Energía maremotérmica

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

ENERGÍA MAREMOTÉRMICA

Pedro Fernández Díez

V.- ENERGÍA MAREMOTÉRMICA CENTRALES (CETO)

V.1.- INTRODUCCIÓN Las máquinas térmicas son mecanismos cíclicos que reciben calor de una fuente caliente (de alta temperatura), producen un trabajo neto y eliminan calor a un sumidero térmico de baja temperatura; cuantomayor sea la diferencia de temperatura entre la fuente de calor y el sumidero, mayor será la eficiencia teórica de conversión de energía. Como los combustibles convencionales (fuentes fósiles) se vuelven cada vez más costosos y menos disponibles, se están realizando esfuerzos en el sentido de mejorar la eficiencia térmica operando con focos térmicos con temperaturas cada vez más elevadas; otrastécnicas incluyen el uso de ciclos combinados o de cogeneración que transforman una mayor fracción de la energía de entrada en trabajo útil. Sin embargo, si alguna fuente de energía fuera barata y su disponibilidad ilimitada, las máquinas térmicas que operasen entre fuentes de calor con una diferencia de temperatura muy pequeña podrían resultar atractivas, aunque su eficiencia térmica fueseextremadamente baja; ésta última situación es la que estimula la investigación y el desarrollo en la conversión de la energía térmica del océano, C.E.T.O. Un dispositivo para la conversión de la energía térmica del océano consiste en una máquina térmica diseñada para operar entre una temperatura relativamente cálida como es la de la superficie del océano y otra más baja como la temperatura del agua que seencuentra a grandes profundidades; este punto de vista fue sugerido por primera vez por el físico francés d’Arsonval en 1881. En la práctica, la diferencia de temperatura requerida para que la operación resulte económica es de alrededor de 20°C; a un nivel de 600 a 900 metros bajo la superficie del océano, la temperatura es de aproximadamente 5°C. Para lograr la diferencia de temperatura deseada yacitada, se deben buscar regiones geográficas de la superficie del océano calentadas por el sol en donde la temperatura promedio sea de 25°C a 30°C, como mínimo. En las zonas situadas entre los trópicos, la variación de la temperatura del mar en función de la
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profundidad permite distinguir tres capas: a) La superficial, de 100 a 200 metros de espesor, que actúa como colector de calor,con temperaturas entre 25 y 30 grados. b) La intermedia, entre los 200 y 400 metros de profundidad, con una variación rápida de temperatura y que actúa como barrera térmica entre las capas superior y profunda. c) La profunda, en la que la temperatura disminuye suavemente hasta alcanzar 4°C a 1000 metros y 2°C a 5000 metros. Por lo tanto, en los mares tropicales existe una diferencia detemperatura, entre la superficie y una profundidad de 1000 metros, del orden de 18 a 20°C que podría aprovecharse para accionar una máquina térmica de vapor. La conversión de la energía térmica del océano indica la energía que es posible producir aprovechando la diferencia de temperatura existente entre el agua superficial y la más fría de las capas profundas; esta diferencia es más sensible en las regionestropicales, donde se alcanzan generalmente los 20°C, entre la superficie y los 500 metros de profundidad. Tales regiones sólo existen en las latitudes cercanas al Ecuador; las diferencias más grandes de temperatura se encuentran en la parte occidental del Océano Pacífico; sin embargo, también son satisfactorias las regiones al este y al oeste de Centroamérica y algunas áreas alejadas de la costadel sur de los Estados Unidos y al oriente de Florida. V.2.- SISTEMA C.E.T.O Un sistema C.E.T.O. es un ciclo de potencia de vapor, tipo Rankine, que opera en condiciones bastante especiales; como las temperaturas en el evaporador y el condensador son bajas, se debe escoger un fluido de trabajo cuya presión de vapor sea bastante grande a esas temperaturas; por ejemplo, el propano (C3H8) tiene...