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  • 7/22/2019 TFG Alejandro Jos Perdomo Feo

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    Posibilidades de integracin de sistemas energticos

    renovables marinos en Infraestructuras PortuariasTFG

    I. Martima

    1 Alejandro Perdomo Feo

    NDICE

    1. Introduccin62. Pueden producir los puertos energa renovable de origen marino?..102.1. Infraestructura Inteligente y sistemas energticos marinos.12

    2.2. De puerto medieval a puerto contemporneo12

    2.3. Un poco de historia: De Arqumedes a la energa de las olas...13

    2.4. La marea como recurso15

    2.4.1. Un poco de historia. De los tide mills o los molinos demarea de Londres del siglo III a la Central de La Rance

    (Francia S.XX)..19

    2.4.1.1. Una infraestructura que genera paisaje y ordena elterritorio. ...22

    2.4.1.2. Molinos de mar y puerto..232.4.1.3. Una primera conclusin...242.4.1.4. Si fueron tan tiles y tan importantes, Por qu

    dejaron de usarse los molinos de agua?......................24

    2.4.2. El presente inmediato de las tecnologas que aprovechanla energa de las mareas27

    2.4.2.1. Sistemas de generacin medianteembalse controlado. Centrales mareomotrices.

    ..27

    2.4.2.1.1. Instalaciones en funcionamiento.292.4.2.1.2. Instalaciones de barrera con mayor tamao.312.4.2.1.3. La inversin econmica y el impacto

    ambiental como factores limitantes31

    2.4.2.2. Sistemas convertidores de la corrientes de las mareas31

    2.4.2.2.1. Los sistemas convertidores de energa de lascorrientes marinas hoy32

    2.5. La ola como recurso.34

    2.5.1. La energa contenida en las olas..352.5.2. Un poco de historia. La energa de las olas en la historia

    de la evolucin tecnolgica.382.5.3. Los sistemas Convertidores de energa de las olas hoy.40

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    2.6. La energa maremotrmica, la temperatura del agua comorecurso.43

    2.6.1. Un emplazamiento prximo a lugares profundos.462.6.2. Un poco de historia. George Claude, un emprendedor

    colosal.47

    2.6.3. La energa maremotrmica hoy...........50

    2.7. La energa osmtica del agua salada como recurso...522.7.1. Presin retardada por osmosis (PRO).532.7.2. Electrodilisis Inversa (EDI)55

    2.8. Conclusin 1: La respuesta a la primera pregunta es si.....57

    3. Cmo justificar la puesta en servicio de convertidores energticos marinosen un recinto portuario?.....................................................................................59

    3.1. Producir energa de origen renovable en Espaa....603.1.1. Los xitos del marco regulatorio renovable...653.2. Los Puertos y la Energa....703.2.1. Cmo justificar la puesta en servicio de convertidores

    energticos marinos en un recinto portuario?........................73

    3.2.2. Apunte 1. Un matiz relevante..733.2.3. La figura de la actividad Servicios Energticos en el

    Espacio portuario..73

    3.3. El uso del dominio Pblico Portuario estatal...743.3.1. Secuencia del Procedimiento autorizacin para el uso de

    espacio en recinto portuario.77

    3.3.2. Secuencia del procedimiento de concesin de uso deespacio en recinto portuario.78

    3.3.3. Apunte 2. Solicitar una concesin administrativa..793.4. Barreras no tcnicas...79

    3.5.

    Conclusin 2. Fortalezas de los recintos portuarios para lageneracin de energa.............81

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    4. Definicin de la propuesta...824.1. Trasformar energa, una manera de almacenarla.84

    4.2. Infraestructuras en el espacio martimo.86

    4.3. Infraestructuras en el espacio terrestre..87

    5. La seleccin de los sistemas de generacin de corriente...885.1. El sector. Una primera impresin...89

    5.1.1. El esfuerzo de Emec, de la IEA-OESiy de JackHardisty.90

    5.2. Requisitos tcnicos para el volcado a red de los sistemas de

    generacin de energa elctrica de origen marino.93

    5.2.1. La produccin de corriente en continua o en alterna?5.2.2. Diversidad de sistemas de generacin.965.2.3. Sistemas de operacin y control..995.2.4. Supervisin de funcionamiento.1005.2.5. La propuesta de Hardisty seis instalaciones de energa

    de las mareas...100

    5.3. Requisitos que ha de cumplir la conexin a la red de los

    convertidores marinos103

    5.3.1. La frecuencia1055.3.2. La tensin.1055.3.3. Factor de potencia y control de tensin.1055.3.4. Calidad de la potencia Producida..1075.3.5. Protecciones del sistema..108 5.3.6. Toma a tierra...1105.4. Impacto generado por el volcado a red de la energa generada

    con los convertidores marinos...112

    5.4.1. Anlisis del sistema..115

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    6. Tipos de generadores 1186.1. Tipos de Convertidores de la energa de las corrientes

    marinas119

    6.1.1. Tipos de turbinas empleadas en los convertidores de energade la corriente de las mareas120

    6.1.1.1. Turbina Horizontal de flujo axial...1206.1.1.1.1. Sistema SeaGen..1216.1.1.1.2. La Turbina Gorlov1226.1.1.2. Turbina Horizontal de conducto con flujo axial...1236.1.1.3. Turbina vertical de flujo axial1246.1.1.4. Turbina de flujo cruzado1276.2. Tipos de Convertidores de la energa de las olas.128

    6.2.1. Muchos y poco contrastados...130 6.2.2. Tipos de convertidores segn su posicin relativa a la costa.6.2.2.1. Instalaciones en la costa.1316.2.2.1.1. Sistema de columna oscilante (OWC).

    Drakoo.131

    6.2.2.1.2. Sistema OWC de desalacin directaOceanlinx133

    6.2.2.1.3. Convertidores hidrulicos de costa.El Pendulor, el Seahorse134

    6.2.2.1.4. Sistemas de generacin con Power Take Offelctrico...138

    6.2.2.2. Instalaciones cerca del litoral1396.2.2.2.1. El sistema WaveStar. .1396.2.2.2.2. Sistemas flotantes1406.2.2.2.2.1. Sistema de generacin lineal

    El Wedge y el OPT140

    6.2.2.2.2.2. El sistema de masa rotanteEl Wello OY..143

    6.2.2.2.2.3. Sistemas semi-sumergidos: El AWS.1466.2.2.2.2.4. Sistemas sumergidos. El Oyster1476.2.2.2.3. Instalaciones en mar abierto.1486.2.2.2.3.1.

    Sistemas atenuadores. El Pelamis.148

    6.2.2.3. Sistemas totalizadores El Wave Dragon...150

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    7. Una propuesta para el Puerto Deportivo Marina Lanzarote comocaso prctico...152

    7.1. El Puerto Deportivo Marina Lanzarote...153

    7.1.1. Presentacin. Caractersticas del Puerto Deportivo MarinaLanzarote..154

    7.2. Estimacin de los Recursos energticos renovables marinos del

    Puerto Deportivo Marina Lanzarote...157

    7.2.1. Corrientes de marea. Tnel de desage del Puerto MarinaLanzarote.158

    7.2.2. Olas de pequeo tamao producidas por el viento y lascorrientes de marea. .158

    7.2.3. Olas de primer impacto y retorno. La Punta de laLagarta.159

    7.2.4. Olas en el frente litoral...1607.3. Criterios a tener en cuenta en la seleccin de equipos162

    7.4. Cuatro artefactos flotantes convertidores de energa marinapara el Puerto Deportivo Marina Lanzarote...163

    7.4.1. Drakoo para electrificar pantalanes con la ola pequea1647.4.2. Sistema Gorlov para desalar agua con las corrientes de

    marea167

    7.4.3. Wello Oy para la fabricacin de hielo de la Cofrada delPuerto de Arrecife...171

    7.4.4. SeaHorse para la dotacin de aire comprimido en varadero...175

    7.5. Prospeccin econmica..180

    8. Conclusin.183

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    1.Introduccin

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    Puerto de Los ngeles, California. Octubre de 2013. Se inicia el servicio de

    conexin elctrica desde el buque al muelle para embarcaciones de gran eslora(http.www.marinelink.com, 2013)

    No es nuevo que las embarcaciones tomen corriente de la red elctrica del puerto,

    ni agua, ni hielo. No es nuevo. Tal vez la novedad est en la dimensin, esta vez

    el servicio alcanza a las embarcaciones de marina mercante de gran eslora, en eso

    y en que supone el inicio de lo que puede ser una tendencia en el objetivo

    estratgico de reducir las emisiones de en puerto.

    Con la conexin elctrica desde el muelle al buque, una gran embarcacin de

    crucero puede recortar el consumo de combustible hasta en 20 toneladas mtricas

    y reducir las emisiones de en 60 toneladas mtricas durante una estancia de

    10 horas enpuerto (Marquart, 2012,p57, Revista ABB4/10).

    Imagen 1: Infografa Puerto de CaliforniaFuente: Elaboracin propia con imgenes rescatadas de http://www.abb.com/industries/ap

    Una estrategia de trabajo, reducir emisiones , que se asienta en un entramado

    normativo impulsado a lo largo de los ltimos aos, tanto desde el mbito

    nacional con la EPA (Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos),

    como de organismos supranacionales como la CEE, la ONU o la propia OMI

    (Organizacin Martima Internacional), que