Fuente: OES Brochures, 21 de abril de 2021
Un resumen de los desarrollos tecnológicos más destacados en energías de las corrientes de mareas a partir de la traducción al español del informe 2021 de Ocean Energy Systems (OES).
Descarga de responsabilidad
Ocean Energy Systems (OES) funciona dentro del marco creado por la Agencia Internacional de Energía (IEA). Los puntos de vista, los hallazgos y las publicaciones de la OES no representan necesariamente los puntos de vista o las políticas de la Secretaría de la IEA o de sus países miembros individuales.
Avances en el aprovechamiento de la energía de las corrientes de marea
- Las mareas producen el movimiento de las masas oceánicas conocido como “energía de las corrientes de las mareas”.
- Las mareas provocan movimientos cinéticos del flujo marino en la forma de corriente, las corrientes se aceleran cerca de las costas donde hay una topografía restrictiva tal como en los estrechos entre islas.
- Esta energía se puede aprovechar con turbinas de corrientes de marea montadas en el lecho marino o en plataformas flotantes.
- El método para extraer energía de las corrientes de las mareas se basa en las turbinas de eje horizontal que han demostrado ser las tecnologías más eficaces. Los diseños alternativos incluyen turbinas de eje vertical y cometas de marea.
- Esta tecnología se comercializa utilizando dispositivos a gran escala instalados en el mar.
- Los avances de las nuevas tecnologías en los últimos años se demuestran con las horas de funcionamiento acumuladas y la electricidad generada.
- Existe la necesidad de una mayor investigación y ensayos en el mar de los nuevos dispositivos durante largos períodos; los cuales brindarán una experiencia invaluable en cuanto a rendimiento, confiabilidad, disponibilidad, mantenimiento, capacidad de supervivencia e impacto ambiental.
Mercados
- El mercado dominante para la energía de las mareas será la generación de electricidad conectada a la red.
- Existen claras oportunidades de desarrollo y despliegue de tecnologías de energía oceánica a menor escala en islas y lugares remotos.
- También existe un mercado potencial para las tecnologías diseñadas para capturar energía de las corrientes oceánicas en forma de flujo unidireccional relativamente constante e intermitente y además en corrientes de ríos. Aunque la tecnología a aplicar en la extracción de energía de estas diferentes fuentes tienen factores comunes, en ciertos casos habrá diferencias significativas.
Tecnologías destacadas
1. MEYGEN de SIMEC Atlantis Energy
Es el convertidor de energía de marea más grande construido y está funcionando en Pentland Firth en Escocia.
En Diciembre de 2020, el proyecto MeyGen confirmó que ha superado los 35 GWh de energía cedida a la red desde inicio del proyecto. MeyGen Limited tiene un contrato de arrendamiento del sector marino para desarrollar un proyecto de corriente de marea de 398 MW entre la costa más septentrional de Escocia y la isla de Stroma.
La primera fase del proyecto MeyGen implica la instalación de 4 turbinas de 1,5 MW que incorpora dos tipos de tecnologías de turbinas: Atlantis Resources AR1500 y Andritz Hydro Hammerfest AH1000 MK1. En 2020 se construyó un sitio submarino para facilitar la construcción de la próxima generación de redes conectadas a turbinas de mareas.
2. Turbina AR500 de SIMEC Atlantis Energy.
Una turbina de corrientes de marea construida en Escocia ha empezado a generar electricidad en Japón.
La turbina SIMEC Atlantis Energy AR500 se envió desde el Reino Unido a fines de 2020 al puerto de Nagasaki, Japón y se instaló en el Estrecho de Naru, ubicado entre las islas de Naru, en el sur de islas japonesas Goto.
El proyecto está dirigido por Kyuden Mirai Energy (KME) en asociación con Nagasaki Marine Industry Cluster Promotion Association y el apoyo financiero del Ministerio de Medio Ambiente de Japón.
3. Nova Innovation
Un conjunto de 4 turbinas de mareas en las islas Shetland acumulan más de 35.000 hora de generación de energía eléctrica a la red.
Nova Innovation está duplicando la capacidad de la primera instalación de convertidores de energía de mareas submarina del mundo. En octubre de 2020, Nova Innovation instaló con éxito su cuarta turbina de mareas “Eunice” en el complejo de la isla Shetland además en 2021/22 se instalarán dos turbinas de 0,1 MW en Bluemull Sound en la isla Shetland aumentando la potencia total a 0,6 MW.
Nova planea extender aún más la potencia a 2 MW en dicho sitio después de la adjudicación de una extensión del alquiler del sector marino por parte del gobierno de Escocia.
En noviembre de 2020, Nova aseguró una inversión de 1,2 millones de libras por parte del gobierno de Gales para su proyecto Enili para la captación de la energía mareomotriz en el norte de Gales en un intento por crear la primera isla de energía azul del mundo.
Nova también anunció planes en Febrero de 2021 para desarrollar un nuevo proyecto en Escocia. El gobierno de Escocia firmó un acuerdo con Nova para el proyecto de 3 MW “Òran na Mara”; el objetivo es instalar turbinas mareomotrices en la isla Sound.
Nova Innovation también avanza con el desarrollo de su proyecto de energía mareomotriz en Petit
Passage de Nueva Escocia, Canadá, la primera turbina tiene programada su instalación en 2021.
4. Verdant Power
Un parque con 3 turbinas de marea situado en la Isla de Roosevelt en el río del Este de Nueva York, USA ha alcanzado elevados niveles de producción
En octubre de 2020, la empresa Verdant Power instaló las tres turbinas en el río del Este de Nueva York; el proyecto se denomina Roosevelt Island Tidal Energy (RITE).
El componente central del sistema Verdant Power Free Flow es la turbina de eje horizontal de tres palas. El sistema de energía mareomotriz de quinta generación (Gen5) de Verdant Power utiliza un novedoso sistema de montaje TriFrame™. El sistema TriFrame™ es una solución rentable para la instalación, la operación y el mantenimiento de los equipos para la captación de la energía de las mareas.
Después de los primeros 100 días de aplicado el sistema en el río del Este, Verdant informó que el proyecto estableció un récord de generación eléctrica para este tipo de aprovechamiento en USA pues tuvo una disponibilidad del 100% y generó 100 MWh de energía en solo 85 días de operación.
5. Sustainable Marine Energy & Schottel Hydro
Seis turbinas de mareas montadas en una plataforma flotante aprovechan el poderío de mareas de la bahía de Fundy, lugar donde las mareas son las más poderosas del mundo.
Las empresas Sustainable Marine Energy (SME) con su socio Schottel Hydro continúan las pruebas en el mar en la bahía de Fundy, Nova Escocia, Canadá.
Recientemente se instaló una gran plataforma flotante con 6 turbinas en la Bahía de Fundy; estas turbinas son una versión más grande de un prototipo probado durante los últimos dos años. El dispositivo está instalado en el Gran Pasaje y más tarde se trasladará al Pasaje Minas en el Centro de Investigación de la energía oceánica de la bahía de Fundy. Esta plataforma de 420 kW (PLAT-I 6.40) es la primera unidad de un futuro parque flotante de 1,26 MW.
6. Orbital Marine Power
Proyecto O2 de corrientes de marea de 2 MW mediante 2 turbinas de 20 m de diámetro; actualmente es el proyecto más grande en una plataforma flotante.
Durante 2020 se avanzó con la construcción de su turbina optimizada de corriente de marea flotante, es una superestructura flotante de 72 m de largo que soporta dos turbinas de 1 MW, para producir una potencia total de 2 MW. Está previsto que entre en servicio en 2021 en el Centro Europeo de Energía Marina (EMEC) en Orkney. El anterior prototipo SR2000 produjo más de 3 GWh de electricidad durante sus primeros 12 meses continuos de prueba en EMEC.
El proyecto O2 ha recibido financiación del programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 y apoyo del Programa Saltire de Energía de Mareas del gobierno de Escocia y de fondos de riesgo de Europa nororiental. La empresa también anunció un nuevo programa de I + D de € 5 millones apoyado por el canal INTERREG de Francia y el Proyecto TIGER de Inglaterra.
7. Magallanes Renovables
Remolcado desde España a las islas Orkney fue probado y además se conectó con éxito a la red eléctrica en EMEC.
El dispositivo de turbina mareomotriz de segunda generación del desarrollador de mareas español Magallanes Renovables, el ATIR fue instalado y probado en EMEC. El dispositivo transfirió la energía eléctrica generada a la red nacional del Reino Unido en marzo de 2019.
La plataforma flotante de 45 m está equipada con dos rotores de 1,5 MW de potencia total. Fue fabricado en Vigo, España y remolcado a Orkney. En 2020 se retiró temporalmente para someterse a mantenimiento y volverá a EMEC en Fall of Warness, Escocia en 2021 para realizar más ensayos.
8. Sabella
Turbina de mareas cerca de la isla de Ushant, en este sitio de Francia se encuentran las condiciones de más elevado valor de corrientes de mareas y además la turbina tiene un año completo de ensayos en el mar.
La turbina D10-1000 estuvo operando con éxito desde octubre de 2019 en el Pasaje de Fromveur en la isla de Ushant. Se convirtió en la primera turbina mareomotriz en suministrar electricidad a la red francesa. La instalación está constituida por una turbina con un rotor de eje horizontal ubicada en una estructura que fue colocada por gravedad en el fondo del mar.
Sabella ha finalizado recientemente la construcción de un prototipo para una nueva generación de turbinas con palas construidas en materiales compuestos; en el verano de 2021 tienen previsto volver a conectar a la red el convertidor D10-1000 en la isla de Ushant.
La compañía también está trabajando con la empresa Morbihan Hydro Energías en el diseño, construcción e instalación de dos turbinas mareomotrices de 250 kW en el Golfo de Morbihan en el ámbito del proyecto Interreg TIGER.
9. HydroQuest
Un prototipo de eje vertical de 1 MW de potencia para la captación de la energía de mareas ha superado los 18 meses de ensayos en Francia en la región norte de Bretaña.
Las pruebas del prototipo de turbina mareomotriz marina HydroQuest de 1 MW con eje vertical contrarrotante dual continuó en 2020. Está ubicada en Paimpol-Bréhat, Bretaña, Francia.
La turbina ya ha superado los 18 meses de funcionamiento y en junio de 2019 acredita el primer MWh exportado a la red eléctrica. Está previsto que la turbina sea desmantelada durante el verano de 2021 después de 2 años de funcionamiento.
HydroQuest y sus socios están desarrollando una granja piloto de 17,5 MW en Raz-Blanchard, Normandía, uno de los lugares con la energía mareomotriz más poderosos del mundo. Esta granja piloto constará de 7 turbinas mareomotrices de nueva generación. El proyecto ya cuenta con el consentimiento previo y la fase de construcción está prevista para 2022.
10. Corporación LHD New Energy
Proyecto demostrativo de una Turbina para corrientes de marea de eje vertical en la isla de Xiushan de China que ha superado los 40 meses de funcionamiento continuo generando más de 1,95 GWh de energía.
Se han montado y puesta en marcha en una plataforma asentada en el fondo del mar cerca de la isla Xiushan tres turbinas de eje vertical y una turbina de eje horizontal (de 400 kW, 600 kW, 400 kW y 300 kW de potencia) que fueron conectados a la red en agosto de 2016.
Desde 2016, el proyecto generó en forma continua algo más de 1,95 GWh, en alrededor de 40 meses de funcionamiento. Un aspecto innovador de este proyecto es el diseño modular de la plataforma que facilita la instalación y el mantenimiento de las turbinas.
LHD pasará a la siguiente fase del proyecto donde se espera alcanzar los 4,1 MW de potencia. En la actualidad, la estructura principal se ha completado y será puesta en funcionamiento en el primer trimestre de 2021.
11. Uldolmok
La instalación de Uldolmok en Corea es un sitio para ensayos de equipos convertidores de la energía de las corrientes de mareas.
En las aguas del suroeste de Corea existen un grupo de islas con muchos estrechos adecuados para el desarrollo de la captación de la energía de las corrientes de marea. El estrecho de Uldolmok en la isla de Jindo es uno de los sitios potenciales prometedores para el aprovechamiento de las corrientes de marea.
Con el apoyo del Ministerio de Océanos y Pesca y por el Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología Oceánicas (KIOST) fue construido en 2009 una planta piloto de corriente de marea de 1 MW.
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La planta piloto de energía mareomotriz está dispuesta en una estructura de cubierta de 50 m de altura. En la actualidad produce energía por medio de una turbina de eje vertical de 150 kW.
Se han probado tres sistemas diferentes: la primera es un convertidor de energía de corriente de marea de eje horizontal de 20 kW, la siguiente tiene un eje vertical con dos turbinas en ductos por último un sistema híbrido de generación de energía mediante el almacenamiento hidroeléctrico.
Además, esta planta se utilizará como parte de un banco de ensayos en mar abierto para equipos pequeños y medianos de menos de 500 kW de capacidad.
12. SeaPower Scrl
La turbina Kobold está instalada desde el año 2002 en el estrecho de Messina. Esta turbina de eje vertical aún hoy se encuentra en funcionamiento acumulando experiencia.
El Grupo de Diseño de Aircaft y AeroflightDynamics (ADAG) de la Universidad de Nápoles “Federico II” en cooperación con SeaPower Scrl, desarrolló y patentó la Turbina KOBOLD.
La plataforma con un diámetro de 6 m tiene instalada a una turbina Kobold de tres palas que fue construida por la empresa Ponte di Archimede, se instaló en el Estrecho de Messina en el año 2000. Todavía está en funcionamiento conectada a la red, con un potencia de salida nominal de 30 kW.
13. ADAG and SeaPower s.c.r.l.
La turbina para corrientes de marea auto orientable Ocean’s Kite (Cometa del océano) está pronta para ser instalada en el estrecho de Messina.
Se ha instalado en la Laguna de Venecia el primer prototipo a gran escala del Ocean’s Kite, con una potencia nominal de 100 kW y está previsto instalar un prototipo de 300 kW en el estrecho de Messina.
El proyecto fue construido por un consorcio de empresas venecianas: GEM y SeaPower s.c.r.l. diseñado por ADAG, este sistema de conversión de energía de corriente oceánica consiste en un cuerpo sumergido con dos turbinas hidráulicas de eje horizontal. El sistema está anclado al fondo marino y libre para orientarse según el sentido de la corriente.
14. Minesto
Una tecnología de turbinas del tipo cometa utiliza corrientes de marea de baja velocidad en las islas Feroe.
En octubre de 2020, el desarrollador sueco de energía marina Minesto lanzó su sistema de cometas de marea DG100 de 100 kW en las Islas Feroe; además se conectó con todo éxito a la red eléctrica de las Islas Feroe.
Minesto está desarrollando una tecnología, llamada Deep Green, que puede producir electricidad por medio de corrientes de mareas de baja velocidad. La Fase 2 consiste en el diseño, construcción e instalación de un dispositivo de segunda generación en Holyhead Deep, muy cerca de la zona de ensayos de Anglesey en Gales.
Minesto también está trabajando para obtener los permisos necesarios para la instalación de un equipo de 100 kW en Paimpol Bréhat propiedad de EDF.
Muchas de las tecnologías que fueron desarrolladas para aprovechar la energía de las corrientes de marea también se puede configurar para aprovechar la energía de las corrientes de los ríos.
15. Ocean Renewable Power Company (ORPC)
Provisión de una turbina para la captación de energía de las corrientes de rio Kvichak para el pueblo Igiugig en Alaska; el objetivo es mejorar la calidad de vida de la población nativa debido a las condiciones climáticas adversas por el extremo frío y la presencia casi permanente de hielo.
El sistema de energía RivGen® de ORPC se volvió a instalar en el Río Kvichak en Igiugig y ha estado funcionando en forma continua para esta comunidad remota desde octubre de 2019, lo que lo convierte en el sistema para la captación de energía de corriente más antiguo de EE. UU. A pesar de las condiciones climáticas extremas en Alaska siguió generando electricidad con éxito durante todo el invierno.
Las lecciones aprendidas de este primer año de operaciones están siendo incorporadas en el diseño de un segundo dispositivo RivGen que se está construyendo para Igiugig.
Esta tecnología es particularmente interesante para las comunidades remotas, muchas de los cuales se encuentran a lo largo de los ríos y suelen depender de costosos diesel para el suministro eléctrico de la población.
16. MittelrheinStrom
La empresa alemana de energía MittelrheinStrom instaló en el verano de 2020 una turbina en el río Rhin en St. Goar, Alemania.
La tecnología “Strom-Boje 3.2” corresponde a una turbina de 70 kW con dos palas de eje horizontal sin engranajes. La turbina está colocada en una estructura flotante sujeta en el fondo del río.
La tecnología está siendo desarrollada por la empresa austriaca Aqua Libre, que opera una versión anterior del sistema en el río Donau desde 2011.
Próximos proyectos en marcha
Júpiter Hydro
La empresa canadiense Jupiter Hydro prosigue en la Bahía de Fundy con el desarrollo de su proyecto de turbinas helicoidales, los ensayos se realizan en dos etapas: la primera es la prueba de un prototipo de 1 MW no conectado a la red y la otra es un prototipo para demostración de 2 MW.
NewEast Energy
NewEast Energy es una subsidiaria de la New Energy Corporation que obtuvo un permiso para un proyecto de 800 kW de potencia en el Pasaje Minas, Canadá. El proyecto consistirá en un sistema flotante para la captación de la energía que estará conectada a la red eléctrica.
EnviroGenTM. Yourbrook Energy Systems
Yourbrook Energy Systems, una empresa con sede en la Columbia Británica que desarrolla tecnología para la captación de la energía mareomotriz, actualmente continúa con el desarrollo del equipo Kamdis de 500 kW.
La tecnología de Yourbrook está dirigida a comunidades rurales y remotas donde a partir de un nuevo equipo se pretende la captación de la energía de las mareas y además se proponen soluciones para el almacenamiento de energía obtenida.
SeaQurrent
La empresa de los Paises Bajos SeaQurrent estuvo ensayando su proyecto piloto Tidalkite con corrientes marinas a velocidades moderadas en el Mar de Wadden. La etapa siguiente será lo relacionado a la instalación, operación y mantenimiento del equipo Tidalkite en el mar.
GUINARD Energies Nouvelles
Guinard Energies Nouvelles es una start-up francesa que diseña y fabrica una gama de turbinas dirigidos a mercados comunitarios aislados para desempeñarse con reducidos caudales de agua de estuarios y arroyos.
Design Pro Renovables
La empresa irlandesa Design Pro Renewables ha estado realizando ensayos en el laboratorio de pruebas Seeneoh en el río Garona en Burdeos, Francia. Este sistema consta de un par de turbinas mareomotrices de eje vertical y tiene como objetivo su aplicación fluvial y en estuarios.