Aproximación a la energía de las olas y a los dispositivos para su conversión

Abstract

RESUMEN: Actualmente existe una conciencia mundial de que las reservas de combustibles fósiles son finitas y se agotaran algún día en un futuro próximo y junto a los problemas medioambientales (emisiones de gases invernadero y calentamiento global) que conlleva la utilización de estos combustibles hacen por tanto necesario llevar a cabo un cambio de modelo energético. En este contexto surgen las energías renovables como una de las posibles soluciones para este problema. Cada vez se está apostando más por las energías renovables y éstas son cada vez más eficientes. De este modo, el porcentaje procedente de energías alternativas respecto al abastecimiento total de energía eléctrica está en continuo aumento. De todas las fuentes de energía renovables principales como el sol, el viento, la biomasa o el mar, ésta última es la que menos se ha explotado hasta el momento. En la presente tesis, se pretende dar una visión general de la energía de las olas como fuente energética, se analiza el fenómeno del oleaje, se hace una introducción a la teoría de olas proporcionando alguno de los modelos teóricos para describirlo y se explican algunos de los muchos dispositivos tecnológicos de conversión existentes destacando los de mayor desarrollo en la actualidad, estableciendo una clasificación de los mismos atendiendo a diversos aspectos así como viendo a su vez diversos dispositivos que ya han sido instalados en parques experimentales de las olas. También se indican las limitaciones que pueden tener esta clase de dispositivos en cuanto a variabilidad del oleaje y eficiencia se refiere. Se trata de comprobar además, si esta energía es rentable actualmente desde un punto de vista económico y se analiza también su posible impacto medioambiental. La energía de las olas ó también llamada energía undimotriz, ha sido acogida como la más prometedora fuente de energía renovable para los países marítimos. Es inagotable, no genera residuos tóxicos y posee un gran potencial que aún no ha sido explotado por lo que la hace una de las energías renovables más prometedoras para el futuro como veremos en la tesis presente. La energía marina y concretamente la energía de las olas se considera aún una industria emergente, en un estado incipiente de desarrollo tecnológico pre‐comercial, marcado por grandes oportunidades pero también por numerosas barreras por superar hasta lograr una explotación comercial competitiva con otra fuentes. Cabe destacar la importancia que tiene la adaptación del diseño de los dispositivos (superficie de potencia) a la distribución de energía disponible en el emplazamiento donde van a ser instalados con el objetivo de optimizar su eficiencia. También se destaca la importancia que adquiere la supervivencia de los dispositivos. El camino hacia la competitividad viene marcado por la multitud de tecnologías diferentes y los elevados costes que elevan el riesgo de los proyectos, aunque las ventajas que presenta hace que se siga avanzando en su investigación y desarrollo.

ABSTRACT: There is currently a global awareness that the reserves of fossil fuels are finite and will eventually run out someday in the near future, together with the environmental problems involved in the use of these fuels with the emission of greenhouse gases and global warming. Therefore it is necessary to carry out a change to the actual energy model. In this context renewable energy arises as one of the possible solutions to this problem. Our society is steadily focusing on renewable energy and the associated technologies are becoming more and more efficient. In this way, the share of alternative energies in the total supply of electricity is continuously increasing. Of all the main renewable energy sources, such as the sun, biomass, the wind or the sea, the latter is the one that has least has been exploited so far. This thesis is intends to provide an overview on wave energy as a renewable source, by analysing the phenomena of the swell, with an introduction to the theory of waves describing some of the theoretical models and explaining some of the many existing conversion technologies, highlighting the finest developed devices available at present‐day. A device classification is also provided, taking into account various aspects as well as pointing out the various energy conversion devices that have already been installed in pilot wave‐parks. The limitations of these devices are presented in terms of variability of the ocean swells and with respect to efficiency. In addition, it is important to check if these energy conversion systems are currently profitable from an economic point of view, and also to analyse their potential environmental impact. Wave energy has been hailed as the most promising renewable energy source for maritime countries. It is inexhaustible, does not generate toxic waste and holds a great potential that has not yet been exploited, which makes it one of the most promising renewable sources of energy for the future as we will see in the present thesis. The marine energy in general, and in particular the energy of the waves, is still considered as an emerging industry in an evolving state of pre‐commercial technological envelopment, marked by great opportunities but also by numerous obstacles to overcome, before achieving commercial competitiveness with other sources. At present the sector is in an early stage of development, but some of the results look promising, with several conversion systems in operation as prototypes in various experimental wave‐parks. The system success depends of the correct match between the output power‐curve of the device and the local wave statistics, in terms of wave‐depth, direction and period. In any case the development of this technology will need significant funding support, because it is still incipient and thus not yet competitive with other renewable energy sources. It will need a period of tests and improvements. The road to competitiveness is marked by the need to test a multitude of different technologies and, even though the associated high costs raise the risk of the projects, their major the advantages makes desirable further progress in their research and development.