La energía mareomotriz dinámica o DTP es una tecnología no probada pero prometedora para la generación de energía mareomotriz . Implicaría la creación de una estructura larga similar a una presa perpendicular a la costa, con la opción de una barrera paralela a la costa en el extremo más alejado, formando una gran forma de 'T'. Esta larga presa en T interferiría con la hidrodinámica de los maremotos paralelos a la costa, creando diferencias en el nivel del agua en lados opuestos de la barrera que impulsan una serie de turbinas bidireccionales instaladas en la presa. Los maremotos oscilantes que corren a lo largo de las costas de las plataformas continentales, que contienen poderosas corrientes hidráulicas , son comunes en, por ejemplo , China , Corea y elReino Unido . [1] [2] [3] [4]
El concepto fue inventado y patentado en 1997 por los ingenieros costeros holandeses Kees Hulsbergen y Rob Steijn. [5]
En octubre de 2013 se completó un breve vídeo que explica el concepto y se puso a disposición en inglés en YouTube [6] y en chino en Youku. [7]
Descripción
Una presa DTP es una barrera larga de 30 km o más que se construye perpendicular a la costa, que corre directamente hacia el mar, sin encerrar un área. A lo largo de muchas costas del mundo, el principal movimiento de las mareas corre paralelo a la costa: toda la masa del agua del océano se acelera en una dirección y más tarde en el día regresa en la otra dirección. Una presa DTP es lo suficientemente larga como para influir en el movimiento horizontal de la marea, lo que genera un diferencial de nivel de agua (altura) en ambos lados de la presa. La cabeza se puede convertir en energía, utilizando una larga serie de turbinas convencionales de baja altura instaladas en la presa. [8]
Diferencia máxima de cabeza
Las estimaciones de la diferencia de altura máxima que se puede obtener de una variedad de configuraciones de presas se basan en modelos numéricos y analíticos. [1] [9] La información de campo de las diferencias de nivel de agua medidas a través de las barreras naturales confirma la creación de una altura significativa. La diferencia de altura (máxima) es mayor de lo que se esperaría en situaciones de flujo estacionario (como ríos). La diferencia de altura máxima alcanza valores de hasta unos pocos m, lo que se puede atribuir al carácter no permanente del flujo de la marea (aceleración).
Beneficios
Salida de alta potencia
Se estima que algunas de las represas más grandes podrían albergar más de 15 GW (15000 MW) de capacidad instalada. [9] Una presa DTP con una capacidad instalada de 8 GW y un factor de capacidad de alrededor del 30%, podría generar alrededor de 21 TWh al año. Para poner este número en perspectiva, una persona europea promedio consume alrededor de 6800 kWh por año, por lo que una presa DTP podría suministrar energía a unos 3 millones de europeos. [10]
Poder estable
La generación de energía de las mareas es altamente predecible debido a la naturaleza determinista de las mareas e independiente de las condiciones meteorológicas o del cambio climático. La producción de energía varía con la fase de la marea (reflujo y flujo, neap y primavera), pero los efectos a corto plazo se pueden evitar combinando dos presas, colocadas a cierta distancia entre sí (del orden de 150 a 250 km), cada una de las cuales genera un máximo producción de electricidad cuando la otra genera una producción mínima. Esto proporciona una generación base predecible y bastante estable para la red energética.
Alta disponibilidad
La energía de las mareas dinámica no requiere un rango de mareas natural muy alto , sino una costa abierta donde la propagación de las mareas se produce a lo largo de la costa. Estas condiciones de marea se pueden encontrar en muchos lugares del mundo, lo que significa que el potencial teórico de DTP es muy alto. A lo largo de la costa china, por ejemplo, la cantidad total de energía disponible se estima en 80 - 150 GW.
Potencial de funciones combinadas
La presa larga se puede combinar con varias otras funciones, como la protección costera, los puertos de aguas profundas y de GNL, las instalaciones de acuicultura, la recuperación de tierras controladas y las conexiones entre las islas y el continente. Estas funciones adicionales pueden compartir los costos de inversión, lo que ayuda a reducir el precio por kWh.
Desafíos
Un desafío importante es que la prueba del funcionamiento de la DTP solo puede demostrarse poniéndola en práctica. Probar el concepto de DTP a pequeña escala dentro de un proyecto de demostración, no sería efectivo, ya que casi no se cedería energía. Ni siquiera a una longitud de presa de aproximadamente 1 km, porque el principio de DTP es tal que la capacidad de generación de energía aumenta a medida que aumenta el cuadrado de la longitud de la presa (tanto la altura como el volumen aumentan de una manera más o menos lineal para una mayor longitud de la presa, resultando en un aumento cuadrático en la generación de energía). Se estima que se alcanzará la viabilidad económica para presas de unos 30 km de longitud.
Proyecto de demostración
Un proyecto de demostración que se está considerando en China no implicaría la construcción de una presa, sino que incluiría un canal recién cortado a través de una larga península con un istmo estrecho (cuello). El canal tendría una altura de aproximadamente 1 a 2 metros (3,3 a 6,6 pies) y estaría equipado con turbinas bidireccionales de baja altura, similares al tipo que se utilizaría para DTP a gran escala.
Estado del desarrollo tecnológico
Nunca se ha construido una presa DTP, aunque todas las tecnologías necesarias para construir una presa DTP están disponibles. Varios modelos matemáticos y físicos se han realizado para modelar y predecir la ' cabeza ' o diferencial de nivel de agua sobre una presa de energía mareomotriz dinámica. La interacción entre las mareas y las presas largas se ha observado y registrado en grandes proyectos de ingeniería, como Delta Works y Afsluitdijk en los Países Bajos . La interacción de las corrientes de marea con las penínsulas naturales también es bien conocida, y estos datos se utilizan para calibrar modelos numéricos de mareas. Se aplicaron fórmulas para el cálculo de la masa agregada para desarrollar un modelo analítico de DTP. Los diferenciales de nivel de agua observados coinciden estrechamente con los modelos analíticos y numéricos actuales. [1] El diferencial de nivel de agua generado sobre una presa DTP ahora se puede predecir con un grado útil de precisión.
Algunos de los elementos clave requeridos incluyen:
- Turbinas bidireccionales (capaces de generar energía en ambas direcciones) para entornos de gran volumen y baja altura. Existen unidades operativas para aplicaciones de agua de mar, que alcanzan una eficiencia superior al 75%.
- Métodos de construcción de presas. Esto podría lograrse mediante cajones flotantes modulares (bloques de construcción de hormigón). Estos cajones se fabricarían en la costa y posteriormente flotarían hasta la ubicación de la presa.
- Sitios adecuados para demostrar DTP. Un proyecto piloto de DTP podría integrarse con un proyecto de desarrollo costero planificado, como un puente marítimo, conexión de isla, puerto de aguas profundas, recuperación de tierras, parque eólico marino, etc., construido en un entorno adecuado para DTP.
Progreso reciente
En diciembre de 2011, el Ministerio de Economía, Agricultura e Innovación de los Países Bajos (EL&I) otorgó una subvención de financiación al consorcio POWER, liderado por Strukton y gestionado por ARCADIS. La subvención máxima es de aproximadamente 930 000 euros, que se complementa con una cantidad similar de cofinanciación de los socios del consorcio. El grupo POWER lleva a cabo un estudio de viabilidad detallado sobre el desarrollo de Dynamic Tidal Power (DTP) en China en un programa de 3 años realizado conjuntamente con institutos del gobierno chino. [11] Los compromisos del programa para alcanzar en 2015, registrados en el marco de la iniciativa Energía Sostenible para Todos de las Naciones Unidas incluyen: [12]
- Determinar los sitios más adecuados para la implementación de DTP en China, Corea y el Reino Unido.
- Estudios de viabilidad detallados completos para dos plantas de energía piloto de DTP en China
- Estudio de prefactibilidad completo para una planta de energía DTP a gran escala en China
- Difusión mundial de información técnica sobre DTP entre los grupos destinatarios relevantes
En agosto de 2012, la Administración Nacional de Energía de China formó un consorcio de empresas e institutos de investigación, dirigido por el Instituto General de Planificación y Diseño de Recursos Hidráulicos y Hidroeléctricos (también conocido como Instituto de Ingeniería de Energía Renovable de China), para investigar el DTP. Se firmó un acuerdo bilateral sobre cooperación DTP entre China y los Países Bajos el 27 de septiembre de 2012. Tras el intercambio técnico para verificar los principios, se llevó a cabo un estudio de modelado para seleccionar sitios. En octubre de 2013, se inició un estudio de análisis económico más profundo para comprender mejor los costos y beneficios económicos de la DTP. [13]
En octubre de 2013 se completó un breve vídeo que explica el concepto y se puso a disposición en inglés en YouTube [6] y en chino en Youku. [7]
Ver también
Referencias
- ^ a b c K. Hulsbergen; R. Steijn; G. van Banning; G. Klopman (2008). Energía mareomotriz dinámica: un nuevo enfoque para aprovechar las mareas . Segunda Conferencia Internacional de Energía Oceánica (PDF) . Brest, Francia.
- ^ Marieke Aarden (28 de noviembre de 1998). "Getijdenkracht lift mee naar Schiphol in zee" [La energía de las mareas obtiene un viaje gratis a Schiphol en el mar] (en holandés). Volkskrant . Consultado el 15 de abril de 2010 .
- ^ Rijkert Knoppers (16 de enero de 1999). "Dertig kilometer electriciteit" [Treinta kilómetros de electricidad] (en holandés). NRC Handelsblad . Archivado desde el original el 8 de julio de 2012 . Consultado el 15 de abril de 2010 .
- ^ Bas Keijts (1998). "Meer vermogen met eb en vloed" [Más energía de las mareas altas y bajas]. Land en Water (en holandés). 12 . Enlace externo en
|newspaper=
( ayuda ) - ^ "Espacenet - Datos bibliográficos" . Worldwide.espacenet.com . Consultado el 18 de mayo de 2018 .
- ^ a b POWER group (14 de octubre de 2013). "Energía mareomotriz dinámica en China (Full HD)" . YouTube .
- ^ a b POWER group (11 de noviembre de 2013). 中国 - 荷兰 动态 潮汐 能 研发 合作 宣传片(en chino). Youku .
- ^ "Energía mareomotriz dinámica" . Noticias del mundo . Consultado el 18 de mayo de 2018 .
- ^ a b Chiang Mei (3 de marzo de 2012). "Nota sobre la difracción de las mareas por una barrera costera (artículo completo en el sitio web de POWER)" . Archivado desde el original el 29 de octubre de 2013 . Consultado el 8 de mayo de 2012 .
- ^ "Energía nuclear en Francia | Energía nuclear francesa - Asociación Nuclear Mundial" . world-nuclear.org . Consultado el 18 de mayo de 2018 .
- ^ "Inicio - Energía mareomotriz dinámica" . Energía mareomotriz dinámica . Consultado el 18 de mayo de 2018 .
- ^ "Energía sostenible para todos (SEforALL) |" . Sustainableenergyforall.org . Consultado el 18 de mayo de 2018 .
- ^ "Respondiendo al Cambio Climático, 2012" . Archivado desde el original el 15 de abril de 2013.
enlaces externos
- Beneficios de la energía de las mareas