WAVE+POWER

//__﻿__//**//__WAVE POWER__//** //1) Introducción.// //2) Historia.// //3) Conceptos físicos.// //4) Tipos de generadores:// //a) Pelamis.// //b) Wave Dragon.// //c) Oyster.// //5) Generadores en desarrollo:// //a) Rectificador de Russell.// //b) Balsa de Cockerrell.// //6) Eficiencia energética, ventajas y desventajas.// //7) Opinión personal.// //8) Bibliografia.// //9) Integrantes del grupo.//

**__1.INTRODUCCIÓN:__**

Se conoce como Wave Power o energía undimotriz a la energía obtenida a partir del oleaje. Este tipo de energía presenta numerosas ventajas, aunque está mucho menos extendida que otros tipos de energía como la mareomotriz. Es un error muy común el confundir estos dos tipos de energía; la energía undimotriz usa el movimiento delas olas mientras la energía mareomotriz aprovecha las mareas para activar los generadores.

Existen diversos tipos de generadores de wave power, que mostraremos a continuación.

**__2. HISTORIA:__**

La primera patente conocida en utilizar la energía de las olas del mar se remonta a 1799 y fue presentada en París por Girard y su hijo. Esta revolucionaria idea llevo a Bochaux-Praceique a construir, hacia 1910, el primer sistema que aprovecharía la energía undimotriz para suministrar energía a su casa, cerca de Burdeos. De 1855 a 1973 había ya 340 patentes registradas en el Reino Unido. Sin embargo, el pionero en esta búsqueda científica fue Yoshio Masuda, en la década de 1940. Experimentó cientos de veces con balizas lumínicas en medio del mar, que en 1950 le hicieron ver un nuevo concepto, el de poder extraer del movimiento angular de las olas una balsa articulada. Un renovado interés por la energía de las olas fue motivada por la crisis del petróleo en 1973. Muchos investigadores universitarios reexaminaron el potencial de generación de energía a partir de las olas del mar, entre los que especialmente fueron Stephen Salter, de la Universidad de Edimburgo, Budal Kjell y Falnes Johannes de Norwegian Institute of Technology (ahora fusionada con la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología), Michael E. McCormick de la Academia Naval de EE.UU., David Evans de la Universidad de Bristol, el francés Michael de la Universidad de Lancaster, John Newman y Chiang Mei C. del MIT. En la década de 1980, el precio del petróleo bajó, por lo tanto la financiación de estudios de energía undimotriz se redujo drásticamente. Sin embargo, algunos prototipos de primera generación fueron probados en el mar. Más recientemente, a raíz de la cuestión del cambio climático, se está renovando el interés en todo el mundo acerca de esta poca conocida forma de energía. **__3. CONCEPTOS FISICOS:__**

**PARAMETROS DE UNA OLA**

Parámetros de las olas. A=amplitud. H=altura. λ=longitud de onda. La parte más alta de una ola se denomina cresta, y la parte más profunda entre dos olas **valle**. La distancia de una cresta a otra es llamada **longitud de onda** (λ) y la diferencia de altura entre una cresta y un valle es la altura de la ola. La **amplitud** es la distancia que hay desde la superficie del mar hasta la parte más alta de la cresta. La amplitud vale la mitad de la altura. El periodo es el tiempo que tardan dos crestas por pasar por el mismo punto. La **velocidad de onda** se calcula dividiendo la longitud de onda por el período: c = λ / τ En aguas profundas (>λ/2) la velocidad de onda es proporcional a la longitud de onda, en aguas muy superficiales (<λ/2) por el contrario depende sólo de la profundidad.

**¿CÓMO SE GENERA UNA OLA?**

Las olas se generan por causa del viento que pasa sobre la superficie del mar. Las ondas van con mayor lentitud que el viento que va por encima de las olas a causa de esto se produce una transferencia de energía del viento a las olas. Es decir las olas se forman por la presión del viento que empuja los valles de las olas hacia abajo lo que genera que se levanten las crestas ( teorema de bernoulli ). Tanto las diferencias de presión entre el aire y viento, como la fricción en la superficie del agua por el viento hacen que en las olas se produzca un crecimiento. La altura de las olas viene dada por la velocidad del viento, es decir, la cantidad de tiempo que el viento ha estado soplando sobre la ola y por la profundidad y la topografía del fondo marino (que puede centrarse o dispersar la energía de las olas.) En general, las olas más grandes son las que producen mas energía pero la velocidad de onda, la longitud de onda y la densidad del agua influyen en la producción de energía. El movimiento oscilatorio es más alto en la superficie y disminuye poco a poco según aumenta la profundidad. Las ondas se propagan en la superficie del océano, y la energía de las olas también es transportada en forma horizontal con la velocidad de grupo. La tasa de transporte de media de la energía de las olas a través de una vertical plano de la unidad de ancho, paralela a la cresta de la ola, se denomina energía de las olas de flujo.

media type="youtube" key="8XpqatzU_Zs" width="425" height="350"

**FÓRMULAS DEL WAVE-POWER**

Ejemplo: considerar la posibilidad de un gran oleaje marino, en aguas profundas, a pocos kilómetros de una costa, con olas de una altura de tres metros y con un periodo de 8 segundos. Utilizando la fórmula conseguimos: Lo que significa que hay 36 kilovatios de potencial de energía por metro de costa. En las grandes tormentas, las olas más grandes en alta mar alcanzan unos 15 metros de altura y tienen un periodo de unos 15 segundos. De acuerdo con la fórmula anterior, estas ondas llevan alrededor de 1,7 MW de potencia en cada metro de frente de onda. Un aparato captura la mayor cantidad flujo energético posible. En el mar, la densidad energética por unidad de superficie de las olas en la superficie del agua es proporcional a la altura de las olas al cuadrado, según la teoría lineal de ondas: Donde //E// es la densidad energética del oleaje medio por unidad de superficie horizontal (J / m 2), la suma de cinética y energía de densidad por unidad de superficie horizontal. La densidad de energía potencial es igual a la de la energía cinética y ambas contribuyen en la densidad de la energía de la ola E. Como se puede esperar del teorema equiparacion. (Enlace Wiki). Las olas se propagan y con ellas propagan la energía.La velocidad de transporte de energía es la velocidad de grupos. Como resultado, el flujo energético de las olas, a través de un plano vertical perpendicular a la dirección de propagación de ondas, es igual a:
 * Como hemos explicado antes, en las aguas profundas las olas son mas grandes y podemos obtener el flujo de energía de las olas según esta formula:
 * Densidad energética de las olas y flujo energético de las olas.

Siendo cg la velocidad de grupo (m / s). La velocidad de grupo depende de la longitud de onda λ o bien del periodo de la ola. Como resultado, la velocidad de grupo se comporta de manera diferente en los límites de las aguas profundas y poco profundas, y en profundidades intermedias.

**__4__**__. **OTROS TIPOS DE GENERADORES:**__

**//A). Pelamis://**

El pelamis es un generador undeomotriz, desarrollado por la empresa Ocean Power Delivery que desde el 2007 cambio su nombre por el de pelamis wave power, teniendo esta su sede en Edimburgo. La empresa fue fundada en 1998 por Richard Yemm, Dave Pizer y Chris Retzler con el propósito de desarrollar el pelamis a demás de otros tipos de generadores de energías renovables. Desde entonces la empresa da trabajo a unos 70 trabajadores y ha recaudado unos 52 millones de euros para inversión. Desde 2004 se encuentra instalado un prototipo que funciona correctamente y cede energía a la red eléctrica de reino unido pero fue hasta 2008 tras 6 años de desarrollo del pelamis instalado en Escocia cuando se ha instalado el primer parque de pelamis formado por 3 de estos aparatos, ubicado este frente a las costas de Povoa de Varzim (Portugal), son capaces de suministrar energía a unas 6000 personas (2,25MV) pero el proyecto es mucho más ambicioso se espera y si el primero es un éxito que en una segunda fase se instalen otros 25 pelamis que servirán para abastecer a unas 15000 viviendas llegando mar tarde, en unos 15 años, a proporcionar un 20-30% del total de energía consumida en Portugal evitándose así la emisión de unas 60000 toneladas de dióxido de carbono. Debido a la actual crisis económica y a un aumento de los costes de mantenimiento, este proyecto ha sido aplazado. media type="youtube" key="F0mzrbfzUpM?fs=1" height="385" width="480" media type="youtube" key="u-9P2VflRWU?fs=1" height="385" width="640" En 2009 la empresa e-on anuncio la compra de un pelamis que se ubicara en el EMEC (Orkney). Se trata de un P2 que se ha anclado e instalado el 8 de octubre de 2010 y se a conectado a la red el 11 de octubre de 2010 El pelamis, esta formado por secciones cilíndricas que flotan parcialmente sobre el mar, estas secciones están unidas entre si por bisagras hidráulicas, que gracias al movimiento de las olas se accionan y comprimen/descomprimen los pistones dando estos lugar grandes presiones. Este aceite a alta presión se libera en unos acumuladores que van liberando gradualmente la presión para accionar unos generadores eléctricos que producen la electricidad. Esto se produce independientemente en cada una de las secciones cilíndricas de un pelamis. La energía eléctrica producida, es trasportada por un cable submarino hasta la costa. Desde verano de 2010 pelamis wave power a puesto en marcha un nuevo pelamis fruto del desarrollo del pelamis P1 llamado P2 esta es una versión mejorada del P1 con el fin principalmente de reducir costes tanto de fabricación como de mantenimiento para lo que se a utilizado una nueva junta universal y se han simplificado las conexiones entre los tubos para un montaje mas sencillo. Aunque también destacan mejoras como un ángulo de inclinación entre cada una de sus secciones; o una mayor facilidad de despegue de las secciones. Datos tecnicos **//B). B). Wave dragon://** El Wave Dragon es un generador de electricidad a gran escala a partir de energía de las olas. Inventado por Erik Friis-Madsen, se ha desarrollado con el apoyo financiero de la Unión Europea, la Agencia de Desarrollo de Gales y la Autoridad Danesa de Energía actualmente la empresa privada wave dragon ltd es la empresa que se encarga de comercializar esta energía Los ensayos de este generador, se realizaron en Munich sobre un modelo a escala 1:50 aunque no fue hasta marzo de 2003 en las costas de Nissum Bredning cuando un prototipo de 237 toneladas se instalo produciendo 0,4 Kw/m este prototipo instalado a unos 18 Km. de la costa y ha sido probado durante unas 20000 horas de trabajo. El Wave Dragon produce la energía directamente de la fuerza del agua, las únicas partes en movimiento en toda la estructura son las turbinas todas las demás partes de la estructura, permanecerán flotando en la superficie ancladas al fondo marino por diversos lastres para que no se muevan. El Wave Dragon tiene sus brazos extendidos hacia el colector a las olas, estos tienen 300 metros de frente de ola y encaminan las olas directamente hacia el colector concentradose en estas cada vez mas la energía de estas, a 140 metros comienza en la parte frontal de la estructura una rampa, que actúa como una playa haciendo romper las olas en la parte superior y cayendo el agua en el depósito que se encuentra justo detrás de la misma. Al caer el agua en este depósito a mayor altura, aumenta la energía potencia del agua que se convierte en electricidad con sólo fluir a través de unas turbinas situadas en la parte inferior del reservorio. Las turbinas que se utilizan son las mismas que se utilizan en la industria de la energía hidroeléctrica campo que se encuentra ya bastante investigado media type="youtube" key="vWXqrLUApu8?fs=1" height="385" width="480" Wave Dragon ltd a día de hoy está lista para construir y desplegar una unidad de demostración comercial a gran escala en Pembrokeshire. Con una capacidad de 7 MW. Esta unidad se construirá en Pembroke y debe producir suficiente electricidad limpia cada año para satisfacer la demanda anual de entre 2.000 y 3.000 viviendas Esta generación limpia compensará la liberación de cerca de 10 000 toneladas de dióxido de carbono cada año **//C). C). Oyster energy converter://** Introducción: En el año 2005, el Centro Europeo de Energía Marina (EMEC), situado en Orkney (Escocia), comenzó a desarrollar un nuevo sistema para aprovechar la energía de las olas (wave power). Se trataba de una estructura formada por una bisagra flotante, unida a unos pistones hidráulicos, que a su vez están la base de la estructura (foto adjunta). Dicha estructura es conocida como Conversor de Energía Oyster (Oyster energy converter).
 * || **Pelamis 1** || **Pelamis 2** ||
 * Longitud || **150m** || **180** ||
 * Diametro || **3.5m** || **4m** ||
 * Peso || **700 toneladas** || **850 toneladas** ||
 * Numero de secciones || **4** || **5** ||
 * Energia producida || **750KW/h** || **750kw/h** ||




 * FUNCIONAMIENTO**

La base del Conversor de Energía Oyster se fija al lecho marino, a profundidades de entre 10 y 12 metros y a aproximadamente medio kilómetro de la costa. La bisagra queda suelta, a merced del oleaje y así se mantiene en posición vertical hasta que una ola impacta contra ella. La fuerza de la ola mueve la bisagra, y esta acciona los dos pistones acoplados a ella. Dichos pistones envían agua de mar a elevada presión a través de unas cañerías hasta una planta en tierra, donde se transforma en energía eléctrica. Este proceso se realiza mediante una turbina de rueda Pelton unida a un generador eléctrico de velocidad variable acoplado a un volante. El flujo de energía se regula con una combinación de acumuladores hidráulicos, una válvula de aguja ajustable, un volante de inercia en el tren de potencia mecánica y la rectificación e inversión de la producción eléctrica. Tras recorrer el circuito, el agua regresa al mar a baja presion por otra tubería, completando así el ciclo.

La producción de energía en cada ciclo varía dependiendo de varios factores, como el ángulo de impacto, la duración de la ola o la inclinación que alcanza la bisagra. Existe un modelo mejorado de Oyster que consigue un mayor rendimiento debido a modificaciones en la estructura de la boya flotante y la mayor eficacia de la base anclada al lecho marino. Se le conoce como Oyster 2 El Oyster es un sistema fiable duradero, y capaz de seguir funcionando incluso bajo las condiciones climatológicas más extremas. Sin embargo, su mantenimiento e instalación son ligeramente más caros que otros sistemas, debido a que se encentra sumergido. media type="youtube" key="TzEk74DIkuk?fs=1" height="385" width="640" **__5. GENERADORES EN DESARROLLO:__**

**//A).Rectificador de Russell://**

**ROBERT RUSSEL**

Robert Russell fué, un cientificio inglés que trabajó en la “Oxfordshire’s Hydraulics Research Station”, de la que mas tarde se convirtió en su director. Estuvo allí durante 16 años hasta que se retiró a la edad de 60 en 1981. Hizo grandes concesiones a la hidraulica. Consiguió aprovechar la energía de las olas gracias a su rectificador. Es autor de un libro titulado “Waves and Tides” y murió un 18 de Agosto a la edad de 89 años.

**RECTIFICADOR**

El rectificador de Russell consiste en un totalizador de la energía de la ola. Los totalizadores se caracterizan por estar situados perpendiculares a la dirección de la ola incidente y paralelo al frente de la ola con el fin de captar la maxima energía posible de una sola vez. El dispositivo consiste de un tanque con un nivel superior y otro inferior. El nivel superior esta conectado con el océano por una válvula de un único sentido que solo deja entrar el agua, no salir. Esto solo ocurre cuando el nivel de la ola es superior al que hay en el nivel superior. El nivel inferior funciona de la manera contraria al superior, solo deja salir el agua, no deja que entre. Esto solo ocurre si el nivel de la ola pasa por debajo del nivel inferior. Una turbina conecta los dos tanques, y funciona gracias a la diferencia en el nivel del agua de ambos tanques. La diferencia de altura entre ambos tanques es directamente proporcional a la altura media de las olas en el oceano. Si el nivel del mar está experimentando unas olas de 2 metros de altura, la turbina tendrá una presión máxima igual a 2 metros para realizar el trabajo. Existen otras maneras de extraer energía de las olas mas eficientes, pero el rectificador de Russell es la manera mas económica de extraerla, pues ya que solo está formado por un par de tanques, unas válvulas y una turbina de baja presión.

**//B). Balsa de Cockerell://**

**CHRISTOPHER COCKERRELL**

Cockerrell es el inventor de la balsa de Cockerrell entre otros inventos, de entre los cuales podemos destacar el aerodeslizador, mas conocido como hovercraft. También estuvo trabajando para los servicios de inteligencia ingleses durante la segunda guerra mundial en mejorar sus sistemas de radares. Estuvo trabajando en la NRDC(national research development corporation). En su vida posterior fue cuando desarrolló la susodicha balsa.

**BALSA DE COCKERRELL**

El invento consiste de tres flotadores entre los cuales se instalan dos bombas de pistón que son las que extraen la energía de las olas. El sistema consta de un conjunto de balsas articuladas que reciben el golpe de las crestas de olas de manera perpendicular. Éstas balsas suben y bajan impulsando un liquido a un motor, que será el que mueva el generador mediante un sistema hidráulico instalado en cada articulacion. En 1974 Cockerel creó la sociedad Wave Power Limited, e instaló un prototipo cerca de la isla de Wight, al sur de Inglaterra: una balsa de 50 por 100 metros que entregaba una potencia de 2 megavatios y atendía un frente de ola de cien metros.

**__6. EFICIENCIA ENERGÉTICA, VENTAJAS Y DESVENTAJAS:__**

Existen diferentes tipos de energías renovables como la energía solar o eólica siendo las más comunes en su utilización, pero según numerosos estudios y avances tecnológicos este tipo de energía, la “energía de las olas” (wave power) se convierte en una energía que da una opción mucho más viable. Este tipo de energía se lleva investigando desde el siglo 19 pensando en cómo aprovechar el poder o la energía procedente de una ola ya que el viento al pasar sobre el océano produce ondas, por lo que podemos deducir que existe una relación directa entre el poder del viento y la potencia de la onda. La producción de este tipo de energía esta determina en función de la altura de las olas, la velocidad de onda al igual que de su longitud de onda y de la densidad del agua. En la actualidad sólo hay unas pocas plantas experimentales de este tipo de energía renovable en el mundo. La obtención de energía mediante est**e** proceso es relativamente lento convirtiéndose automáticamente por turbinas sin crear contaminación atmosférica. El 70% de la superficie terrestre está cubierta de agua por lo que se puedo producir una gran cantidad de energía colocando turbinas en lugares precisos, en función de las fuertes corrientes. Es evidente que ¨la energía de las olas" presenta un gran futuro, de hecho se presentan muchos proyectos como los de Trey Taylor cofundador y presidente de Verdant Power (empresa fundada en 2000 la cual tiene su sede en Nueva York, que desarrolla proyectos relacionados con la energía renovable producida a través de los océanos, ríos y canales artificiales) con los cuales pretende producir más de 200 MW pero presenta un inconveniente ya que no tienen suficientes apoyos para los proyectos ya que los políticos no están bien informados de los grandes beneficios k podrían dar la energía de las olas por lo que según Trey Taylor la energía de las olas no está lista para utilizarse en gran escala e importancia para sustituir la nuestra dependencia del petróleo. Otros ejemplos donde se utiliza este tipo de energía renovable es en la empresa de energía Finavera la cual presenta algunos proyectos como en la costa de Waatch Point en Makasta de Cah Bay (Washington), donde se espera abastecer unas 150 viviendas cada año. Esta emprse utiliza unos grupos de boyas individuales para obtener la energía llamadas "aquabouys" diseñadas para aguantar grandes tormentas, su proceso es muy sencillo las ondas de agua de mar accionan una turbina que se encuentra dentro de la "boya" la cual mediant un generador la transforma en enrgía. Esta empresa también tiene futuros proyectos para la colifornia e incluso en Portugal, Sudáfrica y Canadá de hecho Finavera espera que la energía de las olas se convierta en los próximos 15 años en el 10% del consumo mundial de elctricidad. En España Iberdrola es la empresa que mas influencia presenta en este aspecto llegando a instalar en la costa de Santoña (Cantabria) una planta de energía de las olas basandose en el sistema de las "boyas". **__7. ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­OPINIÓN PERSONAL:__**
 * **VENTAJAS** || **DESVENTAJAS** ||
 * * Es renovable, limpia, no contaminante y no produce gases de efecto invernadero o de otros residuos. || * Las estructuras sumergidas pueden afectar a la fauna autóctona. ||
 * * Ayudará a reducir la dependencia que tenemos de la quema de combustibles fósiles. || * El mantenimiento y las reparaciones de las instalaciones son ligeramente más costosas debido a que la estructuras se hallan sumergidas ||
 * * Hay dos mareas cada día por lo que el suministro de electricidad es constante y eficiente. || * Actualmente tiene más costes para generar energía convencional que otras fuentes renovables. ||
 * * Una vez que has construido, la energía es gratuita, ya que proviene de la energía del océano, no necesita combustible y produce electricidad de forma fiable. ||  ||
 * * La producción de energía es constante ya que el oleaje nunca cesa. ||  ||
 * * Utiliza una fuente abundante de combustible de bajo costo (el agua) para generar energía. ||  ||

Teniendo en cuenta todo lo expresado anteriormente, consideramos que el wave-power - o energía undimotriz - es un tipo de energía renovable con mucho futuro que debemos fomentar y desarrollar. Así pues, aunque todavía no sea viable comercializar este tipo de energía debido en parte a sus elevados costes de producción, debemos promover este tipo de energía verde. Además, cabe destacar que cuanto más desarrollemos las energías renovables, menor será nuestra dependencia de los combustibles fósiles. Opinamos que la extensión y utilización de este tipo de energía supondría un gran avance, sumamente ventajoso.

**__8. BIBLIOGRAFÍA:__**

//(Trevor Whittaker, David Collier, Matt Folley, Max Osterried, Alan Henry, Michael Crowley)//  Wave Energy Research Group, School of Planning Architecture and Civil Engineering, Queen`s University Belfast, Belfast BT9 5AG, UK
 * **//The development of Oyster – A shallow water surging wave energy converter//**
 * La página web de la empresa Aquamarine power, y algunos archivos adjuntos a esa página: []


 * []


 * [|http://en.wikipedia.org]


 * [|http://www.wavedragon.net]

**__9. INTEGRANTES DEL GRUPO:__**


 * Antonio Audije de la Fuente.
 * David González Sánchez.
 * Kyan Kazerani García.
 * José Pardo Alcolea.
 * Carlos Sánchez-Casas.
 * Ignacio Rodríguez.