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III Jornadas sobre el Estado actual y Perspectivas de las Energías Renovables Marinas en España

María del Carmen Lacasa Santos, ICCP Madrid, 22 de Noviembre de 2017

María del Carmen Lacasa Santos-ETSI Caminos, Canales y Puertos (UPM)

María Dolores Esteban Pérez – ETSI Caminos, Canales y Puertos (UPM)

José Santos López Gutiérrez – ETSI Caminos, Canales y Puertos (UPM)

Vicente Negro Valdecantos – ETSI Caminos, Canales y Puertos (UPM)

Análisis de localización para la instalación de una

central undimotriz en la costa norte de España



Índice de la presentación 1. Motivación del proyecto

2. Localización

3. Bases de partida

4. Análisis energético

5. Análisis estructural

6. Análisis multicriterio. Solución propuesta

7. Proceso constructivo

8. Análisis económico

9. Conclusiones



EL FUTURO DE LA ENERGÍA DEL OLEAJE EN LAS INSTALACIONES

PORTUARIAS DE LA COSTA NORTE ESPAÑOLA.

Motivación

Mundo altamente dependiente de combustibles fósiles

Calentamiento global y sostenibilidad medioambiental

Potenciación y apuesta por las Energías Renovables

Gran potencial energético en la costa norte de España

Desarrollo de nuevas tecnologías e innovaciones

Convertidores de energía undimotriz



Dique de Punta Langosteira

Dique Norte

Dique de Torres

Dique de Punta Lucero

Localización



Bases de Partida Dique de Punta

Langosteira (Puerto Exterior A Coruña)

Ampliación del Puerto de Gijón

Dique de Punta Lucero (Puerto de

Bilbao)

Profundidad del lecho 39 10-22(Dique de Torres)

25-30 (Dique Norte) 31-33

Geotecnia Granitos Cuarcitas Arenas sobre substrato de cayuela

Sismicidad NO NO NO

Hs(m) 15 9,5 12,5

Tp(s) 20 18 18

Tm(s) 16 14,75 13,85

Cma (m) 5 5 5

Tipología del dique Dique en talud Dique en talud (D. de Torres)

Dique vertical (D. Norte) Dique en talud

1

2

3




Dique de Torres


Dique Norte



Cla

sific

ació

n W

EC Columna de agua

oscilante (OWC)

Estacionarias

Separadas o aisladas

ISLAY LIMPET (UK), PICO (AZORES,

PORTUGAL)

Rompeolas SAKATA (JAPON),

MUTRIKU (PAIS VASCO)

Flotantes MASUDA, MIGHTY WHALE, SPERBUOY

Dispositivos movido por las olas

Flotante

Movimiento vertical

AQUABUOY, WAVEBOB, POWERBUOY, PELAMIS

Balanceo SALTERS DUCK

Sumergida

Movimiento

vertical ARCHIMEDES WAVE SWING

Balanceo OYSTER, WAVEROLLER

Dispositivos de rebasamiento

Estacionaria Costera TAPCHAN

Rompeolas SSG

Flotante WAVE DRAGON

Sistema Oscillating Water Column (OWC)

Sistema Sea Slot-Cone Generator (SSG)

Descarte de dispositivos flotantes: riesgo de ser arrancados, impulsados contras las obras de abrigo, dificultad de maniobrabilidad para los buques

Descarte de dispositivos sumergidos: disminución de operatividad del puerto

Análisis de aprovechamiento



CMS WAVE Propagación del oleaje Régimen medio anual

Energía de las olas disponible y aprovechada por los convertidores WEC

DATOS CLIMÁTICOS

Clima marítimo Hs-Tp (%) Clima marítimo Hs-Dir (%)

Nº Estados de propagación

245- D. Punta Langosteira 170- Puerto Gijón

252- D. Punta Lucero

h=386m H=615m h=600m

Index 67: Hs=5m;Tp=14s;Dir=292,5º

Index 169: Hs=6m;Tp=14s;Dir=337,5º Index 173: Hs=1,5m;Tp=6s;Dir=337,5º



Energía disponible Punto objetivo Energía disponible

(MWh/m año)


P1 287,5 P2 291,3 P3 291,3 P4 287,0

Puerto de Gijón

P1 153,1 P2 145,9 P3 145,2 P4 160,0


P1 230,4 P2 249,8 P3 260,3 P4 277,2

Energía aprovechada

Producción bruta

(MWh/año)

Producción neta

(MWh/año)

Factor capacidad

(h)

Factor capacidad

(%)

OWC (50 kW)

Dique Punta Langosteira

113,96 96,86 1937,30 25,69

Dique Norte 112,87 95,94 1918,86 26,84 Dique Punta

Lucero 116,46 98,99 1979,77 26,25

SSG (155 kW)


334,48 284,31 1834,26 24,33

Dique de Torres 130,12 110,61 713,58 9,98

Dique Punta Lucero

215,02 182,77 1179,17 16,06

3

2

1



Producción neta por dispositivo

(MWh/año)

Longitud de módulo/ cámara

Nº módulos Longitud de

la central (m)

Producción total de la central (MWh/año)

OWC (50KW)


96,86 56

(7 turbinas) 3 168 2.034,20

Dique Norte 95,94 50

(6 turbinas) 3 150 1.726,90

Dique Punta Lucero

98,99 46

(6 turbinas) 3 138 1.781,80

SSG (155KW)


284,31 10 10 100 2.843,10

Dique de Torres 110,61 10 10 100 1.106,10 Dique Punta

Lucero 182,77 10 10 100 1.827,70

Longitud de la central y diseño de las alternativas

Análisis estructural







Dique de Torres

Dique Norte

1

1

2 2

3

3



Solución en OWC ubicado en el dique Norte

(Ampliación Puerto de Gijón)

Análisis multicriterio



1.Situación inicial 2.Desmantelamiento del espaldón 3.Corte de los cajones 4.Colocación de las vigas 5.Fabricación, botadura y transporte de los cajones 6.Colocación de los cajones sobre los perfiles 7.Unión de cámaras entre sí y con el dique existente (hormigonado)

8.Construcción de subcámaras 9.Construcción de la cámara de turbinas y finalización de obra

1 2 3

9 8 7

6 4 5

Proceso constructivo



Inversión inicial:17.250.000,00€ Gastos anuales: 138.600,00€ Venta de energía: 260.000,00€ INDICADOR VALOR Valor de rentabilidad

VAN -15.000.000€ >0

TIR -10,51% >0

Payback >500 años

Ratio C/B 0,53 >1

Ratio C/B 1,86 <1

Ratio BCI 0,12 >2

NO ES RENTABLE ECONÓMICAMENTE

COSTES

BENEFICIOS

Viabilidad económica



Proyecto de construcción Viable técnicamente Sostenibilidad medioambiental X No viable económicamente

Energía undimotriz - Gran cantidad de energía potencial existente en los

emplazamientos analizados de la costa norte de España.

- Bajo desarrollo de las tecnologías de los convertidores de aprovechamiento en undimotriz.

- Diseño de los diques de España no planificado para esta función.

- Fomentar investigación de los dispositivos de aprovechamiento para mejorar la eficiencia del sistema de producción

NO RENTABLE A DÍA DE HOY

Conclusiones



Muchas gracias

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