¿Cómo generar electricidad a partir de las olas?

La energía de las olas se produce cuando los generadores de electricidad se colocan en la superficie del océano. La energía proporcionada se usa con mayor frecuencia en plantas de desalinización, plantas de energía y bombas de agua. La producción de energía está determinada por la altura de la ola, la velocidad de la ola, la longitud de onda y la densidad del agua. Hasta la fecha, solo hay un puñado de plantas generadoras de olas experimentales en funcionamiento en todo el mundo.
Las olas son generadas por el viento que pasa sobre la superficie del mar. Mientras las olas se propaguen más lentamente que la velocidad del viento justo por encima de las olas, hay una transferencia de energía del viento a las olas. Ambas diferencias de presión de aire entre el viento y el lado de sotavento de una cresta de olas, así como la fricción en la superficie del agua por el viento, hacen que el agua entre en el esfuerzo cortante provoca el crecimiento de las olas.
La altura de las olas está determinada por la velocidad del viento, la duración del tiempo que sopla el viento, la captación (la distancia sobre la cual el viento excita las olas) y por la profundidad y la topografía del fondo marino (que puede enfocar o dispersar la energía de las olas). ) Una velocidad de viento dada tiene un límite práctico correspondiente sobre el cual el tiempo o la distancia no producirán olas más grandes. Cuando se alcanza este límite, se dice que el mar está “completamente desarrollado”.
En general, las olas más grandes son más potentes, pero la potencia de las olas también está determinada por la velocidad, la longitud de onda y la densidad del agua.
El movimiento oscilatorio es más alto en la superficie y disminuye exponencialmente con la profundidad. Sin embargo, para las ondas estacionarias cerca de una costa reflejada, la energía de las olas también está presente como oscilaciones de presión a gran profundidad, produciendo microsismos. Estas fluctuaciones de presión a mayor profundidad son demasiado pequeñas para ser interesantes desde el punto de vista de la potencia de las olas.
Las olas se propagan en la superficie del océano, y la energía de las olas también se transporta horizontalmente con la velocidad del grupo. La velocidad media de transporte de la energía de las olas a través de un plano vertical de unidad de ancho, paralelo a la cresta de las olas, se llama flujo de energía de las olas (o energía de las olas, que no debe confundirse con la energía real generada por un dispositivo de energía de las olas).
Fórmula de energía de las olas
En aguas profundas donde la profundidad del agua es mayor que la mitad de la longitud de onda, el flujo de energía de las olas es
con P el flujo de energía de las olas por unidad de longitud de la cresta de las olas, Hm0 la altura significativa de las olas, Te el período de energía de las olas, ρ la densidad del agua y g la aceleración por gravedad. La fórmula anterior establece que la potencia de las olas es proporcional al período de energía de las olas y al cuadrado de la altura de las olas. Cuando la altura de ola significativa se da en metros, y el período de ola en segundos, el resultado es la potencia de la ola en kilovatios (kW) por metro de longitud de frente de onda.
EL GENERADOR DE ENERGÍA DE ONDA KYMOGEN
El ingeniero mecánico David Hartmann y el artesano Jason Ballash han diseñado una nueva tecnología de energía de las olas llamada KymoGen, que tiene el potencial de producir energía limpia y de bajo costo utilizando la energía constante de las olas. La clave del diseño es su simplicidad. Una plataforma portátil de 8’x8 ‘está amarrada a un amarre en el fondo del mar. Dentro de la plataforma flotante, la correa está conectada a un sistema de accionamiento que hace girar un volante cuando las olas suben y bajan, proporcionando energía constante entre las olas. La electricidad generada puede almacenarse o conectarse directamente a las redes eléctricas existentes.
Con un peso estimado de 800 lbs, el KymoGen puede producir 2 hp en olas de tan solo 12 pulgadas y 8hp en olas de 4 pies. KymoGens más grandes podrían generar sustancialmente más en aguas más agitadas. La producción promedio estimada por día es de 25 a 100 kilovatios hora. Se construirá con compuestos marinos de alta resistencia, y la plataforma puede acomodar tecnologías eólicas o solares para aumentar la producción de energía.
Para más detalles:
Energía ondulatoria
KymoGen