ESCUELA, INGENIERA MECNICA ELCTRICA

DOCENTE: ING. SANCHEZ CASTRO CESAR MANUEL.CURSO: TERMODINMICA.TEMA: ENERGIA MAREOMOTRIZ.ALUMNO: 1. PARRAGUEZ DE LA CRUZ LUIGUI 2. IDROGO SOSA EDDY ALEXIS.3. GAMARRA MIRANDA ANGEL.4. TAFUR NAQUICHE JEINNER ALBERTO.

2014

Contenido

INTRODUCCIN3ENERGA MAREOMOTRIZ4I.OBJETIVOS4I.1.OBJETIVO GENERAL.4I.2.OBJETIVO ESPECFICOS.4II.JUSTIFICACIN4III.GENERALIDADES5IV.APROVECHAMIENTO DE LA ENERGA DE LAS MAREAS:6V. Los mtodos de generacin de energa elctrica mediante energa de marea pueden clasificarse en estas tres:7Generador de la corriente de marea7Presa de marea8Energa mareomotriz dinmica8VI. Estimacin de la potencia disponible:8VII. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ10Ventajas:10Desventajas:10VII. FUTURO DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ11IX. PROYECTOS MS CONOCIDOS A NIVEL MUNDIAL SOBRE LA GENERACIN DE ENERGA ELCTRICA A TRAVS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ:12shigua, en Corea del Sur.12Proyecto Kislogubskaya, de Rusia.12La Rance, en Francia.13X. CONCLUSIN14

INTRODUCCIN

El mar cubre el 70% de la tierra y como colector solar capta la energa del sol. Existen tres manifestaciones de la energa marina que son aprovechables para producir energa elctrica: las mareas (mareomotriz), las olas (oleomotriz), las diferencias de temperatura entre estratos de agua a distinta profundidad (termomotriz) y las corrientes marinas.

El aprovechamiento de la energa del ocano ha constituido durante muchos aos el sueo de inventores y cientficos. En el siglo XI, los molineros utilizaban las mareas para moler los granos de trigo y obtener harina. Pero no ha sido hasta el siglo XX que se han hecho esfuerzos considerables para capturar la energa del ocano y generar electricidad.

Las centrales mareomotrices aprovechan la energa de las mareas producidas por la atraccin de la luna y el sol sobre las aguas del mar. Producen energa elctrica a partir del desnivel creado por las mareas, utilizando la energa potencial gravitatoria del agua como una central hidrulica, es decir, convierten el salto entre la superficie del agua represada y la turbina en carga cintica y de presin, que, a su vez Se transforma en gran parte en energa de rotacin y luego en energa elctrica.En general, el coste de operacin de los sistemas de extraccin de energa del ocano es bajo, ya que el fluido (agua salada) es gratuito pero el coste de su construccin es muy elevado, y como resultado el costo del KW no es competitivo con el de una central elctrica convencional.

ENERGA MAREOMOTRIZ

I.OBJETIVOS

I.1.OBJETIVO GENERAL.

Conocer y aprender acerca de la generacin de energa elctrica mediante el uso de la energa motriz producida por las olas en los ocanos.

I.2.OBJETIVO ESPECFICOS. Identificar los elementos que intervienen en la generacin de energa elctrica mediante el aprovechamiento de la energa mareomotriz. Conocer las etapas de la generacin de energa elctrica mediante la energa mareomotriz. Comprender como se transforma la energa mareomotriz en energa elctrica.

II.JUSTIFICACIN

El presente reporte se realizara con el fin de conocer ms sobre lo que es la generacin de energa elctrica aprovechando la energa motriz del mar (energa mareomotriz) investigar y comprender como esta es generada en las diferentes centrales y cules son las formas de generar aprovechando las propiedades del mar y la energa motriz que esta genera.

De igual manera este reporte se realizara para comprender en si este tipo de energa es renovable y porque se le llama as, conocer sus ventajas y desventajas y formar una idea de si este tipo de energa seria o no rentable en el pas y podra ser utilizado como una forma ms de generacin de energa elctrica en nuestro pas El Salvador; aprovechando as la costa martima que poseemos del ocano pacifico y entender si cumple o no con los requisitos para que en nuestro pas este tipo de energa sea utilizada ya aprovechada.

III.GENERALIDADES

Una central mareomotriz produce energa elctrica a partir del desnivel creado por las mareas. este tipo de central utiliza la energa potencial gravitatoria del agua de forma anloga a una central hidrulica, es decir, convierte el salto entre la superficie del agua represada y la turbina.

La energa mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas, mediante su empalme a un alternador se puede utilizar el sistema para la generacin de electricidad, transformando as la energa mareomotriz en energa elctrica, una forma energtica ms segura y aprovechable. El sistema consiste en aprisionar el agua en el momento de la alta marea y liberarla, obligndola a pasar por las turbinas durante la bajamar y en algunas centrales tambin se aprovecha el proceso contrario para generar energa. La energa gravitatoria terrestre y lunar, la energa solar y la elica dan lugar, respectivamente, a tres manifestaciones de la energa del mar: mareas, gradientes trmicos y olas. De ella se podr extraer energa mediante los dispositivos adecuados.

IV.APROVECHAMIENTO DE LA ENERGA DE LAS MAREAS:

Las mareas son oscilaciones peridicas del nivel del mar. Es difcil darse cuenta de este fenmeno lejos de las costas, pero cerca de stas se materializan, se hacen patentes por los vastos espacios que peridicamente el mar deja al descubierto y cubre de nuevo.Este movimiento de ascenso y descenso de las aguas del mar se produce por las acciones atractivas del Sol y de la Luna. La subida de las aguas se denomina flujo, y el descenso reflujo, ste ms breve en tiempo que el primero. Los momentos de mxima elevacin del flujo se denominan pleamar y el de mximo reflujo bajamar.La amplitud de mareas no es la misma en todos los lugares; nula en algunos mares interiores, como en el Mar Negro, entre Rusia y Turqua; de escaso valor en el Mediterrneo, en el que solo alcanza entre 20 y 40 centmetros, es igual dbil en el ocano Pacfico.

Por el contrario, alcanza valor notable en determinadas zonas del ocano Atlntico, en el cual se registran las mareas mayores. As en la costa meridional Atlntica de la Repblica Argentina, en la provincia de Santa Cruz, alcanza la amplitud de 11 metros, de tal modo que en Puerto Gallegos los buques quedan en seco durante la baja marea. Pero an la supera la marea en determinados lugares, tales como en las bahas de Fundy y Frobisher, en Canad (13,6 metros), y en algunos rincones de las costas europeas de la Gran Bretaa, en el estuario del Servern (13,6 metros), y de Francia en las bahas de Mont-Saint-Michel (12,7 metros) y el estuario de Rance (13 metros).

Belidor, profesor en la escuela de Artillera de La Fre (Francia), fue el primero que estudi el problema del aprovechamiento de la energa cintica de las mareas, y previ un sistema que permita un funcionamiento continuo de dicha energa, empleando para ello dos cuencas o receptculos conjugados.

La utilizacin de las mareas como fuente de energa montaba varios siglos. Los ribereos de los ros costeros ya haban observado corrientes que hacan girar las ruedas de sus molinos, que eran construidos a lo largo de las orillas de algunos ros del oeste de Francia y otros pases en los cuales las mareas vivas son de cierta intensidad. An pueden verse algunos de estos molinos en las costas normandas y bretonas francesas. Los progresos de la tcnica provocaron el abandono de mquinas tan sencillas de rendimiento, hoy escaso.

Las ideas de Belidor fueron recogidas por otros ingenieros franceses que proyectaron una mareomotriz en el estuario de Avranches, al norte y a 25 Km. De Brest basndose en construir un fuerte dique que cerrase el estuario y utilizar la energa de cada de la marea media, calculando las turbinas para aprovechar una cada comprendida entre 0,5 y 5,6 metros. Los estudios para este proyecto estaban listos a fines de 1923, pero el proyecto fue abandonado.

Otros proyectos se estudiaron en los Estados Unidos para aprovechar la energa de las mareas en las bahas de Fundy y otras menores que se abren en ella, en las cuales las mareas ofrecen desniveles de hasta 16,6 metros. En la Cobscook se construy una mareomotriz de rendimiento medio, lo cual dur durante pocos aos, pues su rendimiento resultaba ms caro que las centrales termoelctricas continentales.

V. Los mtodos de generacin de energa elctrica mediante energa de marea pueden clasificarse en estas tres:

Generador de la corriente de marea

Los generadores de corriente de hacen uso de la energa cintica del agua en movimiento a las turbinas de la energa, de manera similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas elicas. Este mtodo est ganando popularidad debido a costos ms bajos y a un menor impacto ecolgico en comparacin con las presas de marea.

Presa de marea

Las presas de marea hacen uso de la energa potencial que existe en la diferencia de altura (o prdida de carga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales.

Energa mareomotriz dinmica:

La energa mareomotriz dinmica (Dynamic tidal power o DTP) es una tecnologa de generacin terica que explota la interaccin entre las energas cintica y potencial en las corrientes de marea. Se propone que las presas muy largas (por ejemplo: 30 a 50 km de longitud) se construyan desde las costas hacia afuera en el mar o el ocano, sin encerrar un rea. Se introducen por la presa diferencias de fase de mareas, lo que lleva a un diferencial de nivel de agua importante (por lo menos 2.3 metros) en aguas marinas ribereas poco profundas con corrientes de mareas que oscilan paralelas a la costa, como las que encontramos en el Reino Unido, China y Corea. Cada represa genera energa en una escala de 6 a 17 GW.

VI. Estimacin de la potencia disponible:La energa potencial puede ser estimada con un modelo paramtrico, conociendo las caractersticas de la marea como: altura o las principales componentes armnicas, adems de algunos coeficientes que en muchos casos contienen mucha incertidumbre (Charlier, 2003).En este trabajo se presenta una forma alternativa para realizar una evaluacin preliminar, la cual consiste en seleccionar la altura de diseo, el rea del embalse y la potencia instalada. Por medio de una grfica se puede estimar la cantidad de energa que se producir con esta combinacin.La energa potencial de la marea es directamente proporcional al rango de marea. En el caso particular de una mareomotriz, es la diferencia entre la elevacin del nivel del mar y el nivel del embalse. Con la ecuacin (1) es posible calcular la potencia de una instalacin.

Dnde:H:Es la diferencia de niveles entre el embalse y el mar, expresada en metros.Q:Gasto que pasa a travs de las turbinas en m3/s.: El peso especfico igual a la densidad por la gravedad por m3.QPuede ser calculado como:

Dnde:A: Es el rea transversal de las turbinas (m2).V: Velocidad media en el rea transversal de las turbinas (m/s).V Puede ser calculada como:

Cd:Coeficiente de prdidasCuando la energa cambia o entra a un sistema, una parte de esta energa se pierde, debido a muchos factores, como prdidas de friccin a lo largo de la trayectoria y cambios bruscos de seccin y direccin entre otros, lo cual se puede tomar en cuenta con un factor de eficiencia a travs de la relacin entre la energa transformada y la energa disponible. Entonces, la ecuacin de potencia quedara de la siguiente manera:

VII. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ

Las ventajas ms importantes de estas centrales es que tienen las caractersticas convencionales de cualquier central hidroelctrica. Responden de forma rpida y eficiente a los cambios de carga, generando energa libre de contaminacin, y de variaciones estacionales o anuales. Tienen un mantenimiento bajo y una vida prcticamente ilimitada.Este tipo de energa se auto renueva, no contamina, es silenciosa, la materia prima es la marea y es muy barata, funciona en cualquier clima y poca del ao, y ayuda para que no haya inundaciones.

Ventajas:

Auto renovable. No contaminante. Silenciosa. Bajo costo de materia prima. No concentra poblacin. Disponible en cualquier clima y poca del ao.

Desventajas:

Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero. Localizacin puntual. Dependiente de la amplitud de mareas. Traslado de energa muy costoso. Efecto negativo sobre la flora y la fauna. Limitada. La desventaja fundamental es que necesita una gran inversin inicial y se tardan varios aos en construir las instalaciones. Otros inconvenientes son los posibles cambios en el ecosistema y el impacto visual y estructural sobre el paisaje costero.

VII. FUTURO DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ

Los avances actuales de la tcnica, el acelerado crecimiento de la demanda energtica mundial, y el siempre latente incremento en el precio de los combustibles son factores primordiales que achican cada vez ms la brecha entre los costos de generacin mareomotriz y los de las fuentes convencionales de energa. As lo entienden pases como Canad e Inglaterra, donde se incorpora la misma a los planes energticos como solucin a medianos plazos en el proceso de sustitucin de plantas termales.

Respecto a la forma de funcionamiento y construccin de las plantas, actualmente se aceptan ciertas premisas bsicas como por ejemplo:

Se asume el sistema de embalse nico y simple efecto como el ms apropiado desde el punto de vista econmico.En lo que hace al diseo constructivo, se adopta en la mayor parte de la obra el uso de cajones prefabricados (caissons) incluso en reemplazo de los diques complementarios de relleno (stos se reservan solamente para las zonas intertidales).

La importancia de la organizacin constructiva se hace evidente en la necesidad de reducir el tiempo de cierre y aceleracin de este modo el instante de puesta en marcha. Para ello, se cree conveniente colocar las turbo mquinas con posterioridad al cierre de la obra.

Las turbinas Bulbo y strafflo se usan indistintamente para los estudios comparativos de costos, aunque este ltimo tipo reduce en un 20% el peso muerto (hormign y balasto) de la obra civil. Sin embargo, todava no hay en el mercado unidades Strafflo de gran dimetro suficientemente probado. En Annapolis Royal (Canad), se puso en funcionamiento una unidad experimental (d= 7.6 m.)Que servir para testear las caractersticas de funcionamiento en condiciones reales (whitaker, 1982).

La forma de regulacin ms conveniente es la incorporacin de la produccin a sistemas o redes de interconexin (cuya capacidad debe ser por lo menos 10 veces superior a la magnitud de la usina); o en su defecto una conexin optimizada con centrales de acumulacin por bombeo (Gibson y Wilson, 1979) o hidroelctrica (Bernshtein, 1965, Godin, 1974).

Una de las ventajas ms importantes de estas centrales es que tienen las caractersticas principales de cualquier central hidroelctrica convencional, permitiendo responder en forma rpida y eficiente a las fluctuaciones de carga del sistema interconectado, generando energa libre de contaminacin, externa de variaciones estacionales o anuales, a un costo de mantenimiento bajo y con una vida til prcticamente ilimitada.Dentro de las desventajas se encuentran: la necesidad de una alta inversin inicial (por otra parte caractersticas de cualquier obra de explotacin energtica) sumada al suministro intermitente, variable y desfasado de los bloques de energa.

IX. : PROYECTOS MS CONOCIDOS A NIVEL MUNDIAL SOBRE LA GENERACIN DE ENERGA ELCTRICA A TRAVS DE LA ENERGA MAREOMOTRIZ Proyecto shihwa corea del sur:Corea del Sur ha finalizado la construccin de la mayor planta del mundo de energa generada por el movimiento de las mareas, capaz de proveer electricidad a medio milln de personas. La planta de Shihwa comenzar a funcionar a plena capacidad el prximo mes de diciembre del 2011. Seis de los diez generadores de la planta elctrica, que se localiza en la costa occidental surcoreana, comenzaron a funcionar el pasado mes de agosto de manera progresiva, informa Efe. La instalacin tendr una capacidad de generacin de 254.000 kilovatios al da, lo que, de acuerdo con la agencia, que cita fuentes surcoreanas, la convierte en la mayor planta mareomotriz del mundo, por delante de la de Rance (noroeste de Francia), que genera 240.000 kilovatios diarios y comenz a operar en 1966.Se espera que la planta surcoreana de Shihwa comience a funcionar al cien por cien de su capacidad en diciembre y pueda reducir el consumo de crudo del pas en 860.000 barriles anuales, adems de evitar la emisin de 320.000 toneladas de CO2 a la atmsfera.La central se ha instalado en el borde de un lago artificial frente al mar cercano a Sel, y ocupa una superficie de 140.000 metros cuadrados. Diez turbinas de 25,4 megavatios y ocho compuertas operan en la parte inferior de esta estacin de 15 pisos de altura, cuya construccin se inici en 2004 y ha supuesto un desembolso de 335 millones de dlares.El presidente surcoreano, Lee Myung-bak, ha destacado en que esta instalacin es un smbolo de la intencin de su Gobierno de desarrollar las energas renovables. "Esta planta no es solo un smbolo de crecimiento verde, sino que representa una tendencia que el mundo deber seguir", ha indicado. Segn el Gobierno surcoreano, durante el mandato de Lee Corea del Sur ha aumentado su autosuficiencia energtica del 7 al 15 por ciento del total de sus necesidades elctricas

Proyecto Kislogubskaya, de Rusia.

Esta central experimental, ubicada en el mar de Barentz, con una capacidad de 400KW, fue la segunda de esta clase en el mundo. Se emple un mtodo empleado en Rance: cada mdulo de la casa de mquinas, incluidos los turbogeneradores, se fabricaron en tierra y se llevaron flotando hasta el lugar elegido y se hundieron en el lecho previamente elegido y preparado. Se puso en marcha en 1968 y envo electricidad a la red nacional.El nico problema es el elevado costo inicial por KW de capacidad instalada, pero se deber tener en cuenta que no requiere combustible, no contamina la atmsfera y su vida til se calcula un siglo. Por todo ello, sera interesante retomar el estudio de stas y otras energas renovables no convencionales para asegurar un futuro predecible.

Tidal Lagoon, Reino Unido:La planta Tidal Lagoon de 240 MW que se construir en la baha de Swansea en el Reino Unido, es uno de los proyectos de energa mareomotriz ms grandes del mundo que igualar en capacidad a La Rance cuando quede completado. Con un presupuesto de 850 millones de libras (1.028 millones de euros), la planificacin para su construccin fue aprobada en marzo de 2013.

La planta estar ubicada en un rea con un rango de marea media de 8,5 m, construyndose un dique de 9,5 km de longitud para crear una laguna acordonando 11,5 km de mar. La planta utilizar turbinas de bulbo reversibles para generar energa cuando el agua entre y salga de la laguna a travs de la subida y bajada de las mareas. El innovador proyecto de energa mareomotriz est programado para comenzar en 2015, mientras que su puesta en marcha completa est prevista para el 2018. La planta, con una capacidad de generacin de energa estimada en 400 GWh anuales, proveer de energa a ms de 120.000 hogares durante un perodo de 120 aos.

La Rance, en Francia.

En el estuario del ro Rance, EDF instal una central elctrica con energa mareomotriz. Funciona desde el ao 1967, produciendo electricidad para cubrir las necesidades de una ciudad como Rennes (el 9% de las necesidades de Bretaa). El coste del kwh result similar o ms barato que el de una central elctrica convencional, sin el coste de emisiones de gases de efecto invernadero a la atmsfera ni consumo de combustibles fsiles ni los riesgos de las centrales nucleares (13 metros de diferencia de marea).Los problemas medio ambientales fueron bastante graves, como aterramiento del ro, cambios de salinidad en el estuario en sus proximidades y cambio del ecosistema antes y despus de las instalaciones.

MeyGen, Escocia.- costa norte de Caithness,Escocia conuna capacidad instalada de 86 MW, fueron aprobados a finales de 2013. permita aumentar la capacidad instalada a un total de 398 MW en 2020.

Annapolis Royal, Canad.-Cuenca de Annapolis, en la Baha de Fundyconuna capacidad instalada de 20 MWLa planta, operada por Nova Scotia Power, entr en funcionamiento en 1984, despus de cuatro aos de construccin

Otros proyectos como el de Francia en la zona del Mont Saint Michel, donde se dan hasta 15 metros de diferencia de marea, o el del estuario del ro Severn, en el Reino Unido, entre Gales e Inglaterra, no han llegado a ejecutarse por el riesgo de un fuerte impacto ambiental

X. CONCLUSIN

Despus de realizar este trabajo, se lleg a concluir que hay que tener en cuenta varios puntos importantes para tener una idea clara sobre el tema.

Lo primero que hay que considerar, es que podemos fomentar el uso de la energa mareomotriz, como as tambin contar con el uso de todas las energas limpias o alternativas; lo ms importante de este punto es terminar de una vez por todas con el uso de combustibles fsiles. El aprovechamiento del agua como recurso natural, implica tener en cuenta los factores que participan; entre los que podemos citar, la influencia de los astros que producen los movimientos en el mar, o tambin la presencia de los vientos que producen el oleaje, entre otros; lo ms saliente de este uso del mar, es que no contamina. si bien la inversin de capitales que hay que realizar es grande y que, en nuestro pas, es difcil invertir, el uso de energas limpias, es una fuente de ahorro.

Los combustibles fsiles, son los principales productores de energa, tambin, como dijimos, son responsables en gran parte del calentamiento de la tierra. Si tomamos como base el uso de energas renovables, no slo evitaramos la contaminacin, sino que tambin ahorraramos mucho. Si tenemos en cuenta que el petrleo, adems, constituye un factor sumamente contaminante, solamente tenemos que ver la informacin sobre los derrames en diferentes ros y mares; y los hechos desastrosos que causa, no solo en el agua, sino tambin en la flora y en la fauna.

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