2n c-Energia 2n c-Energia mareomotriumareomotriu

Maïmouna d.Maïmouna d.

INTRODUCCIOINTRODUCCIO La influència de la Lluna és molt forta, fins al punt que amb els canvis de marea es pot 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. 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 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 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. 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 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 marquen cicles a la natura. Amb les marees que provoca la Lluna es pot generar electricitat a les centrals mareomotrius. electricitat a les centrals mareomotrius.

Roser Cussó, professora, explica que una central mareomotriu està formada per un dic 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 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 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 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 mínim, s'obre la comporta de sortida. D'aquesta manera, l'aigua passa per les turbines i genera energia elèctrica. genera energia elèctrica.

Hi ha dues pujades i dues baixades del nivell del mar al dia. Però aquests moviments no 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 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. 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 A part del moviment de les marees, es pot aprofitar el moviment de les ones per generar energia elèctrica.energia elèctrica.

L’ENERGIA MAREOMOTRIUL’ENERGIA MAREOMOTRIU L'energia mareomotriu té la qualitat de ser renovable, en tant que la 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, font d'energia primària no s'esgota per la seva explotació, i és neta, ja que en la transformació energètica no es produeixen subproductes ja que en la transformació energètica no es produeixen subproductes contaminants gasosos, líquids o sòlids. Tanmateix, la relació entre la contaminants gasosos, líquids o sòlids. Tanmateix, la relació entre la quantitat d'energia que es pot obtenir amb els mitjans actuals i el 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 cost econòmic i ambiental d'instal·lar els dispositius per al seu procés han impedit una proliferació notable d'aquest tipus d'energia. procés han impedit una proliferació notable d'aquest tipus d'energia. Altres formes d'extreure energia del mar són: les onades, l'energia Altres formes d'extreure energia del mar són: les onades, l'energia undimotriu; de la diferència de temperatura entre la superfície i les undimotriu; de la diferència de temperatura entre la superfície i les aigües profundes de l'oceà, el gradient tèrmic oceànic; de la salinitat; aigües profundes de l'oceà, el gradient tèrmic oceànic; de la salinitat; de les corrents submarines o l'eòlica marina de les corrents submarines o l'eòlica marina A Espanya, el Govern de Cantàbrica i d'Institut para la A Espanya, el Govern de Cantàbrica i d'Institut para la Diversificació y Estalvi Energètic (IDAE) volen crear un centre d'R Diversificació y Estalvi Energètic (IDAE) volen crear un centre d'R + D + i en la costa de Santoña. La planta podria atendre al consum + D + i en la costa de Santoña. La planta podria atendre al consum domèstic anual d'uns 2.500 llars. domèstic anual d'uns 2.500 llars.

AvantatgesAvantatges

RenovableRenovable NetaNeta SilenciosaSilenciosa Baix cost de la matèria primera.Baix cost de la matèria primera. Disponible en qualsevol clima i època de Disponible en qualsevol clima i època de

l'any. l'any.

Inconvenients Inconvenients Costos d'inversió alts respecte al Costos d'inversió alts respecte al rendimentrendiment Localització puntual, els majors potencials només estan en estuaris.Localització puntual, els majors potencials només estan en estuaris. Limitada, solament aprofitable comercialment a partir de marees de més Limitada, solament aprofitable comercialment a partir de marees de més

de 6 metresde 6 metres Les infraestructures es poden malmetre fàcilment (temporals i Les infraestructures es poden malmetre fàcilment (temporals i tempestestempestes)) Les parts metàl·liques de la construcció estan exposades a la Les parts metàl·liques de la construcció estan exposades a la corrosiócorrosió

(salinitat de l'aigua de mar). (salinitat de l'aigua de mar). Dificultat de trasllat de l'energia produïda fins els punts de consum.Dificultat de trasllat de l'energia produïda fins els punts de consum. Efecte negatiu sobre els Efecte negatiu sobre els ecosistemesecosistemes aquàtics, podent generar alteracions aquàtics, podent generar alteracions

per la modificació antropogènica dels cicles naturals de les mareesper la modificació antropogènica dels cicles naturals de les marees Gran impacte visual i estructural sobre el Gran impacte visual i estructural sobre el paisatgepaisatge costanercostaner.. La producció d'energia varia diàriament en funció de les marees i per tant, 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.està condemnat a ser un sistema de suport al consum energètic mundial. Les crestes de màxima generació d'energia es donen precisament en plena Les crestes de màxima generació d'energia es donen precisament en plena

nit, coincidint amb el període de menor demanda d'energia elèctrica.nit, coincidint amb el període de menor demanda d'energia elèctrica.

FuncionamentFuncionament La ubicació ideal per instal·lar una central mareomotriu és un estuari, La ubicació ideal per instal·lar una central mareomotriu és un estuari,

una badia o una riera on l'aigua hi penetri.una badia o una riera on l'aigua hi penetri. S'aprofita la diferència d'altures interposant parts mòbils al moviment natural 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 d'ascens i descens de les aigües juntament amb mecanismes de canalització i dipòsits, per obtenir moviment en un eix.dipòsits, per obtenir moviment en un eix.

Funcionament pas a pas:Funcionament pas a pas: Quan la marea puja, les comportes dels dics s'obren i l'aigua entra a Quan la marea puja, les comportes dels dics s'obren i l'aigua entra a

l'embassament.l'embassament. Una vegada l'aigua arriba al seu màxim nivell, les comportes es tanquen.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 Durant la baixamar el nivell del costat contrari de l'embassament (nivell del

mar) descendeix.mar) descendeix. Quan la diferència entre el nivell del mar i de l'embassament arriba a la seva 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 màxima amplitud s'obren les comportes de les turbines perquè l'aigua passi a través d'elles cap al mar.través d'elles cap al mar.

La força de l'aigua mou l'hèlix de la turbina i aquesta en girar acciona 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.un generador que té acoblat, que és el que produeix l'electricitat.

L’EnergiaL’Energia L'energia de les marees està composada L'energia de les marees està composada

per dues components, la potencial i la per dues components, la potencial i la cinètica.cinètica.

L'energia potencial és el treball de és el treball de dissipar la massa d'aigua per damunt de dissipar la massa d'aigua per damunt de la superfície de l'oceà.la superfície de l'oceà.

EE = 0.5 = 0.5gAhgAh2ρ2ρ On: E = energia, g = acceleració de On: E = energia, g = acceleració de

la gravetat, ρ = densitat de l'aigua de la gravetat, ρ = densitat de l'aigua de mar, A = àrea que es considera, h= mar, A = àrea que es considera, h= amplitud de la mareaamplitud de la marea

Energia d'un cicle de marees per metre Energia d'un cicle de marees per metre quadrat considerant (GP) = quadrat considerant (GP) = 10.15KNm-3:10.15KNm-3:

EE = 1.4 = 1.4hh2 (KWh) o 2 (KWh) o EE = 5.04 = 5.04hh2 (JK)2 (JK) L'energia cinètica de la massa d'aigua és de la massa d'aigua és

la capacitat de fer treball gràcies a la la capacitat de fer treball gràcies a la seva velocitat.seva velocitat.

TT = 0.5 = 0.5mVmV22 On: m = massa d'aigua, V= velocitat de On: m = massa d'aigua, V= velocitat de

l'aigual'aigua Finalment, l'energia total de les marees Finalment, l'energia total de les marees

és el sumatori de l'energia potencial i la és el sumatori de l'energia potencial i la cinètica.cinètica.

L’ENERGIA DE LES ONADESL’ENERGIA DE LES ONADES Les onades del mar són un derivat terciari de l’energia solar. El Les onades del mar són un derivat terciari de l’energia solar. El

calentament de la superfície terrestre genera vent, i el vent calentament de la superfície terrestre genera vent, i el vent genera les onades. Únicament el 0.01% del flux de l’energia genera les onades. Únicament el 0.01% del flux de l’energia solar es transforma en energia de les onades. Una de les solar es transforma en energia de les onades. Una de les propietats característiques de les onades és la seva capacitat de propietats característiques de les onades és la seva capacitat de desplaçar-se a grans distàncies sense gairebé pèrdua d’energia. desplaçar-se a grans distàncies sense gairebé pèrdua d’energia. Per això, l’energia generada en qualsevol part de l’oceà acaba Per això, l’energia generada en qualsevol part de l’oceà acaba en el bordó continental. D'aquesta manera l’energia de les en el bordó continental. D'aquesta manera l’energia de les onades es concentra en les costes, que totalitzen 336000 onades es concentra en les costes, que totalitzen 336000 quilòmetres de longitud.quilòmetres de longitud.

L’aprofitament realment eficaç i rentable de l’energia de les L’aprofitament realment eficaç i rentable de l’energia de les onades sembla, pel moment, estar molt lluny, doncs avui dia onades sembla, pel moment, estar molt lluny, doncs avui dia encara s’entrebanca amb les altíssimes inversions que fan falta i encara s’entrebanca amb les altíssimes inversions que fan falta i amb la gran dificultat de trobar materials suficientment lleugers amb la gran dificultat de trobar materials suficientment lleugers a més a més, resistents a la corrosió. Malgrat això, existeixen a més a més, resistents a la corrosió. Malgrat això, existeixen alguns dispositius capaços d’aprofitar aquesta energia, no alguns dispositius capaços d’aprofitar aquesta energia, no obstant es troben encara en fase experimental.obstant es troben encara en fase experimental.

Fotografies de les Fotografies de les onadesonades

LocalitzacióLocalització ElsEls experts calculen que només hi ha 25 llocs en el món que satisfan les condicions experts calculen que només hi ha 25 llocs en el món que satisfan les condicions

d'amplitud de marees i que tenen una d'amplitud de marees i que tenen una topografiatopografia costanera adequada. Això és costanera adequada. Això és degut a que l'amplitud de les marees no és la mateixa en tots els llocs. És nul·la en 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 alguns mars interiors, com per exemple el Mar NegreMar Negre, d'escàs valor al , d'escàs valor al MediterraniMediterrani (20 - 40 cm), així com a (20 - 40 cm), així com a l'Oceà Pacíficl'Oceà Pacífic. Per contra, arriba a un valor notable en . Per contra, arriba a un valor notable en determinades zones de determinades zones de l'Oceà Atlànticl'Oceà Atlàntic, en el qual es registren las marees més grans., en el qual es registren las marees més grans.

Actualment, les àrees més prometedores són:Actualment, les àrees més prometedores són: La part de les badies de La part de les badies de Funday i FrobisterFunday i Frobister, a , a CanadàCanadà (13,6 m). (13,6 m). L'estuari del L'estuari del riu Serverriu Server, a Anglaterra (13,6 M). , a Anglaterra (13,6 M). Les badies de Les badies de Mont Saint-MichelMont Saint-Michel, a França (12,7 m) , a França (12,7 m) L'estuari de L'estuari de La RanceLa Rance, a França (13 m) , a França (13 m) San JoséSan José, a la costa patagònica d'Argentina (11m). , a la costa patagònica d'Argentina (11m). Les badies de Les badies de CobscookCobscook i i PassamaquoddyPassamaquoddy, als Estats Units. , als Estats Units. ChansyChansy, a França. , a França. El Golf de El Golf de MezenMezen, a Rússia. , a Rússia. La riba de La riba de WalcottWalcott, a Àustria. , a Àustria. La part de la La part de la BahíaBahía de de FundayFunday, Canadà. , Canadà. OnchónOnchón, a Corea del Sud. , a Corea del Sud.

Central de La RanceCentral de La Rance Històricament, els primers molins que aprofitaven la marea van aparèixer a 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 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 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 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 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.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 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 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, 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 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 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). 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 seves despeses anuals d'explotació al 1975 van ser comparables a les de les plantes hidroelèctriques convencionals de l'època, proporcionant grans les plantes hidroelèctriques convencionals de l'època, proporcionant grans beneficis socio-econòmics en la regió. En canvi, els problemes mediambientals 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 van ser notables, per exemple: canvis de salinitat en l'estuari i les seves proximitats i canvi en els ecosistemes.proximitats i canvi en els ecosistemes.

Imatges de la RanceImatges de la Rance

L'energia tèrmica dels L'energia tèrmica dels oceansoceans

La diferència de temperatura entre les capes superficials La diferència de temperatura entre les capes superficials i les profundes dels oceans i les profundes dels oceans (gradient tèrmic)(gradient tèrmic) es pot es pot aprofitar per desencadenar un cicle termodinàmic i aprofitar per desencadenar un cicle termodinàmic i obtenir energia elèctrica. En els tròpics la diferència de obtenir energia elèctrica. En els tròpics la diferència de temperatura entre la superfície i els 500-1000 m de temperatura entre la superfície i els 500-1000 m de profunditat és d'uns 25 °C, temperatura suficient per profunditat és d'uns 25 °C, temperatura suficient per obtenir un rendiment mínim en el cicle termodinàmic.obtenir un rendiment mínim en el cicle termodinàmic.

El problema d'aquestes instal·lacions és el seu baix El problema d'aquestes instal·lacions és el seu baix rendiment, del 7 %, donada la poca diferència de rendiment, del 7 %, donada la poca diferència de temperatures, motiu pel qual tot i haver gran quantitat temperatures, motiu pel qual tot i haver gran quantitat de projectes pilot no s'ha implantat eficientment.de projectes pilot no s'ha implantat eficientment.

QUE ES UNA QUE ES UNA TURBINA?TURBINA?

Una turbina és una màquina formada per unes aspes unides a un eix que giren 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.quan reben un fluid com aigua, gas ovapor, a molta pressió.

Les turbines transformen l'energia d'aquests fluids en energia mecànica.Les turbines transformen l'energia d'aquests fluids en energia mecànica. Tipus de turbines:Tipus de turbines: Hi ha tres tipus de turbines segons el fluid emprat: turbines hidràuliques, turbines Hi ha tres tipus de turbines segons el fluid emprat: turbines hidràuliques, turbines

de gas i turbines de vapor.de gas i turbines de vapor. Turbines Hidràuliques: són aquelles on el fluid de treball no té un canvi de densitat 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. 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:Segons la geometria de les turbines hidràuliques es troben 3 tipus:

Turbina Pelton Turbina Pelton Turbina FrancisTurbina Francis Turbina KaplanTurbina Kaplan Els 3 tipus estan ordenades de més a menys alçada d'aigua (transformat a velocitat 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 de gir) i de menys a més cabal (volumd'aigua per unitat de temps que transforma en energia mecànica).en energia mecànica).

Turbines Tèrmiques: són aquelles en les quals el fluid de treball té un canvi de 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:densitat considerable a través del seu pas pel rodet. Es poden classificar en:

Turbina de vaporTurbina de vapor Turbina de gasTurbina de gas

turbinesturbines

CrèditsCrèditsFet per:Fet per:

Maïmouna D.Maïmouna D.