Presenta: Ing. Selene pondigo sosa

Universidad Politécnica de AltamiraConcurso de oposición para

ingresar como profesor de asignatura

ENERGÍA MAREMOTÉRMICA COMO FUENTE PRIMARIA PARA LA GENERACIÓN DE

ENERGÍA ELÉCTRICA

La gran inercia térmica de los océanos permite que la temperatura sea más estable en ellos y menos marcados sus cambios, en el transcurso del día y de las cuatro estaciones del año, que en los continentes.

El agua de mar tiene un mayor calor específico que la tierra.

El 97.7% del agua en la tierra, se encuentra en el mar.

El mar es el colector solar y el sistema de almacenamiento de energía más grande del mundo.

O R I G E N

Esquema conceptual de una central térmica convencional

T = 10 – 25ºC

Vapor

Vapor

Vapo

r

TurbinaGenerador eléctrico

Condensador

Evaporador

Agua caliente de la superficie del mar

Agua fría de las profundidades del mar

Red

Energía eléctrica

Vapor

Caldera

Turbina

RedGenerador eléctrico

Condensado

r

Bomba de agua

Agua de refrigeración

Vapo

r

Energía eléctrica

Esquema conceptual

Central térmica convencional

Central Maremotérmica

Zonas del mundo térmicamente favorables

P O T E N C I A LRadiación solar

Calentamiento de las superficies marinas

El agua almacena gran cantidad de energía calorífica

El calor absorbido por un cuerpo es directamente proporcional a su masa y al incremento de temperatura al que se le somete.

En un año la energía solar absorbida por mares y océanos es de unas 4 mil veces la energía que actualmente consume la humanidad.

1% de energía renovable

Rendimiento del 3%

Sistema m

aremotérmico 100%

necesidades energéticas actuales

Rendimiento termodinámico

μ = (T2 - T1) / (T2 + 273)

Rendimiento teórico máximo obtenible T2 = 30ºC y T1=4ºC μ = 8.6%

T E C N O L O G Í A

El aprovechamiento de los gradientes térmicos de las aguas oceánicas se lleva a cabo en las denominadas PLANTAS MAREMOTÉRMICAS.

Energía térmica Energía eléctrica

Ciclo termodinámico

CICLO RANKINELíquido evaporado Turbina Generador

eléctricoEnergía eléctrica

Sistemas para el aprovechamiento de la energía maremotérmica.

Ciclo abierto

Ciclo cerrado

Ciclo híbrido

Esquema conceptual de una central maremotérmica de ciclo abierto

Sistema de ciclo abierto (Claude)

Entrada del agua de mar caliente Gases no

condensablesDesairead

or Cámara de vacío con evaporador rápido

Gases no condensables

Salida del agua de mar caliente

Salida del agua de mar fría

Entrada del agua de mar fría

Vapor de agua desalada

Turbogenerador

Generador eléctrico

Energía eléctrica

Red

Vapor de agua

Condensador

Sistema de ciclo cerrado (Anderson)

Esquema conceptual de una central maremotérmica de ciclo cerrado

Entrada del agua de mar caliente

Vapor del fluido de trabajo

Turbogenerador

Generador eléctrico

Energía eléctrica

Red

Condensador Salida de agua al mar

Entrada de agua fría

Fluido de trabajo condensado

Bomba de alimentación de la caldera

Salida de agua al mar

Evaporador

Sistema híbridoEsquema conceptual de una central maremotérmica de ciclo

cerradoProducción de electricidad y desalinización de agua de mar

Vapor

Agua de mar caliente

Agua de mar fría

Bomba de amoníaco líquido

Amoníaco

Agua de mar fría

Energía eléctrica

Red

Bomba de vacío

Gases no condensables

Generador eléctrico

Turbina de amoníaco

Condensador de amoníaco

Agua desalada

Condensado de vaporVaporizador de amoníaco

Ubicación de las centrales maremotérmicas

Tierra firme, o zona cercana a la costa

Plantas montadas en plataformas

Instalaciones flotantes o amarradas en profundas aguas oceánicas

Instalaciones situadas en Tierra firme y las cercanas a la costa.

Se instalan en áreas protegidas, de tal manera que están relativamente resguardadas de las tormentas

No requieren de largos cables para transportar la energía eléctrica generada.

No requieren de costosos mantenimientos.

Plantas montadas en plataformas.

Los accesos a los recursos de agua fría son cercanos.

Se construyen en astilleros, montada en el lugar y fijada al fondo del mar

Instalaciones flotantes o amarradas en profundas aguas oceánicas.

Necesitan una base estable para su funcionamiento

Son diseñadas para funcionar mar adentro

Alto costo de mantenimiento

El suministro de potencia es costoso.

A finales de los años sesenta la empresa Lockheed, proyectó la instalación de una central de 160 MW y la empresa T.R.W. una central de 100MW . (Los proyectos se abandonaron)

En 1979 se montó en una barcaza una pequeña planta de ciclo abierto, en la costa occidental de Hawaii, que produjo 50kW de potencia bruta, con una producción neta de 18kW.

En 1982, unas plantas instaladas en tierra firme por un consorcio de compañías japonesas, con una potencia bruta de 100kW, funcionó en la isla de Nauru.

Operaron pocos meses

Proyectos y plantas maremotérmicas

Ciclo

cerra

do y

flotantes

El siguiente paso, llevado a cabo con el propósito de obtener experiencia en cuestiones relacionadas con la operación de las plantas maremotérmicas, fue la instalación, en Hawaii, de una pequeña planta experimental en tierra. Esta planta fue diseñada y puesta en funcionamiento en 1993.La turbina-generador fue diseñada para generar 210kW, con una temperatura de agua superficial de 26ºC y de agua fría de 6ºC. Una pequeña fracción (10%) del vapor producido se desviaba a la superficie de un condensador para la producción de agua desalinizada .La planta experimental operó con éxito durante seis años.

En 1999 se iniciaron los estudios, por parte de la Universidad de Saga (Japón) y NIOT (India) para la instalación de una planta maremotérmica experimental de 1MW de potencia bruta en la India. La planta fue instalada en el año 2000 en un barco, de nombre Sagar Shakthi, fondeado a 35Km de Tiruchendur, en el sureste de la India. (Gradiente termico de 22 °C)

I M P A C T O A M B I E N T A L

El agua fría del mar procedente de los procesos maremotérmicos puede tener diversos usos adicionales, incluyendo acondicionamiento de aire de edificios, alimentación de peces, crustáceos, algas marinas y otras plantas marinas que encuentran en estas aguas profundas muchos nutrientes

Usan fuentes naturales de energía, que son abundantes, limpias y renovables. El agua caliente de las superficies y el agua fría de las profundidades de los océanos reemplazan a los combustibles fósiles para generar electricidad.

Plantas maremotérmicas diseñadas adecuadamente producen poco o nada de CO2.

Pueden producir agua potable y electricidad

Hay suficiente energía solar almacenada en las capas calientes superficiales del agua de los mares tropicales para cubrir la mayor parte delas necesidades energéticas actuales de la humanidad.

El empleo de plantas maremotérmicas como fuente de electricidadayudará a reducir la dependencia de los combustibles fósiles importados.

V E N T A J A S

I M P A C T O A M B I E N T A LD E S V E N T A

J A SLas plantas maremotérmicas deben instalarse donde existan diferencias de temperatura a lo largo del año de 20ºC. Las profundidades del océano deben estar disponibles muy cerca de la costa para economizar las operaciones

La construcción de plantas maremotérmicas y la colocación de tuberías en las aguas costeras pueden causar un daño localizado a los arrecifes y ecosistemas marinos cercanos

Son necesarios algunos desarrollos adicionales de componentesclaves para que las futuras plantas maremotérmicas tengan éxito

SITUACIÓN ACTUAL Y CONCLUSIONES

Probablemente, cuando los precios y la escasez de combustibles fósiles hagan viable económicamente a las centrales maremotérmicas, entonces las instalaciones se multiplicarán en aquellas partes del mundo que cumplan con los requisitos básicos para su funcionamiento.

Actualmente es factible aprovechar, a pequeña escala, el gradiente térmico de los océanos Las posibilidades de esta técnica se han ido potenciando a lo largo de los años debido a la transferencia de tecnología asociada a las explotaciones petrolíferas fuera de costa.

El desarrollo tecnológico alcanzado en la instalación de plataformas profundas, la utilización de materiales compuestos y las nuevas técnicas de unión harán posible la implantación de plantas maremotérmicas más fiables

Será necesaria una mayor investigación en la construcción de las turbinas utilizadas en el proceso para que las centrales de mayor tamaño (mayores de 20MW) puedan desarrollarse

GRACIAS

¡¡¡¡¡¡¡¡La energía maremotérmica no fue diseñada para ahorrar dinero, sino para salvar al mundo!!!!!!!!!!

La NASA, en colaboración con la Armada de EEUU, el Instituto de Oceanografía Scripps y la Universidad de California en San Diego ha desarrollado un vehículo submarino autónomo que funciona a partir de la energía que obtiene de los cambios de temperatura del agua y que puede estar largos periodos de tiempo explorando las profundidades oceánicas.

Conocido con el nombre de SOLO-TREC (acrónimo de Sounding Oceanographic Lagrangrian Observer Thermal RECharging), este pequeño sumergible de 84 Kg de peso aprovecha la diferencia de temperatura existente entre las templadas aguas superficiales y las frías de las zonas más profundas para expandir o contraer una sustancia que lleva en 10 tubos externos. Este fluido alimenta a un motor hidráulico, que al entrar en funcionamiento genera aproximadamente 1,7 vatios-hora y recarga las baterías del robot.