¿Energía solar ilimitada a partir del océano?

otec-olas-eolica.JPG

A finales del siglo XIX, el físico francés Jacques Arsene d’Arsonval propuso un método para generar electricidad que empleaba el mar como un colector gigante de energía solar. Se cree que esta tecnología, llamada “Conversión de Energía Termal Oceánica” (OTEC por sus siglas en inglés) podría permitir el establecimiento de un sistema eficiente de almacenamiento de energía a lo largo y ancho del mundo, suministrando un flujo energético lo bastante grande como para satisfacer las necesidades del planeta.

El OTEC se basa en la idea de explotar las diferencias de temperatura entre las aguas profundas y superficiales, para de este modo generar potencia eléctrica. Las aguas poco profundas del océano pueden llegar a calentarse hasta los 29ºC en los trópicos. Solo un kilómetro por debajo de estas cálidas aguas, la temperatura es significativamente más baja, con caídas frecuentes por debajo de los 5ºC. Estas diferencias extremas de temperatura se emplearían para operar turbinas de vapor, que activarían los generadores para producir electricidad. Los expertos estiman que, un día cualquiera, los 60 millones de km2 de superficie ocupada por los mares tropicales, absorben una cantidad de radiación solar equivalente a 250.000 millones de barriles de petroleo. Para poner en una perspectiva más inteligible estas cifras, digamos que esto implica que bastaría con aprovechar algo menos del 0.001% de esta energía (convertida en potencia eléctrica) para producir más de 20 veces la cantidad consumida diariamente por los Estados Unidos.

A lo largo de los años, se han producido varios intentos para ajustar y refinar esta tecnología y construir un prototipo funcional de planta OTEC. Un estudiante de D’Arsonval llamado Georges Claude, fue el primero en lograr la construcción de una de estas plantas, hecho que tuvo lugar en Cuba en el año 1930. La planta de Claude fue capaz de generar 22kW de electricidad empleando una turbina de baja presión. Este experimento demostró la viabilidad de este sistema, o en palabras del propio Claude: “hizo que mis virulentos oponentes tuvieran que morderse la lengua”. Cinco años más tardes, Claude construyó otra planta OTEC a bordo de un buque carguero. Desafortunadamente, el barco resultó destruido poco después de su botadura debido a malas condiciones meteorológicas. La aparición de grandes cantidades de petroleo barato, a mitad del siglo XX, condujo finalmente al cese de la actividad investigadora en torno a las plantas OTEC.

Un equipo de arquitectos británicos, entre los que se incluyen Dominic Michaelis, Alex Michaelis, y Trevor Cooper-Chadwick, se encuentra en la actualidad trabajando en un proyecto con el que esperan traer de vuelta a la vida esta idea centenaria. Juntos han propuesto la construcción de una red de “plataformas flotantes”, que además de funcionar como generadores de potencia OTEC, estén equipadas con turbinas eólicas y maremotrices (véase ilustración). De este modo, las plataformas podrán explotar simultáneamente tres fuentes de energía naturales para suministrar electricidad “de forma constante”. Los científicos dicen que una sola “isla” con este diseño sería capaz de producir alrededor de 250MW, mientras que si se construyesen 50.000 de estas “islas”, el mundo sería capaz de saciar sus necesidades diarias de energía.

Según los arquitectos, una planta OTEC no solo sería un suministro de energía ecológica, sino que debido a su proceso de conversión único, también produciría agua desalinizada como subproducto. Además de la producción de 300.000 litros de agua dulce diarios, la planta OTEC podría emplearse también para producir hidrógeno mediante electrolisis. Alex Michaelis se imagina a las propias islas como hogar de sus operarios, que tendrían que trabajar “a bordo” para llevar a cabo las funciones de mantenimiento. Michaelis cree que los habitantes podrían ser capaces de cultivar marisco y vegetales, y que vivirían en las islas durante turnos mensuales, al igual que sucede hoy en día en las estaciones petrolíferas.

Varios críticos han cuestionado la viabilidad del sistema de 50.000 islas artificiales, argumentando que es improbable que el proyecto pueda implementar sus costos de manera eficiente. En respuesta a estas críticas, Michaelis afirmó: “Tenemos que considerar que estamos en guerra tratando de buscar una nueva forma de obtener energía limpia; los esfuerzos en tiempos de la Segunda Guerra Mundial produjeron enormes cantidades de aviones, tanques, barcos y demás armamento por parte de ambos lados en contienda. Solamente en aviones Spitfire, el Reino Unido construyó 20.300 unidades, lo cual hace que la construcción de más de 50.000 de estas plantas parezca una cifra razonable”.

Traducido de Unlimited Solar Energy from the Ocean? (autora: Sarah Gingichashvili)

31 Comentarios

  1. 1 Eugenio Manuel Eugenio Manuel 27 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Parece cosa de ciencia ficción, y es que en el fondo la tecnología es eso, ciencia hecha ficción.

  2. 2 frikingenieria frikingenieria 27 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Yo es que de estos datos no me fio un pelo, la verdad.
    Esa diferencia de temperaturas no dá para mucho, pues para obtener trabjo de ella hay que tener en cuenta un par de cosas:
    1-¿A que temperatura llegaria el fluido del ciclo?
    Porque habria que poner intercambiadores de calor entre el flujo interno y el fluido externo, y con una dferencia de temperatura baja los intercambiadores deberian ser enoooooooormes para obtener algo de rendimiento
    2-Aun suponiendo que logre un intercambio 1-1, osea que el fluido del ciclo pase realmente de 29ºc a 5ºc sigues dependiendo del rendimiento máximo termodinamicamente posible, reflejado por la formula de Carnot, q es 1-Tfria/Tcaliente (en ºKelvin)(http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnot)
    En nuestro caso el rendimiento seria:

    R=1-(5+273)/(29+273)= 0.07947 o aprox un 8%
    Y esto seria el máximo rendimiento TEORICAMENTE posible!! Si tenemos en cuenta que a estas temperaturas no hay casi generación de vapor ni parecido te queda que el proyecto es practicamente seguro inviable.
    Y me podreis decir que un 8% con mucho fluido (el océano)para sacar energia es mucho, pero es que seguro que la energia que debes gastar para mover esa cantidad de fluido por intercambiadores + fluido interior + extras gastan mas de lo que jamas produciria una planta asi… (sacarán mucho mas de la mareomotriz o las turbinas, y son más sencillas y baratas)

    Si es que cuando vi que lo diseñaron arquitectos tenia que imaginarmelo :P

    Sorry por el tocho

  3. 3 cruzki cruzki 27 Feb 2008 0 (0 Votos)

    @frikiingenieria

    La verdad es que habría que ver la fuentes, pero según pone en la noticia se consiguió construir un prototipo que funcionaba. A saber si el prototipo era una estafa, pero de todas formas el rendimiento no creo que sea el mejor indicador para medir una fuente de energía sino los kw/h :P Date cuenta que motor de combustión, si no me equivoco, tiene un rendimiento inferior al 8% y aún así mira la cantidad de coches y grupos electrógenos que hay por el mundo.

  4. 4 Cabezón Cabezón 27 Feb 2008 0 (0 Votos)

    El procedimiento, a priori, es factible. Y ya que se menciona la ciencia ficción, en un relato de A. Clarke se plantea el mismo procedimiento, aunque en este caso el extremo frío lo sitúa a mayor profundidad, en una fosa a más de 5.000 m de profundidad, y para el extremo caliente usan depósitos de fondo negro que se calientan bastante más que los 29ºC del agua del mar.
    Los inconvenientes serán técnicos y por lo tanto superables.

  5. 5 odin odin 27 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Cruzki:
    Un motor de combustión tiene un rendimiento entre el 30 y el 40% y los eléctricos del 98-99% (aunque esto es engañoso, porque las plantas de producción eléctrica no pasan en general del 60%).
    Frikingenieria:
    Actualmente hay muchas tecnologías para obtener energía eléctrica del mar en fase de desarrollo, y quizá sean la mejor alternativa para obtener energía limpia.
    Como bien dices, la diferencia de temperatura es muy baja, y no serviría para producir vapor, pero igual que en las plantas solares de baja temperatura, en lugar de agua se utiliza otro fluido en el ciclo de Rankine (o de Brayton si se usa un gas).
    Aunque el rendimiento sea bajo, la fuente de energía en este caso puede considerarse inagotable (al menos hasta que el sol muera), y muy abundante, por lo que a pesar de un rendimiento bajo puede producirse mucha energía si se dispone de muchas plantas. Probablemente ahí aparece el problema, en la magnitud de la inversión y en la búsqueda de un emplazamiento adecuado.
    Sin embargo no hay que engañarse pensando que estas cosas tecnologías no tienen efecto sobre el medio ambiente (tendrán algún tipo de emisión aunque sea térmica), más bien su efecto es despreciable al haber pocas plantas e impredecible si se instalan demasiadas.
    Maikelnai:
    Una noticia muy interesante, y el blog en general también, felicidades.

  6. 6 Josu Josu 27 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Yo quiero lanzar una reflexión que a priori puede parecer más que alocada. Pero Ahí va.
    Supongamos que en el futuro, toda la energía que consumimos proviene de energías limpias, bien con esta que se plantea o con las clásicas o como se quiera. El problema es que todas estas técnicas extraen la energía de los ciclos naturales, véase viento, mareas, etc. ¿No podría pasar que debido a la necesidad de energía estos ciclos fuesen alterados?
    Suena a locura pero creedme que más de una vez me lo he planteado seriamente.

  7. 7 odin odin 27 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Josu:
    Cuando he dicho lo de que “su efecto es despreciable al haber pocas plantas e impredecible si se instalan demasiadas” me refería exactamente a eso, yo también lo he pensado muchas veces y no me parece para nada alocado.
    Cuando empezaron a quemar carbón durante la revolución industrial probablemente ni se plantearon que pudiera tener efectos perniciosos en el medio ambiente y mira sin embargo las opiniones actuales.

  8. 8 Poli Poli 27 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Que mundo tendriamos ahorita si este proyecto o el que tenia en mente el gran Nicolas Tesla se hubieran llevado a cabo. Que mal que se opto por ser flojos y tacaños al no invertir en energias que no fueran fosiles. Quizas no hubiera habido algunas guerras y no tendriamos el problema del calentamiento global. Lastima.

  9. 9 Blogmaster Blogmaster 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    “300.000 litros de agua dulce diarios” multiplicado por 50.000 islas artificiales… tanta agua salada, transformada en dulce, en ALTA MAR, no tendrá un impacto medioambiental importante?

  10. 10 Drannor Drannor 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    A Josu:
    Lo que dices no es para nada alocado. Tampoco nadie pensaba que quemar combustibles fuera a alterar el equilibrio térmico de la Tierra, y así estamos…

    A frikingeniería:
    Lo cierto es que, a priori, puede que no parezca una solución muy viable; pero creo que el problema de nuestro sistema energético es la falta de diversificación, y los graves problemas de ineficiencia que ello conlleva. Por ello, creo que no es negativo que se investigue en nuevas formas de generar energía, por inverosímiles que puedan parecer.

  11. 11 lost lost 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Es la isla de lost, ahora encaja todo

  12. 12 diosjano diosjano 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Estupendo articulo
    Ojala se logre llevar a acabo y que sea algo libre para cualquier pais que lo requiera.

  13. 13 Poli Poli 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Si los datos son ciertos, 50.000 islas son suficientes? Cuantas plataformas petroliferas hay en el océano? cuantas centrales nucleares? Cuantas plantas de carbon? Energia 100% limpia por el coste que sea… creo que algun gobierno valiente deberia apoyar la investigación e implantación de dicha tecnologia.
    http://www.spymac.com/details/?2146727

  14. 14 iz iz 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    No creo que el sistema funcione por flujos de fluidos, y tuberías…

    Mas bien podría ser por la corriente eléctrica que se genera en un par de soldaduras uniendo metales diferentes, sometidas a una diferencia de temperatura (efecto Peltier/Seebek)

  15. 15 tirsodealba tirsodealba 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    señores , hace un tiempo lei en otro foro que los israelies estan estudiando tambien la manera de conseguir energia infinita, procedente del mar,esto no es serio señores, se trata de una nueva leyenda urbana ,debida a una mente calenturienta,

    ni pierdan el tiempo ni se lo hagan perder a nadie

  16. 16 kennosis kennosis 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Al que habla de las fosas de 5000m. Decir que la profundidad máxima alcanzada por un submarino ha sido de 900m. A esa profundidad hay una presión enorme.

    Saludos

  17. 17 jmav jmav 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Es una forma de estudio, tan buena como otra, pues separando cierta cantidad de agua en recipientes, y calentándola mediante paneles solares…. Se podría obtener una diferencia de temperatura mayor, pues como se conoce con la solar térmica se alcanza grandes temperaturas al agua.

  18. 18 Anonimo antonimo Anonimo antonimo 28 Feb 2008 0 (0 Votos)

    @frikiingenieria
    Esa negatividad es pagada?
    No serás hijo de la OLP cariño?

  19. 19 C++ C++ 29 Feb 2008 0 (0 Votos)

    tirsodealba:

    ya… tu eres de los que hubieran seguido creiendo que la Tierra era redonda, que hay Dioses que te castigan si eres bueno o malo, que es imposible viajar a la Luna, que volar queda exclusivamente para los pajaros e insectos y lo de los moviles, radio, etc… es brujeria!! Si algo enseña la ciencia es que querer, es poder; al menos teniendo una cierta base para desarrollar una teoria.

    En cuanto a esta idea, aun no interesa que prospera, y cuando sea necesaria, la comprara alguna multinacional haciendo que sea menos eficaz y mucho mas cara.

    PD. interesante blog sr. Maikelnai

  20. 20 frikingeniero frikingeniero 29 Feb 2008 0 (0 Votos)

    @Anonimo antonimo
    Sorry por poner datos científicos, igual es la olp q me paga, pero si tu crees sin datos ¿no seras pagado tú por los creacionistas :P?

    @El resto con el argumento de poner 50000islas
    Para que quieres poner 50000islas si no logras que ninguna de ellas produzca energía, para multiplicar las perdidas por 50000. Es esto lo que pido, que se me demuestre q una de estas islas produce energía (sin tener en cuenta turbinas de viento)

    @el resto
    Lo de que no se produzca vapor y se haga por otro ciclo OK, era solo por ir mostrando que los datos que daban son “raros”. Aun asi, sigas el ciclo que sigas Carnot manda, y cualquier ciclo, cuanto más diferente del suyo, peor rendimiento tendrá.

    Tampoco nadie me ha rebatido lo de los intercambiadores de calor, porq yo repito que la energía para mover fluido a su traves será muy alta, ¿y si poner la isla en una corriente? contestareis, a lo que yo digo q mejor poner algo que aproveche dinámicamente esa corriente, que este ciclo.

    Y sorry por parecer pesimista, es que prefiero que lo que van a gastarse en esto se lo gasten en planes más lógicos y con mas viabilidad y posibilidades, que en uno con tantos problemas a priori.

  21. 21 odin odin 29 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Frikingeniero:
    Estoy de acuerdo contigo en que el rendimiento es muy bajo, por nada del mundo me atrevería a negar las leyes de la termodinámica, pero lo que se plantea es tecnicamente posible, y se aplica en las centrales solares de baja temperatura.
    El ciclo termodinámico puede realizarse tanto con un fluido con punto de ebullición bajo o con un gas, por lo que aunque la diferencia de temperaturas da lugar a un rendimiento bajo, se produce energía.
    El rendimiento, en este caso, no me parece un factor determinante, ya que en principio no hay emisiones, por lo que la única diferencia que supone es que hay que instalar muchas mas plantas, aunque estoy de acuerdo en que es un parámetro que siempre hay que evaluar y suele ser el más importante.
    En cuanto a los intercambiadores, lo cierto es que con que sean grandes, el problema estaría bastante solucionado. El agua del mar es un buen conductor térmico, y por tanto el agua en las inmediaciones del intercambiador mantendría su temperatura por conducción. Ademas, el agua que se enfriara ascendería, añadiendo un flujo térmico por convección.
    No digo que esto sea la panacea, pero en principio es tecnicamente viable.

  22. 22 odin odin 29 Feb 2008 0 (0 Votos)

    Me refería a un intercambiador de superficie sin forzar el flujo de agua, que creo que no me he explicado, es decir, tubos en contacto directo con el agua del mar.

  23. 23 Ender Ender 29 Feb 2008 0 (0 Votos)

    La central original OTEC utiliza un circuito cerrado y un fluido de baja temperatura de ebullicion como podrian ser el amoniaco o el freon. Este fluido se evapora con la energia termica del agua de la superficie y se condensa con el agua de las profundidaes.

    Como bien se ha apuntado ya, su rendimiento es muy bajo, de alrededor del 7%, debido a la poca diferencia entre la temperatura de superficie y la de profundidad (entre 500 y 1000m) y a la energia necesaria para bombear agua desde la profundidades hacia la superficie.

    Sin embargo segun este articulo, se pretende construir estas islas dotadas ademas con centrales mareomotrices y eolicas, de manera que podrian llegar a ser en cierto modo rentables, aunque tambien habria de tenerse en cuenta que el agua de mar es salada y por tanto corrosiva, lo cual significaria tener que ir renovando las infraestructuras.

    Por ultimo decir que hasta el momento no se ha comprobado su efecto sobre el medioambiente, por lo que no se descarta ni que efectivamente pueda dañar los climas o que sea totalmente limpia.

  24. 24 Laz Laz 2 Mar 2008 0 (0 Votos)

    Mi conocimiento del tema es unos cuantos ceros a la izquierda del punto, pero en cualquier caso se agradeceria muchisimo que todos los que tengan conocimientos apropiados viertan sus opiniones. En cualquier caso le hago un link a mi blog pues el tema es realmente interesante.

  25. 25 john john 5 Mar 2008 0 (0 Votos)

    … la verdad no entendí ni mierda de lo que leí …

  26. 26 Edgar Edgar 6 Mar 2008 0 (0 Votos)

    jajajajajajaja que man tan chistoso este ultimo…………………….. seria severo!

  27. 27 davaguco davaguco 10 Mar 2008 0 (0 Votos)

    Yo le pondría unas turbinas de viento encima de la isla, así aprovechas el montaje para obtener doble beneficio y reutilizando parte de la inversión.

  28. 28 frikingeniero frikingeniero 13 Mar 2008 0 (0 Votos)

    @Odin
    Digo lo de los intercambiadores forzados porque sera la única manera de darles un rendimiento decente, porque si no directamente el agua calentada en los intercambiadores para enfriar {en la parte de abajo} y la enfriada en los superiores apenas se movería, y la temperatura de la zona fría y la zona cliente empeoraría aun mas.

    Y lo de hacer muchos y que el rendiento no interesa lo repito. 1-Primero tienes que hacer que funcione, y cuando digo q el rendimiento es bajo, me refiero a q es bajo ya de por si termodinamicamente, pero si le sumas los consumos que tiene de funcionamiento {desde lo que consume iluminacion, mantenimiento, bombas…} por muy poco que sea te puede dar un valor global negativo.
    Ademas economicamente
    no sera mejor gastar un millon en turbinas, q te producen X kw/h q gastar ese millon en esto, q te producira {repito, si lo hace} 0.1X kw/h?

  29. 29 Joaquín Joaquín 11 Jun 2008 0 (0 Votos)

    Siento deciros que va a ser imposible suministrar nuestro derrochador mundo con energía procedente del mar según efecto Peltier/Seebek. Esto supone enfriar la superficie del mar y calentar los fondos. Si se hace a gran escala, se influiría en las corrientes oceánicas y eso podría desembocar en una glaciación y en tremendos desequilibrios en los ecosistemas marinos. Estaría bien combinarla con el resto de las renovables. Y lo más importante de todo HAY QUE SER MÁS EFICIENTES Y MENOS DERROCHADORES. Sólo en el transporte desde donde se produce la energía hasta donde se consume se pierde el 50% !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! La opción sería usar el H2 como medio de transporte, en lugar de cables. Pero vale mucho, mucho, mucho y aún queda por investigar.

  30. 30 Javier Javier 15 Jun 2008 0 (0 Votos)

    El batiscafo puede descender a las fosas mas profundas del oceano a 10.000 m.
    http://es.wikipedia.org/wiki/Batiscafo

  31. 31 Marce! Marce! 10 Nov 2008 0 (0 Votos)

    Yo particularmente creo que en algun futuro cercano, ya no vamos a tener que pensar en que tecnologia, nos dara energia limpia, sino en alguna tecnologia limpia que ademas de proveer la energia tan necesitada a nivel mundial aporte algun extra para el medio ambiente y el bienestar de todos, como por ejemplo esta. La cual aportaria agua dulce que podria ser vendida a otras empresas y de alguna manera mejorar el famoso rendimiento aprovechable de esta tecnologia. Aunque siempre vamos a vivir en el mismo mundo, entre gente que piensa en mas plata de la suficiente y que complica todos los numeros finales, como asi tambien detalles ambientales a futuro que podrian producir este tipo de tecnologias en la vida animal en esas aguas por un posible cambio de temperatura a largo plazo, y esos detalles de los cuales nadie nunca habla hasta que el problema es evidente, mientras tanto apaguen la luz de casa ejej.

    Escuche una nueva tecnologia solar que trata de las antiguas y costosas celdas solares (fotovoltaicas), en las cuales se reduciria al tamaño de una lamina la cual mejoraria mas eficientemente el rendimiento de obtencion y ademas podria aplicarse a pinturas y revestimiento de casas y automoviles de manera que se pueda poner en una infinidad de superficies, la verdad es que es muy interesante…

    un saludo

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