Energía Undimotriz
Existen numerosos intentos de extraer energía de las olas, sin embargo, no está del todo claro cómo se comportan estas cuando se aproximan a la costa.
La zona de oscilación en la que tendríamos una boya y pudiéramos ver el movimiento de la boya sería algo muy parecido a un movimiento circular. El agua en contacto con el fondo está quieta. Entre esa agua y la de la superficie se produce una forma circular o crónica. Cuanto más nos acercamos a la orilla, las zonas de influencia circulares se convierten en elípticas, siendo todavía más cerca de la orilla un movimiento en el que se hace más imperceptible. Hasta que hay movimiento circular pero no la traslación de masa.
Por lo tanto, no será lo mismo intentar aprovechar la energía de las olas en la costa (cuando estamos llegando a una rompiente o acantilado a la orilla) que en alta mar, porque el movimiento que nos encontramos será diferente.
En la Costa
Existe una planta en fase experimental en la que los niveles del mar y de una cámara artificial contigua son iguales. En la parte superior de la cámara artificial hay un gran conducto que contiene aire y que conduce a una turbina que es capaz de funcionar en dos sentidos. Al venir una ola que aumenta el nivel del agua en el exterior, por diferencia de presiones, aumenta el nivel de agua en la cámara interior de manera brusca. Esta subida actúa como una jeringa, es decir, empuja todo el volumen del aire que existe sobre el agua hacia la turbina en el otro sentido. Estas turbinas funcionan con regímenes inestables de aire y sometidas a grandes esfuerzos y momentos de grandes violencias.
Turbina de Impulsos
Para que estas plantas funcionen óptimamente, las olas tienen que ser violentas y con cierta frecuencia, esta situación es muy poco común en la mayoría de la costa española.
En Alta Mar
Las olas tienen mucha mayor altura y amplitud. Para ello se propone como solución la creación y unión de una serie de cilindros flotantes de grandes dimensiones con cilindros hidráulicos en sus uniones de manera que cada vez que los cilindros basculan con el movimiento de las olas, los cilindros se comprimen y se estiran. Al comprimirse, bombean aceite a unos circuitos que van unidos a unos motores hidráulicos en el interior del cilindro. (Motores hidráulicos también en camiones de hormigonera). Hay algunos puntos del planeta que son especialmente buenos para emplazar estos sistemas por las olas que se producen. Una vez más, nos encontramos en fase experimental, ya que no se tienen suficientes datos históricos y los materiales empleados están sometidos a uno de los ambientes más corrosivos que se conocen, la pulverización salina del mar (pelamis). En hidráulicas, los prototipos permiten ser escalables.
Corrientes Marinas
El perfil de velocidades que lleva el agua en el fondo marino es exactamente igual al que obtenemos del viento en la superficie. Tendremos que situar una turbina a cierta altura del fondo. Al ser el agua no comprimible y mucho más densa, una diferencia de empuje entre una pala y otra puede suponer una catástrofe. Las palas de estas turbinas no pueden ser en ningún caso del tamaño de las eólicas, serán mucho más robustas y cortas. Debido a la densidad del agua, la turbina va a tener un momento de vuelco muy grande.
Las turbinas en este caso disponen de un carenado o recubrimiento que facilita la orientación (este carenado también existe en minieólica). La envolvente acelera el flujo hacia la turbina y además la tiene siempre encurada a la corriente (sea hurchin).
Ciclo Rankine en el Océano
El emplazamiento perfecto es uno que tenga profundidad a poca distancia de la costa y en el que el agua en superficie tenga una temperatura algo cálida. Como en las zonas caribeñas se sabe que aproximadamente a 1000 metros un kilómetro de profundidad la temperatura del agua es de 4 grados y en su superficie puede tener 23 grados en estas zonas, con este pequeño salto térmico necesitamos una sustancia que sea capaz de llegar a ebullición y de condensar con poca temperatura, el amoniaco.
Para llevar a cabo el ciclo Rankine necesitamos coger del agua de una profundidad de 1000 metros, para condensar el vapor y coger agua de la superficie para evaporar el amoniaco y mover la turbina. Supone tener energía siempre disponible día y noche.
Biocombustibles
Lo que más condiciona el mundo de los combustibles desde un punto de vista tecnológico es que estos combustibles sean compatibles con todas las tecnologías desarrolladas previamente para los combustibles fósiles.
Hay que intentar algo que sea muy similar a los combustibles que conocemos como la gasolina.
No somos capaces de hacer, por ejemplo, biodiesel en las cantidades que necesitamos hoy en día.
Los combustibles son hidrocarburos. Del mundo “BIO”, es decir, de la naturaleza, podemos obtener el etanol mediante fermentación de azúcares como el almidón.
El etanol es: dos carbonos, hidrógeno el grupo, OH.
Los hidrocarburos ramificados (iso…ano) soportan mucho más ser comprimidos. Los lineales (n…anos). La gasolina de 98 octanos se comporta como un 98 por ciento de iso-octanos y un dos por ciento de n-octanos.
La idea de los biocombustibles se basa en aprovechar plantas y animales para producir etanol. Hoy en día se está trabajando en modificación de bacterias y de algas con el fin de que, qué es la materia orgánica obtenida sea suficiente para convertirlas en sustancias tipo hidrocarburos.
Hay algas que crean en su interior unas bolsitas de grasa qué es muy similar al gasoil desde el punto de vista termodinámico.
Un catalizador es una sustancia qué hace posible una reacción o acelera sin intervenir en la reacción, es decir, que se conserva al acabar la reacción, un ejemplo es el metanol como catalizador para biodiesel.
El objetivo es producir sustancias lo más parecidas a los hidrocarburos actuales, y si es posible a partir de sustancias de los sobran como los desechos orgánicos.
Producir biocombustibles conlleva un riesgo humanitario este riesgo es la subida del precio de los alimentos que se emplean para su producción.
Al mismo tiempo que aumenta las restricciones para su utilización de motores térmicos basados en combustibles fósiles, en paralelo aumenta la complicación para aquellos que intentan desarrollar combustibles bio. Las grasas que tradicionalmente se están utilizando para generar combustible no se pueden utilizar debido a restricciones.
Si se pretende que una máquina térmica saque el máximo rendimiento del combustible se necesita una temperatura lo más alta posible, si su aumenta la relación de compresión probablemente se extrae más rendimiento al combustible pero esto conlleva generación de óxido de nitrógeno.
No es lo mismo competir entre empresas por una materia qué competir entre empresas y personas por una materia común. Durante el proceso de reproducción de los organismos unicelulares estos consumen azúcares y generan alcohol es principalmente si se parte de la idea de utilizar etanol cómo combustible porque es posible obtener fácilmente en grandes cantidades. Se produce un caldo que contiene agua, alcohol y bacterias. Pero esta mezcla no puede quemarse por qué se necesita prácticamente alcohol puro para emplearlo de biocombustible para extraer el alcohol al caldo y obtenerlo casi puro hay que ir más allá de la destilación. El proceso a seguir para que el bioetanol tenga los niveles exigidos por la legislación es mucho más costoso qué producir el bioetanol en sí, el etanol tiene menor poder calorífico que la gasolina.
Proyecto Hammerfest
Es una turbina en el fondo del mar con base metálica robusta y contrapeso en los tres extremos la parte que contiene el buje como generador está sellado herméticamente para evitar filtraciones de agua.
Las palas son de dimensiones pequeñas y robustas que permiten su giro a búsqueda de ángulo en el buje.
En caso de reparación se sustraen de una base donde se acoplan conectados directamente a la central ubicada normalmente cerca de la zona de captación.