La energía mareomotriz dinámica o DTP es una tecnología no probada pero prometedora para la generación de energía mareomotriz . Implicaría crear una estructura larga similar a una presa perpendicular a la costa, con la opción de una barrera paralela a la costa en el otro extremo, formando una gran forma de "T". Esta larga presa en T interferiría con la hidrodinámica de los maremotos paralelos a la costa, creando diferencias en el nivel del agua en lados opuestos de la barrera que impulsan una serie de turbinas bidireccionales instaladas en la presa. Los maremotos oscilantes que corren a lo largo de las costas de las plataformas continentales y contienen poderosas corrientes hidráulicas son comunes, por ejemplo, en China , Corea y el Reino Unido . [1] [2] [3] [4]
El concepto fue inventado y patentado en 1997 por los ingenieros costeros holandeses Kees Hulsbergen y Rob Steijn. [5]
En octubre de 2013 se completó un breve vídeo que explica el concepto y estuvo disponible en inglés en YouTube [6] y en chino en Youku. [7]
Una presa DTP es una barrera larga de 30 km o más que se construye perpendicular a la costa y se adentra directamente en el mar, sin encerrar un área. En muchas costas del mundo, el principal movimiento de las mareas discurre paralelo a la costa: toda la masa de agua del océano se acelera en una dirección y más tarde durante el día retrocede en la otra. Una presa DTP es lo suficientemente larga como para ejercer una influencia sobre el movimiento horizontal de las mareas, lo que genera un diferencial de nivel de agua (cabeza) a ambos lados de la presa. La altura se puede convertir en energía utilizando una larga serie de turbinas convencionales de baja altura instaladas en la presa. [8]
Las estimaciones de la diferencia máxima de carga que se puede obtener de una variedad de configuraciones de presas se basan en modelos numéricos y analíticos. [1] [9] La información de campo de las diferencias medidas del nivel del agua a través de barreras naturales confirma la creación de una altura significativa. La diferencia de carga (máxima) es mayor de lo que se esperaría en situaciones de flujo estacionario (como los ríos). La diferencia de altura máxima alcanza valores de hasta unos pocos metros, lo que puede atribuirse al carácter no permanente del flujo de marea (aceleración). [10]
Se estima que algunas de las represas más grandes podrían albergar más de 15 GW (15.000 MW) de capacidad instalada. [9] Una presa DTP con 8 GW de capacidad instalada y un factor de capacidad de alrededor del 30%, podría generar alrededor de 21 TWh al año. Para poner esta cifra en perspectiva, un europeo medio consume unos 6.800 kWh al año, por lo que una presa DTP podría suministrar energía a unos 3 millones de europeos. [11]
La generación de energía mareomotriz es altamente predecible debido a la naturaleza determinista de las mareas e independiente de las condiciones climáticas o del cambio climático. La producción de energía varía con la fase de marea (flujo y reflujo, flujo muerto y primavera), pero los efectos a corto plazo se pueden evitar combinando dos represas, colocadas a cierta distancia entre sí (del orden de 150 a 250 km), cada una de las cuales genera el máximo. producción de electricidad cuando el otro genera una producción mínima. Esto proporciona una generación base predecible y bastante estable a la red energética.
La energía mareomotriz dinámica no requiere un rango de marea natural muy alto , sino una costa abierta donde la propagación de las mareas se realiza a lo largo de la costa. Estas condiciones de marea se pueden encontrar en muchos lugares del mundo, lo que significa que el potencial teórico del DTP es muy alto. A lo largo de la costa china, por ejemplo, la cantidad total de energía disponible se estima entre 80 y 150 GW.
La larga presa se puede combinar con otras funciones, como la protección costera, puertos de aguas profundas y de GNL, instalaciones de acuicultura, recuperación controlada de tierras y conexiones entre las islas y el continente. Estas funciones adicionales pueden compartir los costes de inversión, ayudando así a reducir el precio por kWh.
Un desafío importante es que la prueba del funcionamiento de la DTP sólo puede demostrarse poniéndola en práctica. Probar el concepto de DTP a pequeña escala dentro de un proyecto de demostración no sería eficaz, ya que casi no se obtendría energía. Ni siquiera con una longitud de presa de 1 km (0,62 millas) más o menos, porque el principio DTP es tal que la capacidad de generación de energía aumenta a medida que aumenta el cuadrado de la longitud de la presa (tanto la altura como el volumen aumentan de manera más o menos lineal para aumento de la longitud de la presa, lo que resulta en un aumento cuadrático en la generación de energía). Se estima que se alcanzará la viabilidad económica con presas de una longitud de unos 30 km (19 millas). [12]
Un proyecto de demostración que se está considerando en China no implicaría la construcción de una presa, sino que incluiría un canal recién cortado a través de una larga península con un estrecho istmo (cuello). El canal tendría una altura de aproximadamente 1 a 2 metros (3,3 a 6,6 pies) y estaría equipado con turbinas bidireccionales de baja altura, similares al tipo que se usaría para DTP a gran escala. [13]
Nunca se ha construido ninguna presa DTP, aunque todas las tecnologías necesarias para construir una presa DTP están disponibles. Se han realizado varios modelos matemáticos y físicos para modelar y predecir la ' cabeza ' o diferencial del nivel del agua sobre una presa dinámica de marea. La interacción entre mareas y grandes represas se ha observado y registrado en grandes proyectos de ingeniería, como Delta Works y Afsluitdijk en los Países Bajos . También es bien conocida la interacción de las corrientes de marea con las penínsulas naturales, y esos datos se utilizan para calibrar modelos numéricos de mareas. Se aplicaron fórmulas para el cálculo de masa agregada para desarrollar un modelo analítico de DTP. Los diferenciales de nivel de agua observados coinciden estrechamente con los modelos analíticos y numéricos actuales. [1] El diferencial de nivel de agua generado sobre una presa DTP ahora se puede predecir con un grado útil de precisión.
Algunos de los elementos clave requeridos incluyen:
En diciembre de 2011, el Ministerio holandés de Economía, Agricultura e Innovación (EL&I) concedió una subvención al consorcio POWER, liderado por Strukton y gestionado por ARCADIS. La subvención máxima es de unos 930.000 euros, a los que se suma una cantidad similar de cofinanciación de los socios del consorcio. El grupo POWER lleva a cabo un estudio de viabilidad detallado sobre el desarrollo de la energía mareomotriz dinámica (DTP) en China en un programa de tres años realizado conjuntamente con institutos gubernamentales chinos. [14] Los compromisos del programa a alcanzar para 2015, registrados bajo la iniciativa de las Naciones Unidas Energía Sostenible para Todos incluyen: [15]
En agosto de 2012, la Administración Nacional de Energía de China formó un consorcio de empresas e institutos de investigación, liderados por el Instituto General de Planificación y Diseño de Recursos Hídricos y Hidroeléctricos (también conocido como Instituto de Ingeniería de Energías Renovables de China), para investigar la DTP. El 27 de septiembre de 2012 se firmó un acuerdo bilateral sobre cooperación DTP entre China y los Países Bajos. Luego del intercambio técnico para verificar los principios, se llevó a cabo un estudio de modelado para seleccionar sitios. En octubre de 2013, se inició un estudio de análisis económico más profundo para comprender mejor los costos y beneficios económicos de la DTP. [dieciséis]
En octubre de 2013 se completó un breve vídeo que explica el concepto y estuvo disponible en inglés en YouTube [6] y en chino en Youku. [7]
