Generación de Energía Mareomotriz: Diques, Turbinas y Sistemas de Aprovechamiento

Tecnología de Diques y Estuarios para la Generación de Energía Mareomotriz

Los diques, construidos en estuarios adecuados, se diseñan para extraer energía de la subida y bajada de las mareas. Para ello, utilizan turbinas localizadas en conductos que atraviesan los diques. La energía potencial, originada por la diferencia del nivel del agua en los diques, se convierte en energía cinética debido al rápido movimiento del agua al pasar a través de las turbinas. Las palas o álabes de las turbinas, al girar, convierten la energía cinética del agua en energía mecánica de rotación, la cual permite accionar un generador para producir electricidad.

Una central mareomotriz puede diseñarse para operar de distintas formas, las cuales dependen del número de ciclos y del sentido de aprovechamiento de las mareas.

Clasificación de Centrales Mareomotrices por Ciclo de Operación

Ciclo Elemental de Simple Efecto

Cuando la instalación se diseña para aprovechar la energía únicamente en la etapa de vaciado de un estuario, es decir, durante la bajamar, se dice que esta opera en un ciclo elemental de simple efecto. Esta forma de operar limita la energía eléctrica generada, ya que solamente se aprovecha el flujo de agua: del estuario al mar. Solamente se aprovechan los dos periodos diarios en que se vacía el estuario.

Ciclo Elemental de Doble Efecto

Este ciclo aprovecha mejor la energía de las mareas. Aprovecha la energía del agua en dos sentidos: al entrar en el estuario y al salir del mismo. Para ello, se recurre al empleo de canalizaciones de entrada y salida, o a la utilización de un único tipo de canalizaciones equipadas con turbinas que pueden trabajar en ambos sentidos.

Ciclo Múltiple

Las instalaciones de ciclo múltiple utilizan varios embalses y tienen como objetivo paliar los valles de producción energética que se producen en las instalaciones de ciclo elemental. En el dique que separa el embalse superior del mar existen unas compuertas que facilitan la entrada de agua para su llenado, entre la marea media y la marea alta, y que se cierran entre la marea media y la marea baja. Asimismo, la salida del agua hacia el mar se lleva a cabo por las compuertas ubicadas entre el embalse inferior y el mar. Estas compuertas permanecen cerradas entre la marea media y la marea alta, abriéndose en el periodo comprendido entre la marea media y la marea baja. Las turbinas y generadores son los encargados de producir la energía.

Tecnología de Turbinas en Instalaciones Mareomotrices

Al igual que en las instalaciones hidroeléctricas, también en las instalaciones mareomotrices pueden utilizarse turbinas reversibles, las cuales pueden funcionar como bombas en un sentido y como turbinas en el otro. De esta forma, cuando exista un exceso de energía, puede emplearse para bombear agua desde el mar hacia los embalses, aumentando así el nivel para disponer de agua extra para la fase de generación subsiguiente.

Componentes Clave de una Central Mareomotriz

• Turbinas
• Diques
• Compuertas
• Generadores eléctricos
• Subsistema de control
• Infraestructura de transporte de la energía eléctrica generada

Tipos de Turbinas Mareomotrices

Turbina de Bulbo Axial

Se instala junto con el generador eléctrico en un habitáculo en forma de bulbo situado en el conducto de paso del agua.

Turbina Kaplan Tubular

Se conecta al generador que se encuentra en el exterior del conducto de flujo del agua.

Turbina de Rotor Anular

Lleva integrado el generador eléctrico alrededor del rodete de sus álabes, constituyendo ambos una unidad compacta.

Prototipos y Tecnologías Innovadoras

Turbinas Hidrocinéticas con Diseño Optimizado

Empleando componentes patentados para aprovechar la energía hidrocinética: un rotor con palas lanzadoras que produce mayor par motor y un par de arranque superior, y una cubierta en forma de venturi que aumenta y acelera el flujo de agua a través de la turbina. Estas turbinas obtienen una mayor producción.

Tecnología SeaGen

Incluye rotores axiales que impulsan un generador a través de una caja de cambios, similar a una turbina eólica, sin necesidad de acondicionamiento de potencia externa. La estructura de soporte permite que las turbinas salgan fuera del agua para facilitar el mantenimiento.

• Ventajas:
• Ampliamente probada
• Energía maximizada
• Bajo costo de operación y mantenimiento y alta disponibilidad
• Totalmente compatible con la red
• Evaluada ambientalmente

Turbina OpenHydro

Esta turbina permite ahorrar mucho tiempo y dificultad en la instalación. La gran innovación ha sido la barcaza con la que se ha instalado esta primera turbina.