Hidroeléctrica Marítima (Parte 2)

Hidroeléctrica Marítima

Cuando hablamos de hidroeléctrica marítimas, estamos hablando; por decir de forma sencilla, que es la hermana gemela separadas al nacer, de la hidroeléctrica fluvial.

Tengamos a bien presente que la hidroeléctrica fluvial está funcionando desde el 30 de septiembre de 1882, fué construida en el río Fox en Appleton, Wisconsin, Estados Unidos de Norteamérica.

La planta hidroeléctrica, más tarde llamada la Compañía de Luz Appleton Edison, fue iniciada por el fabricante de papel de Appleton el señor H.F. Rogers, quien se inspiró en los planes de Thomas Edison para una central de producción de electricidad en Nueva York. A diferencia de la planta de Edison en Nueva York que usaba vapor para mover sus generadores, la planta hidroeléctrica de Appleton usaba la energía natural del río Fox.

Cuando la planta inició la operación produjo suficiente electricidad para iluminar la casa de Roger, la planta misma y las edificaciones colindantes.

Traducido libremente de America´s Story

Hoy en día, todo el mundo tiene conocimiento de cuál es su función y que parte de su electricidad es aprovechada con fluidez. Todo lo contrario de lo que le pasa a la hidroeléctrica marítima, siendo el mismo funcionamiento en diferente escenario, sin creación de obras civiles importantes.

No voy a decir, que no se tiene que realizar construcción alguna. Todo proyecto a gran escala precisa de una obra civil y este sistema no es menos. La diferencia que podemos observar es que con mi sistema no afectamos la pesca autóctona, ni la flora o el hábitat de los seres humanos como se realiza con la hidroeléctrica fluvial.

Vamos a comparar un poco más los dos sistemas:

Aprovechamiento de la energía hidráulica

Los antiguos aprovechaban ya la energía del agua; utilizaban ruedas hidráulicas para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de carga retrasó su aplicación generalizada hasta el siglo XII. Durante la Edad Media, las enormes ruedas hidráulicas de madera desarrollaban una potencia máxima de cincuenta caballos.

La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil británico John Smeaton, que construyó por primera vez grandes ruedas hidráulicas de hierro colado. La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial. Impulsó a las industrias textiles y del cuero y los talleres de construcción de máquinas a principios del siglo XIX. Aunque las máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible.

La energía hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y América hasta la construcción de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbón a bajo precio. Las presas y los canales eran necesarios para la instalación de ruedas hidráulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construcción de grandes presas de contención todavía no era posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el otoño, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidráulicas por máquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón.

Añadir tema del hoy día con el petróleo.

Las formas más frecuentemente utilizadas para explotar la energía hidráulica son:

Desvío del cauce de agua

El principio fundamental de esta forma de aprovechamiento hidráulico de los ríos se basa en el hecho de que la velocidad del flujo de estos es básicamente constante a lo largo de su cauce, el cual siempre es descendente. Este hecho revela que la energía potencial no es íntegramente convertida en energía cinética como sucede en el caso de una masa en caída libre, la cual se acelera, sino que ésta es invertida en las llamadas pérdidas, es decir, la energía potencial se “pierde” en vencer las fuerzas de fricción con el suelo, en el transporte de partículas, en formar remolinos, etc.. Entonces esta energía potencial podría ser aprovechada si se pueden evitar las llamadas pérdidas y hacer pasar al agua a través de una turbina. El conjunto de obras que permiten el aprovechamiento de la energía anteriormente mencionada reciben el nombre de central hidroeléctrica o Hidráulica.

El balance de energía arriba descrito puede ser ilustrado mejor a través del principio de Bernoulli.

Este principio lo cumple también mi sistema. Tenemos el embalse ya creado de forma natural.

Interceptación de la corriente del agua

Este método consiste en la construcción de una represa o embalse de agua que retenga el cauce de agua causando un aumento del nivel del río en su parte anterior a la presa de agua, el cual podría eventualmente convertirse en un embalse. El dique establece una corriente de agua no uniforme y modifica la forma de la superficie de agua libre del río antes y después de éste, que toman forma de las llamadas curvas de remanso. El establecimiento de las curvas de remanso determina un nuevo salto geodésico aprovechable de agua.

Mi sistema no precisa elevar la cuenca, sino que le damos la vuelta al sistema fluvial colocando la casa de máquinas por debajo del caudal marino.

Características de una central hidroeléctrica

Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:

La potencia, que está en función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de las turbinas y de los generadores usados en la transformación.

La energía garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente un año, que está en función del volumen útil del embalse, y de la potencia instalada.

La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megavatios), como en el caso de las minicentrales hidroeléctricas, hasta decenas de miles, como en los casos de la Itaipú, entre Brasil y Paraguay, que tiene una potencia de 14 000 MW, o la Presa de las Tres Gargantas, en China, con una potencia de 22 500 MW.

Añadir datos de energía anual.

Las centrales hidroeléctricas y las centrales térmicas —que usan combustibles fósiles— producen la energía eléctrica de una manera muy similar. En ambos casos la fuente de energía es usada para impulsar una turbina que hace girar un generador eléctrico, que es el que produce la electricidad. Una central térmica usa calor para, a partir de agua, producir el vapor que acciona las paletas de la turbina, en contraste con la planta hidroeléctrica, la cual usa la fuerza del agua directamente para accionar la turbina.

Las centrales hidroeléctricas permiten, además, disminuir los gastos de los países en combustibles fósiles. Por ejemplo, el Proyecto Hidroeléctrico Palomino,1 ubicado en la República Dominicana, le ahorrará al país alrededor de 400 mil barriles de petróleo al año que; a la tasa actual, esa cifra representa 60 millones de dólares de ahorro al año.

Con mi sistema, todo el año estaremos produciendo electricidad. No dependemos de la lluvia, las mareas, el viento o el sol. Solamente dependemos del caudal del mar y este, es permanente y constante todo el año.

Tenemos un solo problema y ese problema es la subida del nivel del mar y para eso también se tienen soluciones pensadas.

La potencia de una central hidroeléctrica se mide generalmente en megavatios (MW) y se calcula mediante la fórmula siguiente:

Donde:

Pe = potencia en vatios (W)

ρ = densidad del fluido en kg/m³

ηt = rendimiento de la turbina hidráulica (entre 0,75 y 0,94)

ηg = rendimiento del generador eléctrico (entre 0,92 y 0,97)

ηm = rendimiento mecánico del acoplamiento turbina alternador (0,95/0.99)

Q = caudal turbinable en m³/s

H = desnivel disponible en la presa entre aguas arriba y aguas abajo, en metros (m)

En una central hidroeléctrica se define:

Potencia media: potencia calculada mediante la fórmula de arriba considerando el caudal medio disponible y el desnivel medio disponible.

Potencia instalada: potencia nominal de los grupos generadores instalados en la central.

Según su concepción arquitectónica

Centrales al aire libre, al pie de la presa, o relativamente alejadas de esta. Están conectadas por medio de una tubería en presión.

Centrales en caverna, generalmente conectadas al embalse por medio de túneles, tuberías en presión, o por la combinación de ambas.

Mi sistema es de las centrales al aire libre.

Centrales de embalse.

Es el tipo más frecuente de central hidroeléctrica. Utilizan un embalse para reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Es posible generar energía durante todo el año si se dispone de reservas suficientes.

Mi sistema tiene agua todo el año porque se alimenta del agua del mar. Por eso, no precisamos de la atención o reserva de agua de lluvia.

Centrales de muy baja presión

Son centrales correspondientes con nuevas tecnologías, pues llega un momento en el cuál las turbinas Kaplan no son aptas para tan poco desnivel. Serían en inglés las very low head, y suelen situarse por debajo de los 4m.

El beneficio obvio del proyecto hidroeléctrico es la energía eléctrica, la misma que puede apoyar el desarrollo económico y mejorar la calidad de la vida en el área servida. Los proyectos hidroeléctricos requieren mucha mano de obra y ofrecen oportunidades de empleo. Los caminos y otras infraestructuras pueden dar a los pobladores mayor acceso a los mercados para sus productos, escuelas para sus hijos, cuidado de salud y otros servicios sociales.

 

Además, la generación de la energía hidroeléctrica proporciona una alternativa para la quema de los combustibles fósiles, o la energía nuclear, que permite satisfacer la demanda de energía sin producir agua caliente, emisiones atmosféricas, ceniza, desechos radioactivos ni emisiones de CO2.

Esto y mucho más es el sistema patentado Hidroeléctrica Marítima de MFAEB S.A.C.