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Primer Foro Iberoamericano de Ciencias para las Energías

11-13 de junio de 2012, Quito, Ecuador Energía marina: situación y perspectivas Dr. David Pérez Martín davidp@cubaenergía.cu


Energía marina (olas, mareas, corrientes, gradiente térmico y salino) •  Más del 70% de la superficie del planeta está cubierta por agua. •  El mar es el mayor colector solar del planeta y por ello una fuente muy importante de energía. Absorbe 4000 veces la energía que utilizamos hoy.

Al  menos  50  promotores    están  trabajando  en     I+D+I  de    este  recurso     Instalados  0.3  GW     Potencial    con  tecnologías  actuales  >  30  GW     Varios  proyectos  en  ejecución  que   duplican  esta  capacidad     En  LAC  muy  poco  desarrollo  


Aprovechamiento de la energía de las mareas (corrientes de marea)   •  1915:  Se  consideran  pioneros  a  los  habitantes  de  Husum,   isla  alemana  (molida  de  granos).     •  1966,  se  construye  la  primera  central  mareomotriz,  en   Rance,  Francia.  Potencia  máxima  240  MW.   •  Centrales  experimentales  en:   -­‐  1968,  Murmansk,  mar  de  Barents,          400  kW      -­‐  1983  en  Jiangxi,  China,    -­‐  1984  en  Anápolis,     •  Rep.  Corea  construye  central  de                                                                                         260  MW.    


Corrientes de marea

Estrecho de Kvalsund, Noruega Tiene 400 m de ancho, velocidad promedia 1.8 m/s (4.07 nudos) y llega hasta 2.5 m/s (5.66 nudos), profundidad máxima de 50 m, tiene un tráfico marítimo considerable y es cruce habitual de muchas especies de peces y mamíferos como las orcas y las ballenas


Kvalsund tiene:

4 MW (20 generadores de 200 kW) ubicados a 17 m de profundidad, a 80 m de la costa al oeste del puente y suministran la energĂ­a que consume el municipio Kvalsund con 1091 habitantes


MAQUINA GENERADORA MARINA TURBINA

MULTIPLICADOR

GENERADOR


OTRAS TECNOLOGĂ?AS SEAFLOW

Las turbinas salen del agua cuando es necesario por mantenimiento o emergencia


COMPARACIÓN ENERGIA EÓLICA vs OLAS Y CORRIENTES DE MAREAS


Canal de entrada de la BahĂ­a de Banes, Cuba


Canal de entrada de la BahĂ­a de Nuevitas, Cuba


Puentes de los pedraplenes de la CayerĂ­a Norte de Cuba Velocidades superiores a 3.7 Km/h.


Aprovechamiento de las mareas Aunque las mareas no dependen del clima y son regulares, sin embargo, su aprovechamiento puede tener graves problemas ambientales, como el aterramiento del río, cambios de salinidad en el estuario y sus proximidades y cambio del ecosistema antes y después de las instalaciones. Otros proyectos similares al de Rance, como el de una central mucho mayor prevista en Francia en la zona del Mont Saint Michel, o el de la Bahía de Fundy en Canadá (12 m, podrían generarse 12000 GWh), o el del estuario del río Severn, en el Reino Unido, entre Gales e Inglaterra no han llegado a ejecutarse por el riesgo de fuerte impacto ambiental.


APROVECHAMIENTO DEL GRADIENTE TERMICO

•  1880, Jacques de Arsonval argumenta el empleo la energía

térmica de los océanos. •  Para aprovechar el recurso se necesita ΔT ≥ 20ºC a 1000 m de profundidad

ΔT


DONDE SE PUEDE APROVECHAR EL GRADIENTE TERMICO?

Amarillo 18 - 20째C Naranja 20 - 22째C Rojo 22 - 24째C


APROVECHAMIENTO DEL GRADIENTE TERMICO OTEC (Ocean Thermal Energy Convertion)


APROVECHAMIENTO DEL GRADIENTE TERMICO •  1930 1ra OTEC Bahía de Matanzas, Cuba (Georges Claude). Ciclo abierto.

3er intento


APROVECHAMIENTO DEL GRADIENTE TERMICO • 1934 una instalación de 2.2 MW a bordo de la Le Tunisie, se prueba en la costa de Brasil, Rio de Janeiro (ciclo abierto), para producir 2000 toneladas de hielo.


APROVECHAMIENTO DEL GRADIENTE TERMICO • 1974, se crea el Laboratorio de Energía Natural NHELA, Hawai, centro de prueba de OTEC. •  1981 OTEC en Nauru, 120 kW. •  OTEC en Tokunoshima, 50 kW. •  1993-1998 OTEC experimental en Hawai,120 kW.


APROVECHAMIENTO DEL GRADIENTE TERMICO

Hay dos tecnologĂ­as: planta de vapor de agua de ciclo abierto


APROVECHAMIENTO DEL GRADIENTE TERMICO

Planta de vapor de ciclo cerrado que utiliza un fluido refrigerante como fluido para ser vaporizado


APROVECHAMIENTO DEL GRADIENTE TERMICO FLUIDO DE TRABAJO

Diferencias principales con una Termoeléctrica

CALDERA DONDE SE QUEMA UN COMBUSTIBLE


DISTRIBUCIÓN DEL GRADIENTE TERMICO EN CUBA

6  zonas  de  interés  en   estudio   Potencial:  

2100  MW  


PROPUESTAS DE OTEC EN CUBA •  Aprovechamiento de calores del condensador y la chimenea de la Central Termoeléctrica Antonio Guiteras de 330 MW en OTED de 4.4 MW. •  Aprovechamiento de calores de la planta niquelífera de Moa Ernesto Che Guevara en OTEC de 6 MW. •  Aprovechamiento de calores de la refinería de 150 000 bb/d en OTEC de 35 MW. Similar a: - OTEC Power generation in Japan - Oil Refinery -

Process Gas 116degC

Heavy Residue Cracking Unit (Capacity : 24,000 bbls/d)

OTEC system

G Evaporator

Air Air Cooler Cooler Replaced to OTEC

73degC

Condenser P P Generación eléctrica 4,000 kW bruta 3,300 kW neta

Puesta en Marcha en Agosto, 2005 Next Stage


Energía de la olas 1974,  Sociedad  Wave  Power   Limited     •  instalaron  protobpos  en  la   isla  Wight,  al  sur  de   Inglaterra,     •  Balsa  de  50  m  de  ancho  y   100  m  de  longitud  en  las   costas  de  Escocia,  potencia   de  2  MW.   “Balsa" Cockerell


Energía de la olas   Masuda  crea  disposibvo   "Kamiei"   •  Denominado  por  los     ingleses  "columna                               de  agua  oscilante”     •  1977,  un  primer  navío   japonés  de  400  m  de   longitud  ublizó                                             el  sistema  para                         producir  electricidad.    


Energía de la olas   En  Oxford,  se  crea  "recbficador”  Russel  


Energía de la olas          1977,  construcción  de  una   boya    en  la  Real   Universidad  de            Irlanda  del  Norte,  Ublizan   converbdores  neumábcos          de  45  kW  de  potencia   Boya de Wells


Energía de la olas

Proyectos  demostrabvos  recientes     Limpet  500  kW   Firmas:   Wavegen  y  Queen´s   Universidad  de   Belfast  

Isla escocesa


Energía de la olas   Proyectos demostrativos recientes        Pelamis     •  Estructura  modular   arbculada     •  Potencia  750  kw       •  Longitud  máxima  120  m     •  3.5  m  de  diámetro    

Se prevé 2.25 MW fuera de la costa de Portugal Existen + de 80 prototipos diferentes


Energía de la olas Potencial mundial del recurso ~ 2000 GW

         Reino  Unido  bene  un  potencial    de  90  TWh                 (20-­‐25%  de  su  demanda  actual)  


Energía de la olas            Mutriku    (País  Vasco)  cuenta  con  la  primera  planta  OWC  (Oscilabng   Water  Column-­‐Columna  de  Agua  Oscilante)  de  carácter  comercial   en  Euskadi  para  el  aprovechamiento  energébco  de  las  olas,  que   podrá  producir  anualmente  600  MWh.  


Análisis  de  la  información  

Cubaenergía y la OCPI 850 patentes Líderes: Japón, Inglaterra, EE.UU, Francia, China, India. La UE confirmó que pueden explotar el Atlántico y el mar del Norte. Nuevos proyectos en Reino Unido, Escocia, España e Italia


Contactos  en  Cuba:  

  Dr.  Félix  Santos,  Potenciales  de  las  corrientes  de  mareas,  Universidad   Central  “Marta  Abreu”  de  la  Villas,  santos@uclv.edu.cu     MSc.  Fermín  Vega  Desdín,    Potenciales  de  los  recursos  marinos,   GEOCUBA  Estudios  Marinos,  fermin@emarinos.geocuba.cu     MSc.  Rafael  Leyva,  Corrientes  de  mareas,  Universidad  de  Camagüey,   rafael.leyva@reduc.edu.cu     MSc.  Roberto  Rodríguez,  Universidad  de  Ciego  de  Ávila,   roberto.rodriguez@emgefca.co.cu       Dr.    Julio  Díaz  Díaz,    OTEC,  Universidad  de  Matanzas   Camilo   Cienfuegos ,  julioe.diaz@umcc.cu  

   


David Perez - Cuba_Energía marina