Tecnología Mareomotriz: Principios Físicos y Funcionamiento de Centrales Eléctricas

Energía Mareomotriz

Base Física de las Mareas

La energía mareomotriz tiene su origen en la variación periódica y predecible que experimenta el nivel del agua del mar.

El movimiento periódico y alternativo de las aguas marinas es inducido por el efecto combinado de las atracciones mutuas entre la Tierra, la Luna y el Sol, y la fuerza centrífuga que aparece como consecuencia de la rotación del sistema Tierra-Luna alrededor de un centro de masas.

Funcionamiento General de las Centrales Mareomotrices

El aprovechamiento de las energías asociadas al movimiento de las mareas es lo que permite a las centrales producir energía eléctrica. Se distinguen dos tipos principales de energía aprovechable:

• Energía Potencial ($ ext{E}_p$): El cambio de altura entre la bajamar y la pleamar en puntos costeros se denomina alcance, y puede dar lugar al almacenamiento de $ ext{E}_p$.
• Energía Cinética ($ ext{E}_c$): El agua, al moverse, da lugar a corrientes de marea, generando así $ ext{E}_c$.

Clasificación de Sistemas de Aprovechamiento

Las tecnologías de generación se clasifican según cómo gestionan el flujo de agua:

Sistemas de Simple Efecto

Son sistemas de generación en los que se aprovecha:

• Bien la entrada de agua a la presa (inundación).
• O bien la salida (generación en bajamar).

Su producción de electricidad es intermitente.

Sistemas de Doble Efecto

En estos sistemas se produce electricidad tanto a la entrada de agua a la presa como a su salida (inundación-pleamar).

Ciclos de Acumulación por Bombeo

Implican el uso de turbogeneradores que funcionan tanto como turbinas como motores-bomba, utilizando la electricidad producida para bombear agua cuando es necesario.

Estrategias Operacionales de Generación

Generación por Inundación (Flujo Creciente)

Las turbinas de flujo axial se colocan perpendiculares al flujo creado por la marea creciente. Esto da lugar a dos picos de producción de electricidad cada 24 horas y 50 minutos, con una duración de tres horas por pico.

Generación en Pleamar (Flujo Descendente)

En esta estrategia:

1. Se retiene el flujo ascendente creado durante la pleamar en una presa a través de esclusas que se cierran al alcanzar el nivel máximo.
2. Transcurrido un tiempo para que se retire la marea, se abren las esclusas.
3. Se crea un desnivel máximo al llegar la bajamar, momento en el que las turbinas de reacción aprovechan la presión hidrostática para convertirla en momento de giro del eje, transmitido al generador eléctrico.

Este proceso también genera dos picos de producción cada 24 horas y 50 minutos, con una duración de 3 horas cada uno.

Producción de Doble Efecto

Con esta estrategia se consiguen cuatro picos de producción de electricidad. Estos picos son de menor intensidad que en los casos anteriores, y cada uno tiene una duración de 5 horas.