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¿Qué es una turbina mareomotriz y cómo genera electricidad?

¿Qué es la energía de las mareas?

La energía de las mareas es una forma de energía renovable que utiliza la subida y bajada natural de las mareas del océano para generar energía. Esto es causado por las fuerzas gravitacionales ejercidas por la luna y el sol sobre las mareas de la Tierra. La energía de las mareas se puede generar mediante tecnologías de rango de mareas o de corrientes de mareas. La corriente de las mareas utiliza la energía cinética del flujo de agua, mientras que la amplitud de las mareas aprovecha la energía potencial creada por la diferencia de altura entre las mareas de reflujo y marejada. Recientemente, se ha invertido más investigación en dispositivos de corrientes de mareas, ya que tienen un impacto ecológico menor, son más baratos y tienen menos opciones limitadas, en comparación con los dispositivos de rango de mareas. Esto aumenta su potencial para funcionar bien y generar energía en el futuro.

¿Cómo generan electricidad las turbinas mareomotrices?

Las turbinas mareomotrices son una innovación que facilitan la tecnología de corrientes mareomotrices; Estos pueden ubicarse en cualquier lugar donde haya un fuerte flujo de marea. Las turbinas mareomotrices se parecen a las turbinas eólicas, excepto, por supuesto, que están bajo el agua. Por lo tanto, son impulsados ​​principalmente por fuertes corrientes marinas (que fluyen cuando la marea sube y baja) en lugar de corrientes de aire. Las corrientes oceánicas hacen girar las turbinas mareomotrices. Luego, el eje convierte la energía cinética de las corrientes oceánicas en energía mecánica.

La turbina está conectada a una caja de cambios (que es útil cuando se utilizan generadores de alta velocidad) que transmite la energía de las turbinas a los generadores. Los generadores utilizan los principios de la inducción magnética para transferir la energía mecánica en energía eléctrica. Luego, la energía eléctrica se transporta a la costa mediante cableado de CC sumergido en sedimentos oceánicos, donde se integra a la Red Eléctrica. Antes de pasar a los hogares, pasa por componentes eléctricos como convertidores de potencia y varios sistemas de control, que verifican que la potencia de salida sea estable.

¿Cuáles son los principales tipos de turbinas?

La energía de las mareas es algo predecible en comparación con las fuentes intermitentes de energía solar y eólica, aunque el uso de dispositivos impulsados ​​por las mareas aún no está muy extendido. Sin embargo, la presencia de nuevos desarrollos, como la adopción de nuevas turbinas axiales y de flujo transversal, puede significar que los costos ambientales y económicos podrían reducirse a niveles competitivos, haciéndolos más viables.

Las turbinas axiales, también conocidas como turbinas de marea de eje horizontal, usan palas que giran alrededor de un eje paralelo a la dirección del flujo, moviéndose a través de un área circular de agua. Son una tecnología probada y son los más parecidos a los aerogeneradores. Utilizan los principios de la propulsión de elevación aerodinámica para operar. El diseño de estos puede variar desde una estructura flotante fija hasta ser fijados desde el fondo del lecho marino. Ejemplos de turbinas axiales incluyen SeaGen y Open-Hydro.

El uso de la sustentación aerodinámica en lugar de la resistencia hace que las turbinas axiales sean más eficientes en comparación con el flujo cruzado. Sin embargo, son estructuralmente más complejos porque dependen de la dirección de la corriente, por lo que se necesitan mecanismos para hacerlos girar. Esto los hace más caros y difíciles de montar. Además, debido a que la mayoría de los componentes están bajo el agua, esto dificulta su mantenimiento a lo largo del tiempo.

Las turbinas de flujo transversal de eje vertical utilizan rotores en los que el eje de rotación es perpendicular a la dirección del flujo. Utilizan fuerzas de elevación o arrastre para girar las cuchillas. La principal ventaja de estos es que son independientes de la dirección del flujo, por lo que pueden extraer energía de cualquier manera que fluyan. Por lo general, se montan sobre estructuras de soporte desde la parte inferior. Los ejemplos que utilizan esta tecnología incluyen aquellos como Kobold y Lucid Energy.

También tienen un diseño y un proceso de instalación más simples en comparación con el flujo horizontal. Un diseño más simple también hace que sea más económico. Además, pueden integrarse en estructuras existentes como muelles y andamios. Los niveles de emisión de ruido también son bajos, lo que reduce su impacto ambiental y cualquier alteración que puedan causar a la vida marina. Sin embargo, tienen una eficiencia menor en comparación con las turbinas axiales. Esto se debe a que tienen un menor RPM (rotación por minuto) combinado con un menor par de arranque. Por el contrario, Kobold tiene un par de arranque alto y puede arrancar espontáneamente incluso en condiciones de carga.

¿Cuáles son las perspectivas para las turbinas mareomotrices?

Aunque hay plantas que funcionan con tecnología de turbinas mareomotrices, como Meygen en Escocia, el sector aún enfrenta desafíos generales considerables. En general, requiere menos inversión financiera y material en comparación con las presas de marea y las lagunas. Sin embargo, antes de que su uso se generalice, es necesario abordar desafíos como sus impactos en la calidad del agua, las colisiones con animales marinos y la posible distorsión de los campos electromagnéticos (que pueden dañar la capacidad de navegación de las criaturas).