Energía de las olas

Las olas, particularmente aquellas de gran amplitud, contienen grandes cantidades de energía. La energía de las olas es una forma almacenada y concentrada de energía solar, incluso el viento que produce las olas es causado por las diferencias de presión en la atmósfera como consecuencia del calentamiento que produce el sol. Los vientos fuertes que soplan en la costa oeste de Europa hacen de esta zona un lugar ideal para explotar la energía de las olas.

La tecnología de la energía de las olas es relativamente nueva y las investigación mas intensas fueron en la década de los 70 y 80 bajo programas promovidos por distintos gobiernos e industrias. Todavía se están llevando a cabo investigación sobre la energía de las olas y se han beneficiado de los fondos aportados por la Comisión Europea. Como resultados, se ha propuesto una amplia variedad de dispositivos para la energía de las olas en las últimas tres décadas, comprendiendo diferentes formas, tamaños y métodos de extracción de la energía. Aunque muchos de estos nunca pasaron de la etapa de diseño, muchos han sido objeto de trabajos de investigación y desarrollo y algunos han sido desplegados en el mar como prototipos o demostraciones.

Tecnología

Los principales países que están desarrollando la energía de las olas son Dinamarca, India, Irlanda, Japón, Noruega, Portugal, Reino Unido y USA. Todos los esfuerzos se han realizado de forma descoordinada desarrollándose una gran diversidad de tecnologías. La mayoría son descartados en fase de investigación pero un número significativo han sido desplegados en el mar como pruebas.

Se han propuesto distintas formas de clasificar las plantas de energías de las olas, basados en el método de extracción de la energía, el tamaño de la planta, etc. Como referencia, el método que seguiremos será según la localización de la planta, plantas de litoral, plantas en aguas poco profundas y plantas de en aguas profundas.

La energía potencial de la energía de las olas en la UE se estiman entre 120-190 TWh/año (plantas en aguas profundas) y 34 - 46 TWh/año (plantas en aguas poco profundas). Los recursos globales de la energía de las olas es excedente en 2 TW, con un potencial para generar más de 2000TWh anualmente.

Plantas de litoral

Las plantas de litoral tienen la ventaja de que son relativamente fáciles de instalar y mantener y no requieren amarres profundas ni cables largos bajo el agua. Los tres principales tipos de plantas de litoral son la de columna oscilante de agua , el canal convergente y Pendulor, como se muestra a continuación.

El sistema de columna oscilante de agua comprende una parte sumergida de hormigón o de acero, que tiene una abertura por debajo de la línea del mar. Como las olas inciden sobre el sistema, esto causa que la columna de agua suba y baje, lo que comprime y descomprime la columna de aire. Esta columna de aire pasa a través de una turbina que mueve un generador eléctrico. Se ha propuesto tanto turbinas convencionales (es decir, unidireccionales) y turbinas bidireccionales. Se han instalado diversas plantas de de columna oscilante de agua en todo el mundo, y algunas de ellas siendo construidas como rompe olas.

El canal convergente comprende un canal que se estrecha gradualmente con alturas de pared típicamente 3 a 5 m sobre el nivel del mar. Las olas entran en el canal que al estrecharse el canal amplifica la altura de la ola que hace que entre en un embalse que proporciona un flujo de agua estable a una turbina.

La planta Pendulor consiste en una caja rectangular abierta al mar por un lado. Un compuerta pendular que con la acción del agua se mueve hacia atrás y hacia adelante. Este movimiento es usado para mover una bomba hidráulica y un generador. Solo se han desplegado pequeñas plantas.

Plantas en aguas poco profundas

Estas plantas están situadas en aguas poco profundas (normalmente entre 10 y 25 metros de profundidad). Otra vez el sistema de columnas oscilante de agua es el principal tipo de planta que se utiliza, varias de estas plantas han sido diseñadas y desplegadas en el mundo.

Plantas en aguas profundas

Estas plantas están situadas en aguas profundas, con profundidades de más de 40 metros. Varios diseños distintos se han desplegado en el mundo, y muchos más que están aun en fase de diseño. Algunos de las plantas más representativas que han sido desplegadas son las siguientes:

• La manguera-bomba Sueca ha estado bajo desarrollo hasta 1980. Consiste en una manguera especialmente reforzada, conectada a una boya que sube y baja con las olas. Estas subidas y bajadas de la boya estiran y relajan la manguera presionando el agua del mar, la cual es expulsada a través de un válvula sin retorno hasta una turbina central y la unidad de generación.
• La bomba de olas McCabe consiste en tres puertas de acero las cuales se mueven en relación a las otras en las olas. Este sistema fue desarrollado para proveer agua potable (por ósmosis inversa) pero también puede ser utilizado para generar electricidad (vía motor hidráulico y un generador).
• El barco de energía mareomotriz flotante [SW2] es una plataforma de acero que contiene una rampa inclinada, que recoge las olas entrantes en una balsa interna. El agua fluye desde la balsa a las turbinas.
• El sistema Danés de energía de olas por bomba flotante utiliza una boya anclada al fondo del mar que la une con una bomba montada sobre un pistón. El subir y bajar de las olas causa que la bomba funcione y el agua pase por la turbina y el generador montado sobre la bomba. El paso del agua sobre la turbina se mantiene como unidireccional debido a la incorporación de una válvula antiretorno.

Mercado

La tecnología para la energía de las olas se ha desarrollado hasta la construcción de plantas de prueba, lo que representa un pequeño mercado.

Es improbable que la energía de las olas (como muchas otras renovables) sea económicamente competitiva frente a las instalaciones convencionales en un futuro cercano, excepto para comunidades aisladas no conectadas a la red. Esto podría cambiar en un futuro próximo:

• El desarrollo tecnológico ha reducido los costes predichos para la energía de las olas durante los últimos dos decenios.
• La energía de las olas podría proveer a comunidades costeras en países sin una red de electricidad nacional, así se evitarían los costes de las lineas de transmisión.
• La energía de las olas podría proveer de agua potable comunidades costeras áridas.

Una estimación conservadora estima que el mercado futuro de la energía de las olas (en 2010) será de aproximadamente unos 5.5TWh/año. El mercado futuro total es superior a los 2000TWh.

Competitividad de Europa

Europa sigue manteniendo el liderazgo mundial sobre la tecnología que envuelve la energía de las olas. Con muchos países Europeos investigando en I+D o en proyectos de prueba, la UE debería estar bien colocada para competir cuando el mercado comercial para esta tecnología evolucione. Varios sistemas comerciales están , actualmente, siendo construidos y planificados para exportarlos. Sin embargo, se han realizado importantes avances en países no Europeos (India, Japón, USA).

Barreras del mercado para la explotación

Hay algunas barreras, que no son de carácter técnico, que dificultan el buen desarrollo de la energía de las olas. Entre estas, tiempos de desarrollo demasiado largos y altos costes de desarrollo como también los riesgos percibidos y altos costes históricos. Es esencial que los sistemas actuales en pruebas son buenos para sobrepasar estas barreras.

Impacto y beneficios de las plantas de energía de las olas sobre el entorno

Como con muchas otras energías renovables, las plantas de energía de las olas no tienen emisiones durante el proceso de generación, pero la energía asociada con la construcción de la planta si que hay pequeñas emisiones asociadas.

Las plantas de energía de las olas podrían tener algunos impactos medioambientales en las siguientes áreas:

• Entorno hidrodinámico: las plantas podrían actuar como protección de la costa y cambiar los patrones de los sedimentos, lo que requeriría seleccionar el lugar cuidadosamente
• Las plantas como habitas artificiales: las plantas podrían atraer y promover poblaciones de distintas criaturas marinas
• Ruido: este vendría principalmente de las turbinas aunque estos podrían ser insonorizados
• Riesgos para la navegación: en la mayoría de los dispositivos se pueden instalar señales visuales y de radar.
• Efectos visuales: esto solo se da en las plantas de litoral y las de aguas poco profundas
• Espacio de ocio; estas plantas formarían espacios aguas tranquilas así se podrían realizar deportes de agua (canoa, etc.).
• Conversión y transmisión de la energía: puede que hayan impactos visuales y medioambientales asociados con las lineas requeridas para la transmisión de la electricidad desde la costa hasta la red.

Eligiendo el lugar cuidadosamente, muchos de estos impactos podrían ser pequeños y fácilmente reversibles.