Micro-generación hidráulica en una instalación piscícola gracias al aprovechamiento de las mareas

Antonio Villalba-Herreros, Rafael d’Amore-Domenech, Óscar Santiago Carretero, Emilio Navarro, Teresa J. Leo

Acuicultura en España

187 77

47

N.º de establecimientos (2015)

Continental

Esteros

Jaulas marinas

6.813 UTA

185,2

87,3

61,8

48,4

52,0

834,9

404,5

289,6

185,9

174,1

Reino Unido

Grecia

España

Italia

Francia

0 500 1000

Producción de peces (2015)

Valor (M€) Producción (t x 1000)

Fuente: Informe APROMAR 2017 JERME’17 22 de noviembre de 2017 Madrid, España 1/12

Piscifactorías de estero

Fuente: Google Maps

Utilizan estanques excavados en la tierra (esteros) Localizadas en zonas intermareales aprovechan el cambio de mareas para

la renovación del agua Especies:

Dorada Lubina Corvina

Presencia tradicional en el Golfo de Cádiz aprovechando las antiguas instalaciones salineras: El Puerto de Santa María San Fernando Trebujena Huelva Isla Cristina Ayamonte …

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Piscifactorías de estero

CAÑO Esteros

Reservorio

Colector

Fuente: Google Maps

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Potencial de generación

Fuente: Elaboración propia

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Potencial de generación

Fuente: Elaboración propia

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Micro-generación hidráulica

Instalaciones de generación de energía eléctrica entre 5 kW y 100 kW aprovechando el potencial de un salto hidráulico.

No requiere combustible

Sin emisiones GEI

Bajo coste de mantenimiento

Flexibilidad de operación

Larga vida de la instalación

Coste alto por kW Incompatibilidad con la legislación vigente Dependencia del ciclo de mareas

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Caso de estudio

Parámetros de diseño • Superficie del colector: 30.000 m2

• Altura colector pre-descarga: 1 m • Altura final colector: 0,75 m • Número de turbinas: 5 (x 5 kWn) • Eficiencia del proceso: 40 %

Metodología I. Ajuste analítico del perfil del

mareas II. Modelo de la altura hidráulica

del colector • Integración numérica

III. Calcular la velocidad y potencia de descarga

IV. Optimización de cada descarga • Algoritmo Genético por

difusión con reemplazo condicionado

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Caso de estudio

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Caso de estudio

0 €

25.000 €

50.000 €

75.000 €

100.000 €

125.000 €

150.000 €

175.000 €

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

0 € 25.000 € 50.000 € 75.000 € 100.000 € 125.000 € 150.000 € 175.000 € 200.000 € 225.000 €

Valo

r Act

ualiz

ado

Net

o

Tasa

Inte

rna

de R

etor

no

Coste de la instalación

TIR

VAN

TIR=9%

Payback 5 años

Payback 10 años

Payback 15 años

• Ahorro: 77 MWh/año • Coste energético: 92 €/MWh • Mantenimiento: 700 €/año • Ciclo de vida: 30 años • T. Inflación: 2% • T. Descuento: 2%

• Tasa Interna de Retorno: 9% • Coste de instalación: 79.340 € • Valor Actualizado Neto:

109.770 € • Retorno de la inversión:

12 años 4 meses

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Conclusiones

• La micro-generación hidráulica aprovechando el ciclo de mareas es tecnológicamente posible.

• La instalación es rentable (TIR > 9%; PR 12 años) • Este tipo de instalación no es compatible con la legislación

vigente en España actualmente. • Este planteamiento se puede extrapolar al aprovechamiento del

salto hidráulico en otros tipos de depósitos. • Debido al perfil irregular de producción de energía se recomienda

la utilización de sistemas de almacenamiento de energía (baterías, producción de H2, volantes de inercia, …)

• La energía generada se puede destinar a la producción de O2 para tanques de alevines. (Hidrólisis del agua en un electrolizador obteniendo H2 como subproducto)

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Referencias

• La Acuicultura en España 2017, Asociación Empresarial de Acuicultura de España (APROMAR), www.apromar.es/sites/default/files/2017/informe/APROMAR_Informe_ACUICULTURA_2017.pdf (Accedido: 19/10/2017)

• Traditional polyculture in “Esteros” in the Bay of Cádiz (Spain), M. Yúfera and A.M. Arias, Aquaculture Europe • Vol. 35 (3) September 2010

• D. Rivas and C. Vázquez. Elementos de Cálculo Numérico. Madrid, Aula Docente de Investigación; 2010.

• M. Mitchell. An introduction to genetic algorithms. 1st ed. Cambridge, Massachusetts: MIT press; 1998.

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