¿La energía de las olas finalmente ha alcanzado la mayoría de edad?

El panel de energía de las olas WaveRoller cerca de la costa

Por Tim Smedley

Traducido por L. Domenech

19 de junio de 2019 · 8 min de lectura

La energía de las olas ha tenido muchos falsos amaneceres. Pero ahora una empresa de Finlandia tiene un prototipo de 2MW en funcionamiento en Portugal. ¿Se ha roto finalmente la energía de las olas?

La energía de las olas se genera utilizando la energía cuando una ola rueda hacia la costa para hacer girar una turbina o bombear pistones hidráulicos. La energía está determinada por la velocidad de la ola, la altura de la ola y el "alcance", la distancia sobre la que ha viajado la ola. Cuanto más grande sea el océano, mayor será el potencial de velocidad y alcance, y dado que Portugal tiene todo el océano Atlántico entre su costa y las Américas, el alcance es bastante bueno.

El fenómeno de "alcance" y "aumento" de la energía de las olas

“Hay varios tipos diferentes de tecnología de olas”, explica Chris Ridgewell, director ejecutivo de AW-Energy, la empresa finlandesa detrás de WaveRoller. Chris es un arquitecto naval e ingeniero marino que trabajaba en gas natural licuado (GNL) antes de unirse a la empresa como director de tecnología en 2014 y asumir las riendas del director general en 2018. “Hay flotadores que se mueven hacia arriba y hacia abajo, aparatos en la costa que toman agua y la drenan nuevamente. En cambio, el WaveRoller se fija y se articula al lecho marino, a solo unos 10 metros de profundidad, utilizando el movimiento de ida y vuelta del oleaje. Este fenómeno de oleaje atraviesa el océano Atlántico de una orilla a la otra… y cuando comienza a tocar el lecho marino más cerca de la costa, la longitud de la ola se reduce mientras que su velocidad aumenta ".

Mientras que un panel solar típico puede capturar "alrededor de 150 vatios por metro cuadrado en promedio", dice Ridgewell, “con la energía de las olas, -la energía capturada- es de unos 40.000 vatios por metro. Es una gran diferencia ".

No es el primero en entusiasmarse con el potencial del poder marítimo. De 1855 a 1973 se registraron 340 patentes para dispositivos de energía undimotriz solo en el Reino Unido. No hace falta decir que ninguno de ellos funcionó realmente, aunque hay alguna evidencia de que un M. Bochaux-Praceique de Royan, Francia, usó un pozo vertical en un acantilado para impulsar una turbina, suministrando energía e iluminación a su casa, ya como en 1910.

El prototipo Pelamis: a diferencia del WaveRoller, flotaba sobre las olas en aguas más profundas.

Desde entonces, los ingenieros han vuelto a la idea una y otra vez. La década de 2000 vio los primeros avances reales. El Islay LIMPET en Escocia fue el primer dispositivo de energía undimotriz comercial del mundo y se conectó a la Red Nacional del Reino Unido en noviembre de 2000. Sin embargo, lo que se esperaba que fuera una unidad de 500kw pronto se degradó a 250kw y finalmente se desmanteló en 2018. La Granja de olas Aguçadoura en Portugal, diseñada para usar tres convertidores de energía de olas Pelamis (ver foto arriba) para convertir el movimiento de las olas de la superficie del océano en electricidad, con una capacidad instalada total mucho más prometedora de 2.25MW. La granja se inauguró el 23 de septiembre de 2008 ... y se cerró solo dos meses después. Pelamis, la empresa detrás de las máquinas, dejó de operar en 2014.

Lo que hace diferente al WaveRoller finlandés es posiblemente la escala de las unidades, la potencia de salida y los pasos dados hacia la comercialización. Cuando le pregunto a Ridgewell sobre las fallas de energía de las aparatos anteriores, me dice: "No hemos estado mirando en esa dirección, hemos estado mirando más hacia la energía eólica marina. La reducción de precio recientemente en la energía eólica marina se ha producido debido al financiamiento de bajo costo logrado debido a la asegurabilidad, y la industria eólica marina aplica códigos y estándares. En los primeros días de la energía eólica marina ... tengo la sensación de que no existía la misma estandarización. Entonces, los costos de los seguros ahora han bajado y la financiación es más barata. Esa es la dirección que hemos estado siguiendo. Como usted dice, ha habido algunas fallas en el pasado, pero todo eso es parte del ciclo normal de desarrollo de tecnología ".

Otra ventaja, dice, es que “solo estamos aplicando ingeniería conocida existente. Si tiene una imagen del timón de un barco, pero mirando hacia abajo, nuestro panel se mueve hacia adelante y hacia atrás en el oleaje ... Cuando llega a unos 10 metros de profundidad, la altura de la ola está limitada por la profundidad del fondo marino, si la altura de la ola es más del 75% de la profundidad, entonces la ola se rompe. Eso significa que en nuestra profundidad operativa hay un límite de rotura de olas de 7 metros ... Estudiando las tormentas durante 100 años, sabemos que no habrá muchas diferencias, sabemos cuáles serán las condiciones máximas de las olas, por lo que las variables de diseño son más pequeñas ".

Los enormes paneles WaveRoller, cada uno de 18 x 10 metros, están listos para ser enviados.

Los que no son pequeños son los propios paneles WaveRoller. El primer prototipo funcional de AW-Energy frente a la costa de Portugal, el proyecto Surge # 1, que se desarrolló entre 2012 y 2014, contó con tres unidades de 9 x 10 metros que entregaban 100 KW de potencia cada una. La última versión, Surge # 2, tiene un solo panel poderoso de 18x10 metros, que entrega 400kw de potencia continua.

A medida que el panel WaveRoller se mueve como el timón de un barco en horizontal unido al fondo del mar, los pistones hidráulicos dentro del panel bombean fluidos dentro de un circuito hidráulico cerrado. Estos se alimentan a un sistema de almacenamiento y suavizado de energía, que se conecta a un motor hidráulico que impulsa un generador de electricidad. La salida eléctrica de esta planta de energía renovable producida por las olas se conecta a la red eléctrica a través de un cable submarino. Cada ola puede entregar 2MW cada diez segundos aproximadamente, pero el suavizado digital lo envía a la red a una velocidad plana continua de 400kw.

La ventaja obvia de la energía plana y continua que funciona todo el día y toda la noche es que es lo opuesto a la mayoría de las tecnologías de energía renovable. La energía de las olas no tiene un problema de intermitencia; mas bien resuelve el problema de la intermitencia. A las empresas de combustibles fósiles y energía nuclear les gusta afirmar que son indispensables, porque necesitamos una energía de base plana y constante; sin embargo, la energía de las olas podría proporcionar lo mismo, pero limpiamente, con cero emisiones durante la operación.

Chris Ridgewell, director ejecutivo de AW-Energy,

“California es un buen ejemplo”, dice Ridgewell. “En verano, tienes un pico de sol y viento, que luego cae drásticamente en invierno cuando hay menos sol y viento. Pero eso es exactamente cuando la energía de las olas está en su punto más alto, cuando llegan las grandes tormentas. Es un equilibrio eficaz entre la energía eólica y la solar ... Si California obtiene hasta un 80% de energías renovables, el [déficit de energía] en diciembre es de aproximadamente 5TW / hora ... Eso necesitaría algo así como 40 veces la producción mundial actual de litio para almacenarlo en baterías ". Agrega que la electricidad de la energía de las olas también se puede vender a un precio más alto porque se puede producir cuando la energía eólica y solar no pueden hacerlo.

La preocupación obvia por los enormes paneles de acero que chapotean en grandes olas son las implicaciones que pueden tener para la vida silvestre marina. ¿Cómo interactúan los peces y los mamíferos marinos con WaveRoller? Aquí Ridgewell da una respuesta sorprendente: hasta ahora, han atraído la vida silvestre marina. “Hemos tenido un efecto de arrecife artificial: operamos en un lecho marino arenoso que suele estar bastante muerto, pero nuestra base [de hormigón] y nuestro panel crean un arrecife para las algas y los mariscos, y los peces vienen a alimentarse ... En Portugal, los pescadores no están ' No se les permite estar demasiado cerca, pero se acercan bastante y nos dicen que pescan más peces allí ". El litoral de Peniche, Portugal, también es un Área Protegida del Medio Ambiente de la UE, y hasta ahora han cumplido todas las estipulaciones para operar. “Es parte de nuestra certificación [de seguros] con Lloyd’s Register, para asegurarnos de que no generamos ningún impacto ambiental adverso”, dice Ridgewell. "Eso incluye aspectos de fallos o averías que nos garantizan contra cualquier fuga o liberación del sistema hidráulico ... y mediciones de ruido ... Si comparas nuestro dispositivo que se mueve hacia adelante y hacia atrás con el ruido de una ola o con el de una lancha rápida que pasa, el nuestro tiene un impacto mucho más benigno".

AW-Energy solo tiene un pequeño equipo de 10 a 15 personas aproximadamente. Son una empresa emergente con grandes planes, de los cuales ha habido muchos que han ido y venido en la industria de las energías renovables, especialmente en la energía del mar. Pero cuentan con el respaldo de algunos grandes inversores, incluidos Aura Capital, Fortum, John Nurminen Oy, Sitra y el Banco Europeo de Inversiones.

Ridgewell no puede nombrar a los clientes con los que está negociando actualmente, pero dice que incluyen departamentos gubernamentales y empresas de energía, tanto grandes como pequeñas. “Algunos países no tienen el precio de la energía en este momento que lo respaldaría, pero aun así, algunos de ellos ven el beneficio de producir energía a medida que se pone el sol. Otros países ya tienen un alto precio de la energía, lo que significa que podemos desarrollar un proyecto rentable ”. La única limitación, dice, es que no todas las costas son las adecuadas; debe ser un mar grande con un largo alcance. “El Mediterráneo es un desafío: las condiciones de las olas son mucho más pequeñas, necesitarías un tipo diferente de tecnología allí. Hemos desarrollado esta tecnología para soportar realmente el impacto de un gran océano… Así que la costa oeste de Irlanda, Cornualles en el Reino Unido, Portugal, Chile, Sudáfrica, el Océano Índico… ”Básicamente, donde sea que el surf sea bueno, también es bueno para la energía de las olas.

Cómo se vería una granja de olas potencial o una "matriz" de WaveRollers.

Ridgewell espera tener un cliente para una “pequeña matriz de 15 unidades” para comenzar y expandirse a partir de ahí. Lo hace parecer modesto, pero 15 paneles de 18x10 metros serían una operación grande. Sin embargo, a diferencia de un parque eólico marino, el funcionamiento y el mantenimiento de un parque de olas a un par de cientos de metros mar adentro no es tan complejo: "podemos usar la playa". Y 15 paneles que suministran 400kw constantes equivaldrían a 6MW de energía renovable: esa es la misma potencia que tres grandes turbinas eólicas Vestas V90 o 12 Vestas V39 en condiciones de viento, suficiente para alimentar aproximadamente 6000 hogares. Eso sería increíblemente bueno para una fuente de energía incipiente. Comenté este punto en un artículo anterior, pero el primer parque eólico del mundo se construyó en New Hampshire en 1980, con turbinas eólicas de 30kw, y posteriormente se rompieron. Pero mire la energía eólica ahora: 39 años después, las turbinas eólicas individuales más grandes que operan actualmente pueden alcanzar los 8MW.

Cuando escribí sobre Blue Energy antes, en día de hoy parecía muy lejano; no todos son sueños imposibles, sino simplemente buenas ideas que vale la pena explorar. Los dispositivos de energía de las olas construidos por AW-Energy, sin embargo, parecen reales. No son teóricos; son unidades de acero sólidas, con un diseño impresionante, del tamaño de un autobús y listas para desplegarse. Pero necesitarán un cliente innovador y ambicioso, uno con una costa tormentosa y una necesidad de nuevos recursos energéticos, para dar el primer paso. Como dice Ridgewell, irónicamente, "siempre hay una larga fila de personas dispuestas a comprar su segundo dispositivo". Sin embargo, este es su segundo dispositivo. El # 1, capaz de 100kw, probó el concepto durante dos años frente a la costa portuguesa; ahora el 400kw # 2 está listo para funcionar. El potencial es demasiado emocionante para verlo hundirse sin dejar rastro, como los intentos anteriores de energía de las olas. Con suerte, la marea de los precios de la energía y los objetivos de energía renovable ahora estén yendo en la dirección correcta.

El libro de Tim, Clearing the Air: the Beginning and the End of Air Pollution, ya está disponible, publicado por Bloomsbury.

Tim Smedley

Escritor de tecnología y medio ambiente para la BBC, Guardian y otros. El primer libro, "Clearing The Air", fue nominado para el libro de ciencia del año 2019 de la Royal Society.