Mareomotriu 3

• • La influència de la Lluna és molt forta, fins al punt que amb els canvis de marea es pot generar energia. Mostra com es pot obtenir electricitat amb l'aigua del mar.  La Lluna és l'únic satèl·lit natural de la Terra i l'astre més pròxim. La Lluna gira al voltant de la Terra i, alhora, la Terra i el seu satèl·lit giren al voltant del Sol. Així, segons com el Sol il·lumini la Lluna, la veurem creixent, minvant, nova o plena.  Les forces d'atracció de la Lluna influeixen en el moviment de les grans masses d'aigua i marquen cicles a la natura. Amb les marees que provoca la Lluna es pot generar electricitat a les centrals mareomotrius.  Roser Cussó, professora, explica que una central mareomotriu està formada per un dic amb dues comportes, una d'entrada i una de sortida. En el moment en què el mar comença a pujar, s'obre la comporta d'entrada perquè hi entri l'aigua. Quan l'embassament és ple, la comporta es tanca. En el moment en què el mar arriba al nivell mínim, s'obre la comporta de sortida. D'aquesta manera, l'aigua passa per les turbines i genera energia elèctrica.  Hi ha dues pujades i dues baixades del nivell del mar al dia. Però aquests moviments no són iguals a tot arreu del món, ja que en mars tancats com el Mediterrani són gairebé inapreciables, amb la qual cosa no es poden aprofitar per generar energia elèctrica.  A part del moviment de les marees, es pot aprofitar el moviment de les ones per generar energia elèctrica.
• 3. L’ENERGIA MAREOMOTRIU
  • L'energia mareomotriu té la qualitat de ser renovable, en tant que la font d'energia primària no s'esgota per la seva explotació, i és neta, ja que en la transformació energètica no es produeixen subproductes contaminants gasosos, líquids o sòlids. Tanmateix, la relació entre la quantitat d'energia que es pot obtenir amb els mitjans actuals i el cost econòmic i ambiental d'instal·lar els dispositius per al seu procés han impedit una proliferació notable d'aquest tipus d'energia.  Altres formes d'extreure energia del mar són: les onades, l'energia undimotriu; de la diferència de temperatura entre la superfície i les aigües profundes de l'oceà, el gradient tèrmic oceànic; de la salinitat; de les corrents submarines o l'eòlica marina  A Espanya, el Govern de Cantàbrica i d'Institut para la Diversificació y Estalvi Energètic (IDAE) volen crear un centre d'R + D + i en la costa de Santoña. La planta podria atendre al consum domèstic anual d'uns 2.500 llars.
• 4. Avantatges
  • Renovable
  • Neta
  • Silenciosa
  • Baix cost de la matèria primera.
  • Disponible en qualsevol clima i època de l'any.
• 5. Inconvenients
  • Costos d'inversió alts respecte al  rendiment
  • Localització puntual, els majors potencials només estan en estuaris.
  • Limitada, solament aprofitable comercialment a partir de marees de més de 6 metres
  • Les infraestructures es poden malmetre fàcilment (temporals i  tempestes )
  • Les parts metàl·liques de la construcció estan exposades a la  corrosió  (salinitat de l'aigua de mar).
  • Dificultat de trasllat de l'energia produïda fins els punts de consum.
  • Efecte negatiu sobre els  ecosistemes  aquàtics, podent generar alteracions per la modificació antropogènica dels cicles naturals de les marees
  • Gran impacte visual i estructural sobre el  paisatge   costaner .
  • La producció d'energia varia diàriament en funció de les marees i per tant, està condemnat a ser un sistema de suport al consum energètic mundial.
  • Les crestes de màxima generació d'energia es donen precisament en plena nit, coincidint amb el període de menor demanda d'energia elèctrica.
• 6. Funcionament
  • La ubicació ideal per instal·lar una central mareomotriu és un estuari, una badia o una riera on l'aigua hi penetri.
  • S'aprofita la diferència d'altures interposant parts mòbils al moviment natural d'ascens i descens de les aigües juntament amb mecanismes de canalització i dipòsits, per obtenir moviment en un eix.
  • Funcionament pas a pas:
  • Quan la marea puja, les comportes dels dics s'obren i l'aigua entra a l'embassament.
  • Una vegada l'aigua arriba al seu màxim nivell, les comportes es tanquen.
  • Durant la baixamar el nivell del costat contrari de l'embassament (nivell del mar) descendeix.
  • Quan la diferència entre el nivell del mar i de l'embassament arriba a la seva màxima amplitud s'obren les comportes de les turbines perquè l'aigua passi a través d'elles cap al mar.
  • La força de l'aigua mou l'hèlix de la turbina i aquesta en girar acciona un generador que té acoblat, que és el que produeix l'electricitat.
• 7. L’Energia
  • L'energia de les marees està composada per dues components, la potencial i la cinètica.
  • L'energia potencial  és el treball de dissipar la massa d'aigua per damunt de la superfície de l'oceà.
  • E  = 0.5 gAh 2ρ
  • On: E = energia, g = acceleració de la gravetat, ρ = densitat de l'aigua de mar, A = àrea que es considera, h= amplitud de la marea
  • Energia d'un cicle de marees per metre quadrat considerant (GP) = 10.15KNm-3:
  • E  = 1.4 h 2 (KWh) o  E  = 5.04 h 2 (JK)
  • L'energia cinètica  de la massa d'aigua és la capacitat de fer treball gràcies a la seva velocitat.
  • T  = 0.5 mV 2
  • On: m = massa d'aigua, V= velocitat de l'aigua
  • Finalment, l'energia total de les marees és el sumatori de l'energia potencial i la cinètica.
• 8. L’ENERGIA DE LES ONADES
  • Les onades del mar són un derivat terciari de l’energia solar. El calentament de la superfície terrestre genera vent, i el vent genera les onades. Únicament el 0.01% del flux de l’energia solar es transforma en energia de les onades. Una de les propietats característiques de les onades és la seva capacitat de desplaçar-se a grans distàncies sense gairebé pèrdua d’energia. Per això, l’energia generada en qualsevol part de l’oceà acaba en el bordó continental. D'aquesta manera l’energia de les onades es concentra en les costes, que totalitzen 336000 quilòmetres de longitud.
  • L’aprofitament realment eficaç i rentable de l’energia de les onades sembla, pel moment, estar molt lluny, doncs avui dia encara s’entrebanca amb les altíssimes inversions que fan falta i amb la gran dificultat de trobar materials suficientment lleugers a més a més, resistents a la corrosió. Malgrat això, existeixen alguns dispositius capaços d’aprofitar aquesta energia, no obstant es troben encara en fase experimental.
• 9. Fotografies de les onades
• 10. Localització
  • Els experts calculen que només hi ha 25 llocs en el món que satisfan les condicions d'amplitud de marees i que tenen una topografia costanera adequada. Això és degut a que l'amplitud de les marees no és la mateixa en tots els llocs. És nul·la en alguns mars interiors, com per exemple el Mar Negre , d'escàs valor al Mediterrani (20 - 40 cm), així com a l'Oceà Pacífic . Per contra, arriba a un valor notable en determinades zones de l'Oceà Atlàntic , en el qual es registren las marees més grans.
  • Actualment, les àrees més prometedores són:
  • La part de les badies de Funday i Frobister , a Canadà (13,6 m).
  • L'estuari del riu Server , a Anglaterra (13,6 M).
  • Les badies de Mont Saint-Michel , a França (12,7 m)
  • L'estuari de La Rance , a França (13 m)
  • San José , a la costa patagònica d'Argentina (11m).
  • Les badies de Cobscook i Passamaquoddy , als Estats Units.
  • Chansy , a França.
  • El Golf de Mezen , a Rússia.
  • La riba de Walcott , a Àustria.
  • La part de la Bahía de Funday , Canadà.
  • Onchón , a Corea del Sud.
• 11. Central de La Rance
  • Històricament, els primers molins que aprofitaven la marea van aparèixer a França, a partir del segle XII a les costes bretones. El molí s'instal·lava en el centre d'un dic que tancava una ancorada, creant així un embassament que s'omplia mitjançant l'obertura d'unes comportes deixant passar el flux. Aquest es buidava en el reflux, durant el qual, la sortida de l'aigua accionava la roda de pales. Cal dir que l'energia només s'obtenia una vegada per marea.
  • La major central mareomotriu va estar a l'estuari de La Rance (França). Va estar en funcionament durant 2 dècades (des del 1967) generant 240 MW usant 24turbines Kaplan. La central constava d'una presa de 720 metres de llarg, que creava una conca de 22 Km2, la qual tenia una resclosa per la navegació i una central amb 24 turbines de bulb i 6 alleugeridors, generant 240MW. La seva producció era de 500 GW/any (equivalent a 300.000 barrils de petroli). Les seves despeses anuals d'explotació al 1975 van ser comparables a les de les plantes hidroelèctriques convencionals de l'època, proporcionant grans beneficis socio-econòmics en la regió. En canvi, els problemes mediambientals van ser notables, per exemple: canvis de salinitat en l'estuari i les seves proximitats i canvi en els ecosistemes.
• 12. Imatges de la Rance
• 13. L'energia tèrmica dels oceans
  • La diferència de temperatura entre les capes superficials i les profundes dels oceans (gradient tèrmic) es pot aprofitar per desencadenar un cicle termodinàmic i obtenir energia elèctrica. En els tròpics la diferència de temperatura entre la superfície i els 500-1000 m de profunditat és d'uns 25 °C, temperatura suficient per obtenir un rendiment mínim en el cicle termodinàmic.
  • El problema d'aquestes instal·lacions és el seu baix rendiment, del 7 %, donada la poca diferència de temperatures, motiu pel qual tot i haver gran quantitat de projectes pilot no s'ha implantat eficientment.
• 14. QUE ES UNA TURBINA?
  • Una turbina és una màquina formada per unes aspes unides a un eix que giren quan reben un fluid com aigua, gas ovapor, a molta pressió.
  • Les turbines transformen l'energia d'aquests fluids en energia mecànica.
  • Tipus de turbines:
  • Hi ha tres tipus de turbines segons el fluid emprat: turbines hidràuliques, turbines de gas i turbines de vapor.
  • Turbines Hidràuliques: són aquelles on el fluid de treball no té un canvi de densitat considerable a través del seu pas pel rodet. El fluid de treball acostuma a ser aigua. Segons la geometria de les turbines hidràuliques es troben 3 tipus:
  • Turbina Pelton
  • Turbina Francis
  • Turbina Kaplan
  • Els 3 tipus estan ordenades de més a menys alçada d'aigua (transformat a velocitat de gir) i de menys a més cabal (volumd'aigua per unitat de temps que transforma en energia mecànica).
  • Turbines Tèrmiques: són aquelles en les quals el fluid de treball té un canvi de densitat considerable a través del seu pas pel rodet. Es poden classificar en:
  • Turbina de vapor
  • Turbina de gas

Mareomotriu 2

La influència de la Lluna és molt forta, fins al punt que amb els canvis de marea es pot generar energia. "Energi K" mostra com es pot obtenir electricitat amb l'aigua del mar.La Lluna és l'únic satèl·lit natural de la Terra i l'astre més pròxim. La Lluna gira al voltant de la Terra i, alhora, la Terra i el seu satèl·lit giren al voltant del Sol. Així, segons com el Sol il·lumini la Lluna, la veurem creixent, minvant, nova o plena. 

Les forces d'atracció de la Lluna influeixen en el moviment de les grans masses d'aigua i marquen cicles a la natura. Amb les marees que provoca la Lluna es pot generar electricitat a les centrals mareomotrius. 

Roser Cussó, professora, explica que una central mareomotriu està formada per un dic amb dues comportes, una d'entrada i una de sortida. En el moment en què el mar comença a pujar, s'obre la comporta d'entrada perquè hi entri l'aigua. Quan l'embassament és ple, la comporta es tanca. En el moment en què el mar arriba al nivell mínim, s'obre la comporta de sortida. D'aquesta manera, l'aigua passa per les turbines i genera energia elèctrica. 

Hi ha dues pujades i dues baixades del nivell del mar al dia. Però aquests moviments no són iguals a tot arreu del món, ja que en mars tancats com el Mediterrani són gairebé inapreciables, amb la qual cosa no es poden aprofitar per generar energia elèctrica. 

A part del moviment de les marees, es pot aprofitar el moviment de les ones per generar energia elèctrica. 

Força de la marea

La força de marea és un efecte secundari de la força de la gravetat que és responsable de l'existència de les marees. És el resultat de la diferència de potencial gravitacional que existeix al llarg del diàmetre d'un cos. Quan un cos de grandària prou gran és alterat per la força gravitatòria d'un cos més xicotet, la diferència en la magnitud de la força de gravetat entre l'extrem pròxim i el llunyà pot ser gran. Aquest fet altera la forma del cos gran sense canviar el seu volum. Suposant que inicialment la forma era una esfera, la força de marea tendirà a convertir-la en un el·lipsoide.

energia mareomotriu

L'energia mareomotriu és un tipus d'energia hidràulica que s'obté a partir de les marees, però també per l'onatge i els corrents marins.^[1][2] Aprofiten l'ascens i descens del nivell de l'aigua del mar per fer moure turbines que accionen generadors elèctrics.^[3] Aquesta font d'energia encara no s'ha implementat de forma àmplia, perquè hi ha altres font d'energia que es poden aprofitar de forma més senzilla i econòmica.^[4]Una central mareomotriu és una central elèctrica que utilitza l'energia de les marees per produir energia elèctrica. En una central mareomotriu, un dic separa una badia oestuari del mar obert. En pujar la marea, s'obren les comportes i l'aigua entra a l'interior del dic. A la baixamar, s'obren de nou les comportes i l'aigua torna a mar obert tot fent funcionar les turbines dels generadors elèctrics de la central. Per obtenir un bon rendiment, aquest tipus de central només es pot construir en zones on les marees siguin prou intenses, amb una amplitud entre la baixamar i la plenamar d'almenys cinc metres. La central mareomotriu més gran del món és la de La Rance, situada a Saint Malo(França), amb una potència de 240 MW.