Download - UPALT EXAMEN OPOSICIÓN
Presenta: Ing. Selene pondigo sosa
Universidad Politécnica de AltamiraConcurso de oposición para
ingresar como profesor de asignatura
ENERGÍA MAREMOTÉRMICA COMO FUENTE PRIMARIA PARA LA GENERACIÓN DE
ENERGÍA ELÉCTRICA
La gran inercia térmica de los océanos permite que la temperatura sea más estable en ellos y menos marcados sus cambios, en el transcurso del día y de las cuatro estaciones del año, que en los continentes.
El agua de mar tiene un mayor calor específico que la tierra.
El 97.7% del agua en la tierra, se encuentra en el mar.
El mar es el colector solar y el sistema de almacenamiento de energía más grande del mundo.
O R I G E N
Esquema conceptual de una central térmica convencional
T = 10 – 25ºC
Vapor
Vapor
Vapo
r
TurbinaGenerador eléctrico
Condensador
Evaporador
Agua caliente de la superficie del mar
Agua fría de las profundidades del mar
Red
Energía eléctrica
Vapor
Caldera
Turbina
RedGenerador eléctrico
Condensado
r
Bomba de agua
Agua de refrigeración
Vapo
r
Energía eléctrica
Esquema conceptual
Central térmica convencional
Central Maremotérmica
Zonas del mundo térmicamente favorables
P O T E N C I A LRadiación solar
Calentamiento de las superficies marinas
El agua almacena gran cantidad de energía calorífica
El calor absorbido por un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al incremento de temperatura al que se le somete.
En un año la energía solar absorbida por mares y océanos es de unas 4 mil veces la energía que actualmente consume la humanidad.
1% de energía renovable
Rendimiento del 3%
Sistema m
aremotérmico 100%
necesidades energéticas actuales
Rendimiento termodinámico
μ = (T2 - T1) / (T2 + 273)
Rendimiento teórico máximo obtenible T2 = 30ºC y T1=4ºC μ = 8.6%
T E C N O L O G Í A
El aprovechamiento de los gradientes térmicos de las aguas oceánicas se lleva a cabo en las denominadas PLANTAS MAREMOTÉRMICAS.
Energía térmica Energía eléctrica
Ciclo termodinámico
CICLO RANKINELíquido evaporado Turbina Generador
eléctricoEnergía eléctrica
Sistemas para el aprovechamiento de la energía maremotérmica.
Ciclo abierto
Ciclo cerrado
Ciclo híbrido
Esquema conceptual de una central maremotérmica de ciclo abierto
Sistema de ciclo abierto (Claude)
Entrada del agua de mar caliente Gases no
condensablesDesairead
or Cámara de vacío con evaporador rápido
Gases no condensables
Salida del agua de mar caliente
Salida del agua de mar fría
Entrada del agua de mar fría
Vapor de agua desalada
Turbogenerador
Generador eléctrico
Energía eléctrica
Red
Vapor de agua
Condensador
Sistema de ciclo cerrado (Anderson)
Esquema conceptual de una central maremotérmica de ciclo cerrado
Entrada del agua de mar caliente
Vapor del fluido de trabajo
Turbogenerador
Generador eléctrico
Energía eléctrica
Red
Condensador Salida de agua al mar
Entrada de agua fría
Fluido de trabajo condensado
Bomba de alimentación de la caldera
Salida de agua al mar
Evaporador
Sistema híbridoEsquema conceptual de una central maremotérmica de ciclo
cerradoProducción de electricidad y desalinización de agua de mar
Vapor
Agua de mar caliente
Agua de mar fría
Bomba de amoníaco líquido
Amoníaco
Agua de mar fría
Energía eléctrica
Red
Bomba de vacío
Gases no condensables
Generador eléctrico
Turbina de amoníaco
Condensador de amoníaco
Agua desalada
Condensado de vaporVaporizador de amoníaco
Ubicación de las centrales maremotérmicas
Tierra firme, o zona cercana a la costa
Plantas montadas en plataformas
Instalaciones flotantes o amarradas en profundas aguas oceánicas
Instalaciones situadas en Tierra firme y las cercanas a la costa.
Se instalan en áreas protegidas, de tal manera que están relativamente resguardadas de las tormentas
No requieren de largos cables para transportar la energía eléctrica generada.
No requieren de costosos mantenimientos.
Plantas montadas en plataformas.
Los accesos a los recursos de agua fría son cercanos.
Se construyen en astilleros, montada en el lugar y fijada al fondo del mar
Instalaciones flotantes o amarradas en profundas aguas oceánicas.
Necesitan una base estable para su funcionamiento
Son diseñadas para funcionar mar adentro
Alto costo de mantenimiento
El suministro de potencia es costoso.
A finales de los años sesenta la empresa Lockheed, proyectó la instalación de una central de 160 MW y la empresa T.R.W. una central de 100MW . (Los proyectos se abandonaron)
En 1979 se montó en una barcaza una pequeña planta de ciclo abierto, en la costa occidental de Hawaii, que produjo 50kW de potencia bruta, con una producción neta de 18kW.
En 1982, unas plantas instaladas en tierra firme por un consorcio de compañías japonesas, con una potencia bruta de 100kW, funcionó en la isla de Nauru.
Operaron pocos meses
Proyectos y plantas maremotérmicas
Ciclo
cerra
do y
flotantes
El siguiente paso, llevado a cabo con el propósito de obtener experiencia en cuestiones relacionadas con la operación de las plantas maremotérmicas, fue la instalación, en Hawaii, de una pequeña planta experimental en tierra. Esta planta fue diseñada y puesta en funcionamiento en 1993.La turbina-generador fue diseñada para generar 210kW, con una temperatura de agua superficial de 26ºC y de agua fría de 6ºC. Una pequeña fracción (10%) del vapor producido se desviaba a la superficie de un condensador para la producción de agua desalinizada .La planta experimental operó con éxito durante seis años.
En 1999 se iniciaron los estudios, por parte de la Universidad de Saga (Japón) y NIOT (India) para la instalación de una planta maremotérmica experimental de 1MW de potencia bruta en la India. La planta fue instalada en el año 2000 en un barco, de nombre Sagar Shakthi, fondeado a 35Km de Tiruchendur, en el sureste de la India. (Gradiente termico de 22 °C)
I M P A C T O A M B I E N T A L
El agua fría del mar procedente de los procesos maremotérmicos puede tener diversos usos adicionales, incluyendo acondicionamiento de aire de edificios, alimentación de peces, crustáceos, algas marinas y otras plantas marinas que encuentran en estas aguas profundas muchos nutrientes
Usan fuentes naturales de energía, que son abundantes, limpias y renovables. El agua caliente de las superficies y el agua fría de las profundidades de los océanos reemplazan a los combustibles fósiles para generar electricidad.
Plantas maremotérmicas diseñadas adecuadamente producen poco o nada de CO2.
Pueden producir agua potable y electricidad
Hay suficiente energía solar almacenada en las capas calientes superficiales del agua de los mares tropicales para cubrir la mayor parte delas necesidades energéticas actuales de la humanidad.
El empleo de plantas maremotérmicas como fuente de electricidadayudará a reducir la dependencia de los combustibles fósiles importados.
V E N T A J A S
I M P A C T O A M B I E N T A LD E S V E N T A
J A SLas plantas maremotérmicas deben instalarse donde existan diferencias de temperatura a lo largo del año de 20ºC. Las profundidades del océano deben estar disponibles muy cerca de la costa para economizar las operaciones
La construcción de plantas maremotérmicas y la colocación de tuberías en las aguas costeras pueden causar un daño localizado a los arrecifes y ecosistemas marinos cercanos
Son necesarios algunos desarrollos adicionales de componentesclaves para que las futuras plantas maremotérmicas tengan éxito
SITUACIÓN ACTUAL Y CONCLUSIONES
Probablemente, cuando los precios y la escasez de combustibles fósiles hagan viable económicamente a las centrales maremotérmicas, entonces las instalaciones se multiplicarán en aquellas partes del mundo que cumplan con los requisitos básicos para su funcionamiento.
Actualmente es factible aprovechar, a pequeña escala, el gradiente térmico de los océanos Las posibilidades de esta técnica se han ido potenciando a lo largo de los años debido a la transferencia de tecnología asociada a las explotaciones petrolíferas fuera de costa.
El desarrollo tecnológico alcanzado en la instalación de plataformas profundas, la utilización de materiales compuestos y las nuevas técnicas de unión harán posible la implantación de plantas maremotérmicas más fiables
Será necesaria una mayor investigación en la construcción de las turbinas utilizadas en el proceso para que las centrales de mayor tamaño (mayores de 20MW) puedan desarrollarse
GRACIAS
¡¡¡¡¡¡¡¡La energía maremotérmica no fue diseñada para ahorrar dinero, sino para salvar al mundo!!!!!!!!!!
La NASA, en colaboración con la Armada de EEUU, el Instituto de Oceanografía Scripps y la Universidad de California en San Diego ha desarrollado un vehículo submarino autónomo que funciona a partir de la energía que obtiene de los cambios de temperatura del agua y que puede estar largos periodos de tiempo explorando las profundidades oceánicas.
Conocido con el nombre de SOLO-TREC (acrónimo de Sounding Oceanographic Lagrangrian Observer Thermal RECharging), este pequeño sumergible de 84 Kg de peso aprovecha la diferencia de temperatura existente entre las templadas aguas superficiales y las frías de las zonas más profundas para expandir o contraer una sustancia que lleva en 10 tubos externos. Este fluido alimenta a un motor hidráulico, que al entrar en funcionamiento genera aproximadamente 1,7 vatios-hora y recarga las baterías del robot.