energía de corriente marina

Las corrientes marinas pueden transportar grandes cantidades de agua, impulsadas principalmente por las mareas , que son consecuencia de los efectos gravitacionales del movimiento planetario de la Tierra, la Luna y el Sol. Se pueden encontrar velocidades de flujo aumentadas donde la topografía submarina en estrechos entre islas y el continente o en aguas poco profundas alrededor de cabos juega un papel importante en el aumento de las velocidades de flujo, lo que resulta en una energía cinética apreciable. ^{[ 1 ]} El Sol actúa como la fuerza impulsora principal, causando vientos y diferencias de temperatura. Debido a que hay solo pequeñas fluctuaciones en la velocidad de la corriente y la ubicación de la corriente con cambios mínimos de dirección, las corrientes oceánicas pueden ser lugares adecuados para desplegar dispositivos de extracción de energía como turbinas. ^{[ 2 ]} Otros efectos, como las diferencias regionales de temperatura y salinidad y el efecto Coriolis debido a la rotación de la Tierra, también son influencias importantes. La energía cinética de las corrientes marinas se puede convertir de manera muy similar a como una turbina eólica extrae energía del viento, utilizando varios tipos de rotores de flujo abierto. ^{[ 3 ]}

Se ha estimado que la potencia total mundial en las corrientes oceánicas es de aproximadamente 5000 GW, con densidades de potencia de hasta 15  kW/m². La densidad de energía extraíble relativamente constante cerca de la superficie de la Corriente del Estrecho de Florida es de aproximadamente 1  kW/m² de área de flujo. Se ha estimado que capturar tan solo 1/1000 de la energía disponible de la Corriente del Golfo , que tiene 21 000 veces más energía que las Cataratas del Niágara en un flujo de agua que es 50 veces el flujo total de todos los ríos de agua dulce del mundo, abastecería a Florida con el 35 % de sus necesidades eléctricas. La imagen de la derecha ilustra la alta densidad de flujo a lo largo de la costa; observe el flujo blanco de alta velocidad hacia el norte, perfecto para la extracción de energía de las corrientes oceánicas. Los países que están interesados ​​en la aplicación de tecnologías de energía de corrientes oceánicas incluyen la Unión Europea, ^{[ 4 ]} Japón, ^{[ 5 ]} Estados Unidos, ^{[ 6 ]} y China. ^{[ 7 ]}

El potencial de generación de energía eléctrica a partir de las corrientes de marea marinas es enorme. Existen varios factores que hacen que la generación de electricidad a partir de corrientes marinas sea muy atractiva en comparación con otras energías renovables:

• Los altos factores de carga resultantes de las propiedades del fluido. La previsibilidad del recurso, de modo que, a diferencia de la mayoría de las demás energías renovables, se puede conocer y planificar la disponibilidad futura de energía. ^{[ 3 ]}
• El recurso potencialmente grande que puede ser explotado con poco impacto ambiental, ofreciendo así uno de los métodos menos dañinos para la generación de electricidad a gran escala. ^{[ 8 ]}
• La viabilidad de las instalaciones de energía de corriente marina para suministrar también energía a la red eléctrica básica, especialmente si se interconectan dos o más conjuntos separados con períodos de caudal máximo desfasados.

Existen varios tipos de dispositivos de flujo abierto que pueden utilizarse en aplicaciones de energía de corriente marina; muchos de ellos son descendientes modernos de la rueda hidráulica o similares. Sin embargo, los diseños técnicamente más sofisticados, derivados de los rotores eólicos, son los que tienen más probabilidades de alcanzar la rentabilidad y la fiabilidad necesarias para ser prácticos en un futuro escenario de energía de corriente marina a gran escala. Aunque no existe un término generalmente aceptado para estas turbinas hidráulicas de flujo abierto , algunas fuentes las denominan turbinas de corriente de agua. Existen tres tipos principales de turbinas de corriente de agua que podrían considerarse: hélices de eje horizontal de flujo axial (con paso variable o fijo), cometas submarinas y rotores Darrieus de flujo transversal . Los tipos de rotor pueden combinarse con cualquiera de los tres métodos principales para el soporte de turbinas de corriente de agua: sistemas flotantes amarrados, sistemas montados en el lecho marino y sistemas intermedios. Las estructuras monopilote montadas en el lecho marino constituyen los sistemas de energía de corriente marina de primera generación. Tienen la ventaja de utilizar conocimientos de ingeniería existentes (y fiables), pero están limitados a aguas relativamente poco profundas (aproximadamente de 20 a 40 metros (66 a 131 pies) de profundidad). ^{[ 3 ]}

El posible uso de las corrientes marinas como recurso energético comenzó a despertar interés a mediados de la década de 1970, tras la primera crisis del petróleo . En 1974, se presentaron varios diseños conceptuales en el Taller MacArthur sobre Energía, y en 1976, la British General Electric Co. llevó a cabo un estudio financiado parcialmente por el gobierno que concluyó que la energía de las corrientes marinas merecía una investigación más detallada. Poco después, el Grupo ITD del Reino Unido implementó un programa de investigación que incluyó un año de pruebas de rendimiento de un rotor hidro-Darrieus de 3 metros desplegado en Juba , en el Nilo Blanco .

En la década de 1980 se llevaron a cabo varios proyectos de investigación a pequeña escala para evaluar los sistemas de energía mareomotriz. Los principales países donde se realizaron estudios fueron el Reino Unido, Canadá y Japón. Entre 1992 y 1993, el Informe sobre la Energía de las Corrientes Mareomotrices identificó emplazamientos específicos en aguas británicas con una velocidad de corriente adecuada para generar hasta 58 TWh/año. Confirmó la existencia de un recurso energético mareomotriz capaz, en teoría, de cubrir aproximadamente el 19 % de la demanda eléctrica del Reino Unido.

^{En 1994-1995 ,} el proyecto EU-JOULE CENEX identificó más de 100 emplazamientos europeos con superficies de lecho marino que oscilaban entre 2 y 200  km² , muchos de ellos con densidades de potencia superiores a 10 MW/ ^km² . Tanto el Gobierno del Reino Unido como la UE se han comprometido con acuerdos internacionales negociados para combatir el calentamiento global. Para cumplir con dichos acuerdos, será necesario aumentar la generación de electricidad a gran escala a partir de recursos renovables. Las corrientes marinas tienen el potencial de cubrir una parte sustancial de las futuras necesidades de electricidad de la UE. ^{[ 3 ]} El estudio de 106 posibles emplazamientos para turbinas mareomotrices en la UE mostró un potencial total de generación de energía de unos 50 TWh/año. Si este recurso se aprovecha con éxito, la tecnología necesaria podría sentar las bases de una nueva industria importante para producir energía limpia para el siglo XXI. ^{[ 9 ]}

Aquí se pueden encontrar aplicaciones contemporáneas de estas tecnologías: Lista de centrales mareomotrices . Dado que los efectos de las mareas sobre las corrientes oceánicas son tan importantes y sus patrones de flujo son bastante predecibles, muchas centrales de extracción de energía mareomotriz se ubican en zonas con altas tasas de flujo de marea. ^{[ 10 ]}

La investigación sobre la energía de las corrientes marinas se lleva a cabo, entre otros lugares, en la Universidad de Uppsala en Suecia, donde se ha construido una unidad de prueba con una turbina de tipo Darrieus de palas rectas y se ha instalado en el río Dal en Suecia. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Las corrientes oceánicas son fundamentales para determinar el clima en muchas regiones del mundo. Si bien se sabe poco sobre los efectos de la extracción de energía de las corrientes oceánicas , los impactos de dicha extracción en el medio ambiente lejano pueden ser una preocupación ambiental significativa. Los problemas típicos de las turbinas , como el impacto de las palas, el enredo de organismos marinos y los efectos acústicos, persisten; sin embargo, estos pueden magnificarse debido a la presencia de poblaciones más diversas de organismos marinos que utilizan las corrientes oceánicas para migrar . Las ubicaciones pueden estar más alejadas de la costa y, por lo tanto, requieren cables de alimentación más largos que podrían afectar el medio ambiente marino con emisiones electromagnéticas. ^{[ 13 ]} La base de datos Tethys proporciona acceso a literatura científica e información general sobre los posibles efectos ambientales de la energía de las corrientes oceánicas. ^{[ 14 ]}

• Conversión de energía térmica oceánica : extracción de energía del océano. 
• Energía mareomotriz : tecnología para convertir la energía de las mareas en formas útiles de energía. 
• Generador de corriente mareomotriz : un tipo de tecnología de generación de energía mareomotriz. 
• Energía undimotriz : transporte de energía mediante olas de viento y captura de esa energía para realizar trabajo útil. 

• Portal y repositorio de información sobre energías renovables marinas. Una red de bases de datos que proporciona un amplio acceso a la información sobre energía marina.
• Conceptos básicos de la energía marina: Energía actual. Información básica sobre la energía actual.
• Base de datos de proyectos de energía marina: Una base de datos que proporciona información actualizada sobre el despliegue de proyectos de energía marina en los EE. UU. y en todo el mundo.
• Base de datos Tethys: Una base de datos con información sobre los posibles efectos ambientales del desarrollo de la energía marina y la energía eólica marina.
• Base de datos de ingeniería de Tethys: Una base de datos con información sobre el diseño técnico y la ingeniería de dispositivos de energía marina.
• Repositorio de datos marinos e hidrocinéticos: Una base de datos que contiene todos los datos recopilados por proyectos de investigación y desarrollo de energía marina financiados por el Departamento de Energía de los Estados Unidos.