción del calor en ausencia de oxígeno

en ausencia de oxígeno ⇒⇒ gasesgases

combustibles) combustibles)

(118)

Aprovechamiento de la biomasa

•• Procesos bioquímicos:Procesos bioquímicos:



 Fermentación alcohólicaFermentación alcohólica



 Digestión Digestión anaeróbica anaeróbica (fermentación(fermentación

microbiana en ausencia de oxígeno) microbiana en ausencia de oxígeno)

(119)

Esquema de central de biomasa

(120)

Cogeneración

(121)