¿Cómo aprovechar la energía de las olas con convertidores de columna de agua oscilante?

Los ingenieros Modesto Amundarain y Mikel Alberdi han presentado las dos primeras tesis de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) sobre el uso de convertidores de columna de agua oscilante (OWC) para la extracción de energía renovable de las olas. Se trata de la tecnología en la que se basa la planta que se está construyendo en Mutriku y, según explican estos dos ingenieros, la más adecuada para aprovechar la energía de las olas en la costa vasca.

Se acaban de presentar dos propuestas para mejorar el funcionamiento de las plantas en las que se genera energía de las olas. El investigador Amundarain ha desarrollado en su tesis (Control de turbo-generadores olamotrices) diversas estrategias para resolver los problemas de control de estas instalaciones.

Por su parte, Alberdi ha centrado su trabajo, concretamente, en solucionar los problemas de tensión que se dan con generadores de semejante índole (Itsasoko olatuen energia eraldatzeko zentralaren eta sare elektrikoaren tentsio-hutsuneen aurrean kontrol-estrategien diseinua eta garapena: Diseño y desarrollo de estrategias de control ante huecos de tensión de la red eléctrica y la central para la conversión energética de las olas del mar). A raíz de estas investigaciones, el Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la UPV/EHU, al que Amundarain y Alberdi pertenecen, ha publicado un artículo en la revista IEEE Transactions on Industrial Electronics.

El sistema OWC

En la tecnología OWC, no son las olas las que mueven las turbinas directamente, sino una masa de aire comprimido que estas empujan. Se trata de una estructura generalmente ubicada en un rompeolas, cuya parte superior forma una cámara de aire (de ahí la masa comprimida), y cuya parte inferior está sumergida en el agua. De esta manera, la turbina aprovecha el movimiento provocado por la ola tanto cuando viene como cuando se va, y el generador doblemente alimentado (tanto por el rotor o parte móvil como por el estator o parte fija) al que está acoplada inyecta la energía en la red.

Uno de los principales problemas que describen y abordan Amundarain y Alberdi se refiere al denominado comportamiento en pérdida de la turbina. La turbina que se utiliza en estas instalaciones es de tipo Wells, y, debido a sus características, al chocar una ola extraordinariamente fuerte, la turbina puede estancarse y girar mucho más lenta de lo normal. Es necesario, pues, adecuar la velocidad de la turbina. Asimismo, la investigación busca establecer la máxima potencia obtenible o poder fijar una potencia de referencia, lo cual está relacionado también con el control de la turbina.

En busca de las soluciones más eficaces, Amundarain y Alberdi han emulado toda una planta por ordenador (incluyendo la turbina Wells, que han tenido que construir de cero al no tener ningún modelo) y han validado sus pruebas experimentalmente. Así, han establecido que la medida más eficiente consiste en controlar la velocidad de la turbina mediante el generador doblemente alimentado al que está acoplada.

Se trata de que el mismo generador haga girar la turbina a la velocidad óptima para entregar la máxima potencia, adecuándola en función de la presión provocada por las olas en cada momento. Asimismo, han combinado esta medida con el control de flujo de aire, que se basa en una válvula que se suele encontrar en la cámara de captura de los sistemas OWC y que consiste en controlar su nivel de apertura en función del flujo de aire.

Los huecos de tensión

Estas dos medidas son válidas para ayudar a solucionar otro problema que han abordado estos investigadores, principalmente descrito en la tesis de Alberdi: los huecos de tensión en la red, los cuales provocan desequilibrios en el funcionamiento. Alberdi ha coordinado una serie de estrategias entre las que se encuentran las arriba mencionadas.

El investigador propone también el control de las potencias activa (la parte que realmente se consume) y reactiva (la que no se puede consumir) inyectadas en la red de forma desacoplada. Asimismo, para poder controlar la generación eléctrica sea cual sea el estado de la mar, propone vigilar la continuidad de suministro ante un hueco de tensión y hacer uso de un sistema de generación de referencias.

Respecto a los autores, Modesto Amundarain Ormaza (Plentzia, 1964) y Mikel Alberdi Goitia (Bilbao, 1965) son ingenieros técnicos en Electricidad (especialidad Electrónica), ingenieros electrónicos y doctores en Comunicaciones, Electrónica y Control. Ambos son profesores del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Bilbao (UPV/EHU).

Amundarain ha realizado su tesis bajo la dirección de Aitor José Garrido Hernández y Francisco Javier Maseda Rego, mientras que Alberdi ha tenido como directores al mismo Aitor José Garrido Hernández y a Izaskun Garrido Hernández. Los tres directores pertenecen al mismo departamento que Amundarain y Alberdi.

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El coche con motor de hidrógeno más eficiente de España se pone a punto este jueves en el circuito de Cheste (Valencia)

El IDEA CEU Car, el vehículo con motor de hidrógeno más eficiente de los desarrollados por centros docentes y de investigación en España, se pone a punto este jueves en el Circuito de Cheste (Valencia) para participar de nuevo en la competición europea más importante de vehículos ecológicos ,la Shell Eco-Marathon, que se celebrará del 26 al 28 de mayo en el circuito de Lausitz (Alemania), según ha informado la institución académica en un comunicado.

                                          Fuente: ECOticias.com

Este jueves se celebrará una sesión de entrenamientos y puesta a punto del vehículo, que funciona con motor de hidrógeno, en el circuito valenciano Ricardo Tormo. Con esta sesión, el equipo de la CEU-UCH se prepara para esta competición europea, en la que participan más de 3.000 estudiantes y profesores de 26 países diferentes, que presentan 222 vehículos con distintos sistemas de propulsión ecológicos entre los que se premia el mayor número de kilómetros recorridos con el equivalente a un litro de combustible.
   En la edición de 2010, los estudiantes de la Universidad CEU Cardenal Herrera de Valencia lograron con el IDEA CEU Car el récord de España y el séptimo mejor resultado europeo en consumo eficiente de combustible en la Shell Eco-Marathon, en la que compitieron con 221 coches de todo el continente, al recorrer 1.802 kilómetros con el hidrógeno equivalente a un litro de gasolina.
   Además, en el ámbito español, el IDEA CEU Car obtuvo el pasado mes de octubre la mejor marca de los 21 equipos que participaron en la Solar Race de Murcia. El rasgo más competitivo del IDEA CEU Car es, según la misma fuente, su motor eléctrico, en el que el hidrógeno presurizado, combinado con el aire, "genera la electricidad necesaria para circular sin ningún tipo de emisión contaminante, ya que el único residuo que se produce es agua".
   En este sentido, según la institución, "la ligereza de los materiales y la aerodinámica del diseño del vehículo permiten que sólo sea necesario generar una potencia de 22 a 50 vatios -similar al consumo de una simple bombilla- para lograr que el coche supere los 1.800 kilómetros de recorrido".

Paneles solares flotando en el agua, nuevo paradigma en energía solar.

Eliminan el problema de las grandes extensiones de tierras que se requieren en los parques solares actuales

Una nueva tecnología desarrollada en conjunto por la firma israelí Solaris Synergy y el grupo francés EDF, en el marco del proyecto Aquasun de Eureka, permitirá la creación de parques solares en superficies acuáticas, con paneles flotantes que captarán la energía del sol sobre el agua. La innovación permite disminuir los costos de producción de esta energía renovable y, al mismo tiempo, elimina la necesidad de contar con grandes extensiones de tierra para este tipo de desarrollos. Por Pablo Javier Piacente.

¿Se abre una nueva era en la energía solar con los paneles solares flotantes?. Imagen: Eureka.

Una nueva etapa en el campo de la energía solar podría abrirse con el desarrollo de paneles solares flotantes, los cuales brindarían la posibilidad de poner en funcionamiento parques solares sobre el agua. La nueva tecnología, creada en el marco del proyecto Aquasunde Eureka por las firmas Solaris Synergy (Israel) y EDF (Francia), tiene dos grandes ventajas con respecto a los paneles empleados en la actualidad: no se requieren amplios terrenos para su ubicación y, además, se reducen los costos de producción.

No cabe duda que la energía solar cumple un papel primordial en la búsqueda de opciones energéticas sostenibles, en el camino por disminuir los gases de efecto invernadero y todas las implicancias negativas para el medio ambiente que suponen los combustibles fósiles.

Sin embargo, los sistemas de energía solar se enfrentan en la actualidad a dos grandes inconvenientes, que han frenado un mayor desarrollo de esta fuente renovable. Por un lado, los costos elevados de la fabricación de los paneles solares y, por otro, la necesidad de disponer de grandes extensiones de tierras para poder desarrollar los parques solares.

Las nuevas plantas solares flotantes podrían solucionar estos inconvenientes, según establece una nota de prensa de Eureka y un artículo del medio especializado Science Daily. Terminada la fase de diseño sobre marzo de 2010, actualmente se lleva a cabo la fabricación de un prototipo. La fase de ejecución se iniciaría en septiembre de 2011.

Evaluación del sistema

Las pruebas se llevarán a cabo en Cadarache, en el sureste de Francia. Este lugar ocupa una posición privilegiada en la red eléctrica francesa y se encuentra en las cercanías de un emprendimiento hidroeléctrico, que proporcionará la superficie de agua que se utilizará para la instalación del sistema.

Funcionará en las mencionadas instalaciones durante un período de nueve meses, período en el cual se evaluarán las prestaciones del sistema y su productividad, atravesando cambios estacionales y varios niveles de agua. Los miembros del equipo de investigación creen que antes de junio de 2012 se contará con toda la información necesaria para concretar la incorporación de la nueva tecnología al mercado.

Con el objetivo de evitar un impacto negativo sobre los paisajes naturales con estas nuevas plantas solares flotantes, las cuencas de agua que se emplearán no deben ser reservas naturales, pertenecer a centros turísticos o ubicarse en zonas de mar abierto. El propósito es utilizar cuencas industriales de agua, que ya están en uso para otros fines.

Las posibilidades son variadas, ya que existe una gran cantidad de depósitos de agua con usos energéticos, industriales o agrícolas, que están abiertos para su empleo en la producción de energía. De esta manera, los inconvenientes relacionados con la localización del emprendimiento serían menores en comparación a un parque solar convencional.

Disminución de costos e impacto ambiental

Además de solucionar la problemática de las tierras requeridas en un parque solar tradicional, la nueva tecnología reduce también en gran medida los costos de los proyectos. Una de las razones es que los desarrolladores lograron reducir la cantidad de células solares utilizadas, gracias a un sistema solar de concentración de energía sobre la base de espejos, que permite mantener constante la cantidad de energía producida.

Por otra parte, las nuevas plantas flotantes emplean células solares de silicio, que son más eficientes, confiables y económicas que las células empleadas en los proyectos convencionales. Para poder utilizarlas se diseñó un nuevo sistema de enfriamiento, que soluciona los habituales problemas relacionados con el sobrecalentamiento que se manifiestan en las células solares de silicio.

Otro punto vital de la nueva tecnología es su carácter modular, que la hace más eficiente y versátil en cuanto a su inserción en el mercado energético. El sistema está diseñado para que en una plataforma solar sea posible reunir la cantidad exacta de módulos necesarios para la potencia deseada. Cada módulo produce una cantidad fija de electricidad (200 kilovatios), y de acuerdo a esto se incorporará un número determinado de módulos hasta alcanzar la producción buscada.

Asimismo, el equipo de investigadores trabajó en el impacto ambiental de las nuevas plantas solares flotantes. Para garantizar el equilibrio ecológico de los ecosistemas submarinos y la vida de plantas y animales, las plataformas estarán preparadas para “respirar” a través de la superficie acuática, logrando que el oxígeno pueda penetrar en el agua. La elección de los materiales empleados apunta en el mismo sentido.

The Air car uses an interesting new technology might make driving a car more cleaner and cheaper.

Agua potable con energía solar.

Investigadores suizos han desarrollado un dispositivo que aprovecha la energía del sol para desinfectar el agua - un sistema que tiene un gran potencial para los países en desarrollo.

El SwissWaterKiosk, o pabellón suizo de agua, es desarrollado por un equipo de la Universidad Técnica de Rapperswil y es evaluado actualmente en Bangladesh, Mozambique y Tanzania.

Casi 900 millones de personas en todo el mundo no tienen acceso al agua potable, según las Naciones Unidas.
 
"El concepto de la SwissWaterKiosk es el uso de tecnologías sostenibles para la desinfección de agua. Nuestro objetivo principal es dar acceso al agua potable a las personas que carecen de ella", dice Lars Konersmann, líder del proyecto, a swissinfo.ch.
 
El sistema utiliza la tecnología térmica solar para calentar el agua. Los investigadores han demostrado que el agua no tiene que ser calentada a 100 grados centígrados para matar a todos los agentes patógenos, dijo Konersmann.

De hecho, 75 ° C durante cinco minutos bastan para purificar el líquido. Pero el modelo desarrollado por los suizos opta por la seguridad y recomienda por ello calentar el agua hasta 80° C. "Cuanto más baja sea la temperatura, podemos ser más eficientes y producir más agua potable con la misma inversión o material", dijo Konersmann.

El sistema puede potabilizar 500 litros de agua al día con un desembolso inicial de $ 500 (SFr. 482) por aparato, lo que los científicos consideran un precio similar a otros sistemas.

Fácil de usar

El pabellón está diseñado para el uso a nivel comunitario antes que en los hogares, con un empresario local a cargo de la producción y distribución de agua. El líquido puede ser vendido a un bajo costo como un servicio a la comunidad o distribuirse gratuitamente, por ejemplo en las escuelas y hospitales.

Konersmann dice que la principal ventaja en comparación con otras tecnologías es que el pabellón es de fácil mantenimiento y funciona eficazmente, lo que es importante para la aplicación de tecnología en los países en desarrollo. “Ya que el proceso de tratamiento del agua es el mismo que hervirla, la tecnología también es fácil de comprender y de muy buena aceptación", añade.
 
La segunda fase del proyecto piloto, después de una primera fase para comprobar la tecnología, es la evaluación de los aspectos sociales, especialmente los diferentes modelos de operación. Las pruebas se ejecutan en tres países hasta fines de este año.
 
El proyecto en Bangladesh, con sede en Dhaka, ha demostrado que la tecnología no es ideal para espacios urbanos, donde ya existen grandes sistemas centrales de tratamiento de aguas que son más económicos y eficientes. Sin embargo, ha habido comentarios positivos de las zonas rurales y semiurbanas de África.

Escuelas y otros espacios

La organización no gubernamental suiza Helvetas ejecuta dos pequeños proyectos piloto al norte de Mozambique, donde desde hace años participa activamente en el tema del acceso al agua y saneamiento. En marzo se instalarán otros cinco sistemas.
 
"Los primeros sistemas funcionan en escuelas y vamos a instalar otros para probarlos en diferentes contextos, como centros de salud, más escuelas, también en establecimientos comerciales, como restaurantes, que están interesados en ponerlos a prueba", afirma a swissinfo.ch  Kaspar Grossenbacher, coordinador del programa de Helvetas " en Mozambique.

“Pero todavía es muy temprano”, hace hincapié Grossenbacher. “Al principio los alumnos estaban un poco reacios a usar el pabellón, pero ahora toman el agua potable de allí”.

Hubo algunos problemas: el agua estaba un poco caliente o el sistema no funcionaba en los pocos días nublados que tiene la región en su período de lluvias, señala el experto. "Sin embargo lo siguen utilizando y están interesados en ampliar las cantidades", agrega.

Acceso seguro al agua

La situación de acceso al agua en esa región de Mozambique - uno de los países más pobres del mundo - es crítica, dijo Grossenbacher. Los pozos son la solución habitual.
 
Helvetas no contempla que el pabellón vaya a proporcionar acceso al agua potable a un conjunto de comunidades rurales, ya que estas tienen requerimientos muy amplios. La organización cree que el sistema es ideal para instituciones donde falta el agua potable.
 
"Es una solución específica cuyo uso estamos probando en instituciones específicas", precisa Grossenbacher.
 
Una idea podría ser colocar el pabellón de agua en las zonas más densamente pobladas, donde la gente viene a comprar agua potable para mantener su salud y un mínimo de bienestar. Esto es algo que tendría que probarse, asi como su concepto nuevo, indica Grossenbacher.
 
Konersmann apunta que el objetivo es terminar la segunda fase del proyecto piloto en los tres países con algunas historias de éxito, con miras a ampliar el sistema en estos países y otros.

"El agua potable es una necesidad básica de todo ser humano", dijo. "Es la piedra angular de la calidad de vida."

Isobel Leybold-Johnson, swissinfo.ch
(Traducción y adaptación, Rosa Amelia Fierro)

http://www.swissinfo.ch/