Introducció

L'energia mareomotriu és la que resulta d'aprofitar les marees, és a dir, la diferència d'altura mitjana dels mars segons la posició relativa de la Terra i la Lluna, i que resulta de l'atracció gravitatòria d'aquesta última i del Sol sobre les masses d'aigua dels mars. En definitiva, es basa en la diferència d'altura mitjana segons la posició relativa de la Terra i la Lluna, que és resultat de l'atracció gravitatòria de la Terra i del Sol sobre les masses d'aigua dels mars. El rang mitjà està típicament entre 0,5 i 1 m, sent una mica major a les plataformes continentals.

Energia mareomotriu

Les marees dels oceans constitueixen una font gratuïta, neta i inesgotable d'energia, que al contrari que altres energies renovables, com l'eòlica o la solar, no depèn d'altres factors. Aquesta energia malgrat els seus potencials avantatges no ha estat de les més estudiades i només França i l'antiga Unió Soviètica tenen experiència pràctica en centrals elèctriques accionades per marees. És, però, un recurs hidràulic que té analogia amb la hidroelectricitat, l'energia mareomotriu podria aportar uns 635.000 gigawatts / hora (GW / h) anuals equivalents a 1.045.000.000 barrils de petroli o 392.000.000 tones de carbó / any.

A partir de l'any 1973, quan el món va prendre consciència de la finitud dels combustibles convencionals no renovables, es van intensificar els estudis de tots els tipus de documentació d'energies renovables no convencionals: solar, eòliques, geotèrmica, mareomotriu, etc.

L'energia mareomotriu és una de les catorze fonts noves i renovables que estudien els organismes especialitzats de les Nacions Unides. Aquesta energia no es veu limitada ni pel clima ni per l'època de l'any i la tècnica consisteix a canalitzar l'aigua de la marea en una conca, i en el seu camí accionar les turbines d'una central elèctrica. Quan les aigües es retiren, també generen electricitat.

En l'actualitat sembla que el món està prenent consciència de la situació que pot s'acosta i ha tingut en compte els avantatges que ofereix, així ha augmentat l'interès per està nova forma d'energia. Les àrees més prometedores són les següents:

-La part de la Badia de Funday, Canadà.

-Les Badies de Cobscook i Passamakoddy, EEUU.

-Chansy, França.

-El Golf de Mezen, a l'ex Unió Soviètica.

-L'estuari del riu Servern, Anglaterra.

-La cala de Walcott, Àustria.

-Onchón, a Corea del Sud.


Característiques de l'energia mareomotriu

L'explotació de l'energia potencial corresponent a la sobreelevació del nivell del mar apareix en teoria com molt simple: es construeix un dic tancant una badia, estuari o golf aïllant-lo del mar exterior, es col.loquen-hi els equips adequats (turbines, generadors, rescloses ) i després, aprofitant el desnivell que es produirà com a conseqüència de la marea, es genera energia entre l'embassament així format i el mar exterior. Aquesta energia és, però, limitada, la potència dissipada per les marees del globus terrestre és l'ordre de 3 TW, dels quals només un terç es perd en marees litorals. A més, per efectivitat l'explotació, l'amplitud de marea ha de ser superior als 4 metres, i el lloc geogràfic adequat, el que elimina pràcticament el 80% de l'energia teòricament disponible, deixant aprofitables uns 350 TW-h per any (Bonefille, 1976).

Funcionament de una central mareomotriu:

Un dels majors inconvenients en la utilització apareix precisament a causa de les característiques inherents al fenomen de les marees.

En efecte, com el nivell del mar varia (amb un període de l'ordre de 12 hores 30 minuts a les zones apuntades), a menys que es prenguin les precaucions necessàries, la caiguda disponible (i la potència associada) varien de la mateixa manera, i per tant es len dues vegades per dia. A més, la marea segueix el ritme de la lluna i no del sol, de manera que hi ha un retard diari de 30 min., En les hores en que aquestes energia està disponible.

Una anàlisi de la mitjana de amplituds demostra que, als fins pràctics que es persegueixen, el mateix es pot considerar constant al llarg de l'any i fins i tot amb el transcurs dels mateixos (investigadors francesos i russos assenyalen diferències de 4 al 5% en 18 anys ), desapareixent el risc dels períodes de sequera, característics de les centrals hidroelèctriques.

Funcionament de una central mareomotiu

El sistema consisteix en empresonar l'aigua en el moment de l'alta marea i alliberar-la, obligant-la a passar per les turbines durant la baixamar. Quan la marea puja, el nivell del mar és superior al de l'aigua i de l'interior del riu. Obrint les comportes, l'aigua passa d'un costat a un altre del dic, i els seus moviments fan que també es moguin les turbines d'uns generadors de corrents situats al costat dels conductes per on circula l'aigua. Quan per contra, la marea baixa, el nivell dela mar és inferior al de la ria, perquè el moviment de l'aigua és en sentit contrari que l'anterior, però tambe s'aprofita per produir electricitat.

La innovació està constituïda per la instal.lació de grups del tipus "bulb", que permeten aprofitar el corrent en ambdós sentits, de flux i de reflux, d'aquesta forma s'utilitza al màxim les possibilitats que ofereixen les marees.


Futur de l'energia mareomotriu

Els avenços actuals de la tècnica, l'accelerat creixement de la demanda energètica mundial i el sempre latent increment en el preu dels combustibles són factors primordials que disminueixen cada vegada més la bretxa entre els costos de generació mareomotriu i els de les fonts convencionals d'energia. Així ho entenen països com Canadà i Anglaterra, on s'incorpora la mateixa als plans energètics com a solució a termini mitjà en el procés de substitució de plantes termals.

Respecte a la forma de funcionament i construcció de les plantes, actualment s'accepten certes premisses bàsiques com ara:

S'assumeix el sistema d'embassament únic i efecte simple com el més apropiat des del punt de vista econòmic.

Pel que fa al disseny constructiu, s'adopta, en la major part de l'obra, l'ús de calaixos prefabricats (caissons), fins i tot en substitució dels dics complementaris de farciment (aquests es reserven només per a les zones intertidal).

La importància de l'organització constructiva es fa evident en la necessitat de reduir el temps de tancament i acceleració, d'aquesta manera, l'instant de posada en marxa.

Per a això, es creu convenient colocar les turbomàquines amb posterioritat al tancament de l'obra.

Les turbines Bulb i strafflo s'usen indistintament per als estudis comparatius de costos, encara que aquest últim tipus redueix en un 20% el pes mort (formigó i balast) de l'obra civil.
No obstant això, encara no hi ha al mercat unitats Strafflo de gran diàmetre prou provades. A Annapolis Royal (Canadà), es va posar en funcionament una unitat experimental (d = 7/6 m) que servirà per provar les característiques de funcionament en condicions reals (Whitaker, 1982).

Turbines Bulb

external image turbina-tipo-bulbo.gif

La forma de regulació més convenient és la incorporació de la producció a sistemes o xarxes d'interconnexió (la capacitat ha de ser com a mínim 10 vegades superior a la magnitud de la instal lació), o si no n'hi ha una connexió optimitzada amb centrals d'acumulació per bombament (Gibson i Wilson, 1979) o hidroelèctrica (Bernshtein, 1965, Godin, 1974).

Eficiencia energètica

Es considera que la energia de les ones proporciona una potencia de 2700000000000 W, tenint en compte que es desenvolupa al llarg dels 336000 km de costa, ambla qual cosa representa una mitjana de 8 kW permetre de costa: una densitat d'energia molt gran comparada amb la mitjana anual de la radiació solar ( 1000 W/m²), o amb la del vent ( inferior als 300 W/m²).

Tot i la seva alta densitat energètica, l'aprofitament eficaç i rendible de l'energia de les ones es preveu a llarg termini,ja que els sistemes proposats requereixen elevades inversions i topen amb la dificultat de trobar materials suficientement lleugers i alhora resistents als esforços mecànics i a la corrosió.

Projecte a Espanya: Olas-2000 s'esta concretant en la construcció d'una central experimental formada per 10 boies de 150 kW cadascuna, situades a 4 m de la costa de Santoña (Cantabria), per a l'aprofitament de l'energia de les ones.

Avantatges i inconvenients de la energia mareomotriu

Avantatges:

  • Autorenovable
  • No contaminant
  • Silenciosa
  • Baix cost de matèries primes.
  • No concentra població
  • Disponible en qualsevol epoca i clima de l'any

Un dels avantatges més importants d'aquestes centrals és que tenen les característiques principals de qualsevol central hidroelèctrica convencional, permetent respondre en forma rapida i eficient a les fluctuacions de carrega del sistema interconnectat, generant energia lliure de contaminació, externa de variacions estacionals o anuals, a un cost de manteniment baix i amb una vida útil pràcticament i limitada. Es una energia que no contramina, es silenciosa, no gasta molts diners per el seus us i es disponible durant tot l'any, no importa ni el clima ni l'epoca de l'any.

Inconvenients

  • Necessitat de construir preses que son molt costoses.
  • Possible impacte ambiental en alguns ecosistemes
  • Nomes es pot aprofitar en llocs molt concrets
  • Corrosió dels sistemes

Dins dels desavantatges es troben: la necessitat d'una alta inversió inicial, un impacte visual i estructural sobre el paisatgue on s'instala, es necesaria instalar-la en un lloc en concret, te una depencia total de les marees, transportar la energia obtinguda es molt costos y te una impacte negatiu sobre la flora i la fauna.

Impacte ambiental


Les centrals mareomotrius podrien tenir un impacte ambiental en les següents àrees:

  1. Entorn hidrodinàmic: les plantes podrien actuar com a protecció de la costa i canviar els patrons dels sediments, el que requeriria seleccionar el lloc acuradament
  2. Les plantes com hàbitats artificials: les plantes podrien atraure i promoure poblacions de diferents criatures marines
  3. Soroll: aquest vindria principalment de les turbines encara que aquests podrien ser insonoritzats
  4. Riscos per a la navegació: en la majoria dels dispositius poden anar senyals visuals i de radar.
  5. Efectes visuals: això només es dóna a les plantes de litoral i les d'aigües poc profundes
  6. Espai d'oci; aquestes plantes formarien espais aigües tranquil així es podrien realitzar esports d'aigua (canoa, etc.).
  7. Conversió i transmissió de l'energia: pot ser que hagin impactes visuals i mediambientals associats amb les línies requerides per a la transmissió de l'electricitat des de la costa fins a la xarxa.