energia

EnergíaEnergía UndimotrizUndimotrizEnergía Energía UndimotrizUndimotriz

Alberto Gómez FigueroaAlberto Gómez FigueroaggIngenieroIngeniero Naval Naval MecánicoMecánico (M.Sc.) (M.Sc.)

Recursos del Mar

E í d l Ol (U di t i )Energía de las Olas(Undimotriz)Conversión Térmica de la

Energía del Mar

Corrientes Marinas(Tidal)

Fumarolas hidrotermales

Mareas de Embalse

Biomasa Marina

Gradiente Salino Eólica Marina (offshore)

Referencia: Implementing Agreement Ocean Energy - IEA

¿Qué es la Energía Undimotriz?¿Qué es la Energía Undimotriz?

La energía undimotriz es la í d id l i i t denergía producida por el movimiento de

las olas.


Son formadas por el arrastre generado por la fricción entre el viento y la superficie del agua.fricción entre el viento y la superficie del agua.

C anto mas crece la alt ra de la ola ma or sCuanto mas crece la altura de la ola, mayor sucapacidad de extraer energía del viento.


Las partículas de agua se mueven describiendo círculos, por lo que la ola transportadescribiendo círculos, por lo que la ola transporta

energía tanto en la superficie como en capas más profundas.más profundas.


L i i l t í ti d l d fiLas principales características de una ola que definen su comportamiento son su altura (H), longitud de onda (L) yprofundidad (h):profundidad (h):

Otros parámetros:T:Periodo de ola(s)c:velocidad de propagación de la ola (m/s)

c=L/T


U t d d l i ióUn estado de mar real es una superposición compleja de numerosos trenes de olas no

l di ti t l d í d ltregulares con distintos valores de período, altura, dirección, etc,

Potencial Undimotriz en el MundoPotencial Undimotriz en el Mundo

Potencial Undimotriz en el MundoPotencial Undimotriz en el Mundo

Fuente: T.W. Thorpe; “An Overview of Wave Energy Technologies”

Potencial Undimotriz en ChilePotencial Undimotriz en Chile

15º

20ºAP

50mEnergía Promedio: 57 kW/mE í T t l Chil 240 GW

25º

30º

Sur

50m

25m

10m

Energía Total en Chile: 240 GWPotencia Instalada Estimada: 16 GW

35º

40º

4 º

Latit

ud

45º

50º

55º550102030405060708090100110120

Potencia del Oleaje [kW/m]

Fuente: Evaluación del potencial de la energía del oleaje en chileHugo Acuña, Patricio Monárdez.

¿Cómo extraer la energía de las olas?¿Cómo extraer la energía de las olas?gg

Se pueden aprovechar 3 fenómenos:

Clasificación dispositivos UndimotricesClasificación dispositivos Undimotrices

Absorbedores PuntualesAbsorbedores Puntuales

Absorbedores puntuales:

Son dispositivos capaces de captar no sólo la í d l ió d l l di t tenergía de la porción de la ola directamente

incidente, sino también la de un entorno más o li S l d l iómenos amplio. Suelen ser cuerpos de revolución,

por lo que son indiferentes a la dirección de ió d l lpropagación de la ola.

Absorbedores PuntualesAbsorbedores Puntuales

AtenuadoresAtenuadores

Atenuadores o Absorbedores Lineales:

Se colocan paralelos a la dirección de avance d l l t t lde las olas, y son estructuras largas que van extrayendo energía de modo progresivo; están

t d ñ iti d l dmenos expuestos a daños permitiendo el uso de sistemas de anclaje sencillos.

AtenuadoresAtenuadores

Terminadores o TotalizadoresTerminadores o Totalizadores

Terminadores o totalizadores:Terminadores o totalizadores:

Están situados perpendicularmente a la direcciónEstán situados perpendicularmente a la dirección del avance de la ola (paralelos al frente de onda), y pretenden captar la energía de una sola vezy pretenden captar la energía de una sola vez.


Oscillating Wave Surge ConverterOscillating Wave Surge Converter


Oscillating Wave Surge Converter g g


Oscillating water column (OWC)

Ejemplos de tecnologías UndimotrizEjemplos de tecnologías Undimotriz

Reference: Implementing Agreement Ocean Energy - IEA

Beneficios de la Energía UndimotrizBeneficios de la Energía Undimotriz

Es energía renovable• Es energía renovable.

• Disponible 24/7 los 365 días del año• Disponible 24/7 los 365 días del año.

• La energía producida es más estable y más predecibleLa energía producida es más estable y más predecible.

• Existe abundante información estadística de oleaje.ste abu da te o ac ó estad st ca de o eaje

• Las olas contienen 1000 veces mayor energía cinéticay gque el viento.

• Tecnología atractiva para ser implementada en lugaresaislados.

¿Qué falta?¿Qué falta?

• Reducir los costos• Reducir los costos.

• Mejorar la eficiencia y confiabilidad de los dispositivos• Mejorar la eficiencia y confiabilidad de los dispositivos.

Identificar sitios apropiados para su instalación• Identificar sitios apropiados para su instalación.

M j ió d l i t l id i• Mejor comprensión de los impactos en la vida marina y litoral.

• Entender los efectos durante la vida útil de las instalaciones y capacidad de sobrevivir en el medio marinoy capacidad de sobrevivir en el medio marino.

Estudio de CasoEstudio de Caso

Tecnología Power Buoy® Tecnología Power Buoy®

C bl f

Float

Cables from other PowerBuoys

Undersea S b t ti

Spar

(“Smart Part” Inside)

SubstationHeave Plate

Cable to ShoreSea Floor

En la actualidadEn la actualidad

• 2004 First PowerBuoy® • 2005 Dual Absorber Design (Atlantic City, NJ)• 2007 2nd Generation (Marine Corp Base, Hawaii, Proof-of-Concept)• 2008 3rd Generation (Marine Corp Base, Hawaii, Grid Connected)• 2008 Utility Scale (40kW, 150kW)• 2011 Sensor Platform (350W)( )• 2012 MOSWEC Power Module

Autonomous PowerBuoy®Autonomous PowerBuoy®yy

Payload

Float moves with waves

Space (upper)≈ 3.2m

Spar remains relatively stationary

Power Takeoff and electronics ≈ 0.96cm

contained in spar≈ 9.0m Payload Space (lower)

Heave Plate dampens motion of spar

≈ 107cm

< 10,200kg

MK3 PowerBuoy®

Potencia peak 866 kW

Potencia máxima promedio 150 kW

Factor de capacidad (rango) 30% ‐ 45%

Largo total 144 ft. (44 m)

Altura sobre línea flotación 29.5 ft. (9 m)

Diámetro del flotador 36.1 ft. (11 m)

Peso 150 tons

Vida útil de diseño 25 años

Voltaje de Salida y 600 V a 60 HzFrecuencia 575 V a 50 Hz

Amarre 3 puntos

Altura de ola (rango para 1 a 6 metros

operación normal)1 a 6 metros

Profundidad mínima 55 metros

MK3 PowerBuoy®

Fabricación MK3

Instalación PowerBuoy®

MK3 PowerBuoy®

Aplicación: Generación EléctricaAplicación: Generación Eléctrica

Aplicación: Vigilancia MarítimaAplicación: Vigilancia Marítimagg

Aplicación: UUV/USV Recharge and Comm Gateway

Aplicación: UUV/USV Recharge and Comm GatewayComm GatewayComm Gateway

• Increase PersistenceUUV R h• UUV Recharge

• High Bandwidth Data Transfer• Reduced Comm Power• Reduced Operational Cost

Aplicación: Repetidor AISAplicación: Repetidor AIS

• Cost Effective Solution to Fill In Coverage Gaps • Self-Powering, Low Maintenance, Low Enviro

Impact• Chaining Can Support Data Backhaulg pp• Redundancy for Key Thoroughfares

Aplicación: WiFi Over WaterAplicación: WiFi Over Water

• Self-Powering, Low Maintenance, Low Enviro Impactg, , p• Cost Effective Solution for WiFi-Over-Water • Link Remote Stations/Communities

GraciasGracias

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