EnergíaMarina_SusanaBaston_16 abril18_NosaEnerxia_Moaña

Energía Marina: De las Islas
Orcadas a las Rías Gallegas
Dr. Susana Bastón Meira
Socia de Nosa Enerxía: Cooperativa Enerxética de Galicia

linkedin: uk.linkedin.com/susanabaston
http://www.bluewater.com/wp-content/uploads/2013/03/BES_NE_test19.jpg

Orkney España Galicia Impacto ambiental
III Encuentro de cooperativas eléctricas
Introducción
Índice
I. ¿Que son las energías marinas?

II. Islas Orcadas: Centro neurálgico de las Energías Marinas

III. Situación en España

IV. Potencial de las energías marinas en Galicia

V. Efectos socio-económicos y medioambientales

Introducción
Tipos de energías marinas
Introducción
Energía mareomotriz
Eólica marina Energía undimotriz
Corrientes de marea
Gradiente térmico
Gradiente salino
“Barreras de marea”
Rance Tidal Power Station, Brittany (Francia)

Introducción
¿En que consisten?
Dispositivos de oleaje - Turbinas de marea
• Potencial mundial: entre 2 y 4
TWh/año.
• La generación de energía puede
predecirse con varios días de
antelación.
• La energía es continua
• Su aprovechamiento es más alto
en zonas próximas a la costa.
• Aunque el oleaje es variable y
estacional, es más energético
durante el invierno, coincidiendo
con la mayor demanda energética.
• Potencial mundial: 800 TWh/año.
• Es renovable y totalmente
predecible.
• La tecnología más extendida se
basa en las turbinas eólicas,
aunque existen también otro tipo
de diseños.
• El agua es 1000 veces más densa
que el aire, lo que permite generar
electricidad a baja velocidad de la
corriente, pero al menos se
require 2 m/s, lo que limita mucha
los potenciales lugares de
explotación del recurso.
Introducción

Introducción
Ocean Energy Europe

Introducción
Las energías marinas en Orkney
Orkney
http://www.emec.org.uk/

Introducción
90 x 75 Km2
Orkney

Introducción
Comienzos
del EMEC
Orkney

Introducción
MRE in Orkney
Academia
Consultancy
Government
Developers
Society
Other
stakeholders
Orkney

Introducción
Orkney

Introducción
Energía Undimotriz
Orkney

Introducción
Energía Undimotriz
16/1/2017
Orkney

Introducción
Energía Undimotriz
“El pingüino” de Wello
CorPower Ocean's C3
Orkney
Varios desarrolladores de dispositivos de
obtención de energía del oleaje continúan
haciendo pruebas en el EMEC.

Introducción
Open Hydro - http://www.openhydro.com/
BlueWater - http://www.bluewater.com/new-energy/
Triton - http://www.tidalstream.co.uk/index.html
Atlantis - https://www.atlantisresourcesltd.com/
Orkney

Introducción
http://www.scotrenewables.co.uk/
(2017-2018)
Única turbina de 2 MW
conectada a la red y
generando
• Es el dispositivo que
más ha generado a la
red del EMEC
• Ha superado la
potencia nominal
alcanzando 2.2 MW
Orkney

Introducción
2 proyectos comerciales en Escocia
http://www.thisismoney.co.uk/money/article-1325152/-BILLION-PROJECT-OFF-COAST-OF-SCOTLAND-IS-THE-WORLD-S-FIRST.html
30 m
/ 39.6 m
(2 m/s)
/ 39.6 m/158.5 m
/10.4 m2
https://www.atlantisresourcesltd.com/projects/meygen/
4 turbinas: 2 de 1.5 MW
(Hammerfest) y 2 de 1.5 MW
(Atlantis)
https://www.novainnovation.com/
5 turbinas de 100 kW
Orkney

Introducción
Diagrama de flujo de un proyecto de MRE
PLAN DE
NEGOCIO
• Certificación
• Probar sistema de
control
• Probar
comportamiento
ante diferentes
estados de mar
• Verificar que el
sistema funciona
tal y como se
espera (Conexión a
la red en un sitio
de prueba)
Construir aparato
en tamaño real
(escala pre-
comercial)
• Maniobrabilidad
• Operaciones
marítimas
Pruebas de
validación del
prototipo en el
mar
• Modelado físico
• Comparación con
modelo numérico
• Anclajes y
esfuerzos a los que
está sometido
Pruebas en
tanque de oleaje
(Validación del
concepto)
• simulaciones de las
condiciones de
funcionamiento
Modelos
computacionales
para
dimensionado
• Desarrollo del
concepto
• Patentar la idea
• Diseño del dispositivo
• Identificar
condiciones óptimas
de funcionamiento
IDEA Explotación
comercial
Orkney

Introducción
Fuente: https://www.ice.org.uk/knowledge-and-resources/brieﬁng-sheet/marine-energy. Modiﬁed by Dr. Susana Baston
Scotrenewables Tidal Power Ltd.
Atlantis Ltd.
Nova Innovation Ltd.
Orkney

Introducción
Situación en España
España
http://www.oceanlider.com/

Introducción
País Vasco: planta de oleaje de Mutriku
España
OWC: Oscillating water column
• Potencia instalada: 300 kW => 970 MWh al año
• 16 turbinas
• Pertenece al Ente Vasco de la energía y ha costado 6.7 millones de
euros de los cuales 2,73 los aportó el gobierno vasco, que cubre el
gasto de la central (4.4 millones costó el dique)

Introducción
País Vasco
España
BIMEP - http://bimep.com/
• En Bizkaia, Armintza-Lemoiz
• Potencial energético de 21 kW/m
• Superficie de 5.3 Km2

Introducción
País Vasco
España
BIMEP - http://bimep.com/
NO OPERATIVO POR EL MOMENTO
• En Bizkaia, Armintza-Lemoiz
• Potencial energético de 21 kW/m
• Superficie de 5.3 Km2

Introducción
Cantabria
España
• Iberdrola ha decidido abandonar el proyecto
de investigación tecnológica que mantenía
en Santoña en 2012.
• La boya experimental se perdió e Iberdrola
decidió invertir en Escocia, en la energía
mareomotriz de Orkney, y no en España.
Fuente: https://www.20minutos.es/noticia/418757/0/boya/energia/electrica/
Fuente: http://www.eldiariomontanes.es/20131116/local/castro-oriental/abandono-proyecto-iberdrola-
santona-201311161639.html

Introducción
Canarias
España
PLOCAN -http://www.plocan.eu/index.php/es

Introducción
Estrecho de Gibraltar
España
Fuente: https://elpais.com/diario/1980/07/06/economia/331682411_850215.html
Fuente: ASSESSMENT OF TIDAL ENERGY RESOURCE IN THE STRAIT OF GIBRALTAR
= 250 GWh/año
Characterization of the tidal current
resource and main constraints in Gibraltar
Strait. EWTEC 2011. http://
www.enerocean.com/

Introducción
Potencial de las energías marinas en Galicia
Galicia
Densidad de energía de las olas (P)
HS : Altura de ola significante
Te : período del oleaje
ρ: densidad del agua de mar
g: aceleración de la gravedad
Energía producida por una turbina en W (P)
ρ: densidad del agua de mar (Kg/m3)
A: Area que ocupan las palas de la turbina (m2)
V: velocidad de la corriente (m/s)
Coeficiente de Potencia (Cp) definido como la
relación entre la potencia aprovechada y la
disponible.
x Cp

Introducción
Galicia
Iglesias, G., Carballo, R., 2010. Wave energy resource in the Estaca de Bares area (Spain),
Renewable Energy, 35, pp. 1574-84
Offshore annual resource of 400 MWh/m
Iglesias, G., López, M., Carballo, R., Castro, A., Fraguela, J.A., Frigaard, P., 2009. Wave energy
potential in Galicia (NW Spain), Renewable Energy 34 (11), pp. 2323-2333. DOI:10.1016/
j.renene.2009.03.030

Introducción
Galicia
Veigas, M., López, M., Romillo, P., Carballo, R., Castro, A., Iglesias, G. 2015. A proposed wave farm on the Galician coast, Energy Conversion and Management Volume 99, 15, Pages 102-111.
Caracterización del potencial de
energía undimotriz para un año
medio (basado en 44 años de
reanálisis) en términos de altura
de ola signiﬁcante (Hs) y período
de energía (Te). La escala de color
representa la energía anual por
metro de frente de ola (en
MWhm1), los números dentro del
gráﬁco indican el número de horas
al año que ocurre ese estado de
mar y las isolíneas hacen
referencia a la energía del oleaje.
218
130017000
2150
TE= 0,8572 Tp

Introducción
Galicia
“WaveCat”
Fuente: http://dx.doi.org/10.1016/j.marstruc.2012.10.002
• Gregorio Iglesias patentó este nuevo concepto de convertidor de energía de las olas.
• El modelo a escala 1:30 fue probado primero en la Universidad de Santiago y más
recientemente en la Universidad de Plymouth.
• Su diseño permite obtener energía de las olas que inciden en el dispositivo de forma
oblicua.

Introducción
Galicia
PIPO Systems (Vigo)
Diez años y una inversión de 14 millones de
euros han sido necesarios para alcanzar una
tecnología 100 % española, con patente
mundial, capaz de convertir el movimiento
de las olas en energía eléctrica. Se trata de
las boyas offshore APC-Pisys, desarrolladas
por la empresa Pipo Systems con la
colaboración del Ministerio de Economía y
Plocan. (Se ha probado en el Plocan)

Introducción
Galicia
- La inversión prevista ascendía a 13.260.000
euros y las ayudas logradas a través del Plan
Ferrol, entre 2010 y 2011, ascendieron a
7.625.000 euros.
- La ﬁrma había anunciado la creación de entre
80 y 100 empleos en la localidad ortegana.
A. F. C.
CARIÑO / LA VOZ

Introducción
Galicia

Introducción
Galicia
• El prototipo del proyecto europeo Life DemoWave será instalado en marzo en una zona de
experimentación de Punta Langosteira autorizada por el Instituto Enerxético de Galicia
(Inega). Allí permanecerá hasta abril de 2019 para verificar su viabilidad de cara a una
futura comercialización.
• El diseño consiste en una boya similar a las oceanográficas con 11 toneladas de peso, 17
metros de largo, de los que 5 sobresaldrán sobre la superficie del mar, y 4 de diámetro.
• El prototipo, un dispositivo PTO (Power Take Off), que se instalará en un área de 50
metros de profundidad, tiene una potencia de 25 kilovatios y los responsables del proyecto
calculan que será capaz de generar 200.000 kWh en un año. El dispositivo final debería
tener una potencia de 150 kW.

Introducción
Galicia
Moaña
Vigo
Fuente: M. Griñó (2015) Power generation from tidal currents. Application to Ría de Vigo. https://
upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/78100/Tesina_Maria.Gri%C3%B1%C3%B3.pdf
Energía extraible por Convertidores de Energía de las corrientes en kW
• Las mayores corrientes se dan en canales o zonas de
concentración. Por tanto cabos, bocanas de estuarios y canales
entre islas son lugares típicos para ubicar zonas de explotación.
• Para minimizar costes, el sitio debe estar lo más próximo a la
costa posible, cercana a una conexión de red eléctrica y no
demasiado expuesto al oleaje y el viento.
• Se deben evitar aquellos ambientes sensibles desde el punto de
vista medioambiental.
• El criterio clave es establecer una velocidad de corriente
mínima en mareas vivas de 1.5 m/s.
• Se necesitan al menos 15 m de profundidad. La energía que se
genere depende directamente del tamaño del rotor de la turbina.
Selección del lugar de explotación

Introducción
Galicia
26 años para recuperar la inversión!

Introducción
Efectos socioeconómicos y medioambientales
Impacto ambiental
Pta Postiña
Pta Cabalar
2.5 m/s
Los resultados muestran que la producción anual de energía sería de 2.4
GWh con las turbinas ﬂotantes y 1.5 GWh en el caso de turbinas
instaladas en el fondo.
Efectos medioambientales: las diferencias entre la presencia y ausencia
de la instalación se concentra en las proximidades de los dispositivos
(alcanzando unos pocos cientos de metros), con diferencias máximas en
la velocidad de la corriente de 0.3 m/s.
30 turbinas
que ocupan
un área de
600 m2,
Fuente: Sanchez, M., Carballo, R., Ramos, V., Iglesias, G., 2014. Floating vs. bottom-ﬁxed turbines for tidal stream energy:A comparative impact assessment. Energy, 72, pp. 691-701.

Introducción
Impacto ambiental
Los impactos medioambientales se agrupan principalmente en tres categorías:
a) Interaction de los mamiferos marinos y peces con los dispositivos. Sobre todo con aquellas
partes móviles.
b) Ruído medioambiental que pueden producir los dispositivos tanto los generan energía de las
olas como los de las corrientes de marea, que pueden influir en el comportamiento de los
animales marinos, principalmente ballenas, delfines, focas, tortugas marinas, peces
migratorios e invertebrados. Esto se debe a que los animales tienden a usar el sonido para
comunicarse, orientarse, etc. y por tanto el ruido ambiental de estas nuevas tecnologías
puede afectar su habilidad para llevar a cabo esas funciones.
c) Potenciales efectos de la instalación de los dispositivos de energía marina en la
hidrodinámica, principalmente en las corrientes de marea y en el regimen de oleaje en
relación con la extracción de energía del ambiente marino.

Introducción
Impacto ambiental
Por ahora, los estudios muestran que existe un impacto medioambiental, como lo tiene
cualquier actividad antropogénica. La contaminación visual no parece un gran problema.
El ruido no supera el existente de forma natural.
En el caso de los dispositivos de obtención de energía de las corrientes de marea, los
rotores son lo suﬁcientemente lentos, para no afectar a la vida marina.
Biofouling es un tema de investigación activa
Marine spatial planning
Los impactos medioambientales se agrupan principalmente en tres categorías:
a) Interaction de los mamiferos marinos y peces con los dispositivos. Sobre todo con aquellas
partes móviles.
b) Ruído medioambiental que pueden producir los dispositivos tanto los generan energía de las
olas como los de las corrientes de marea, que pueden influir en el comportamiento de los
animales marinos, principalmente ballenas, delfines, focas, tortugas marinas, peces
migratorios e invertebrados. Esto se debe a que los animales tienden a usar el sonido para
comunicarse, orientarse, etc. y por tanto el ruido ambiental de estas nuevas tecnologías
puede afectar su habilidad para llevar a cabo esas funciones.
c) Potenciales efectos de la instalación de los dispositivos de energía marina en la
hidrodinámica, principalmente en las corrientes de marea y en el regimen de oleaje en
relación con la extracción de energía del ambiente marino.

Introducción
Conclusiones
Una apuesta de futuro
1. La Energía marina es viable
2. La mareomotriz está más desarrollada, pero se apoya el desarrollo de nuevas tecnologías.
3. El potencial es grande
4. Ambiente financiero hostil, porque el coste es alto
5. Es posible una apuesta (“escenario optimista”) por el desarrollo de las energías marinas a
nivel mundial
6. Existen actualmente 0.5 GW de capacidad de generación de energía marina a nivel
comercial y 1.7 GW está en desarrollo, de la cual el 99% pertenece a barreras de marea
7. Impacto medioambiental, ruido y el efecto en las corrientes siguen siendo estudiados.
8. El “escenario optimista” para el desarrollo de la energía marina en el mercado global puede
alcanzar los 460.000 millones de libras en el período 2010-2050, estimándose que alcance
los 40.000 millones al año para el año 2050.
9. Si la energía marina alcanzase los 748 GW en el 2050 esto podría generar
aproximadamente 160.000 trabajos directos en el 2030.
10. El potencial teórico para la energía undimotriz es de 32 PWh/año pero es heterogénea y
geográficamente distribuida, siendo los costes de las energías marinas son aún muy altos.

Introducción
Datos de contacto Dr. Susana Baston Meira:
E: susana.baston@gmail.com
@susanabaston
Gracias
Grazas
Obrigado

Introducción
Parques eólicos offshore

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