WaveRoller, un dispositivo que convierte las olas en energía y electricidad

Una alternativa sostenible de energía limpia

Patentado y diseñado por la Compañía Finlandesa AW-Energy Ltd, el WaveRoller es un dispositivo que convierte las olas en energía y electricidad. 

La simple pero brillante idea para el diseño vino en un momento inesperado, el buzo profesional Rauno Koivusaari estaba explorando un naufragio y se percato que una pieza plana muy pesada del barco se movía en vaivén con mucha fuerza impulsada por la energía de las olas, bajo la superficie del océano.

Desde esa primera percepción  el diseño de WaveRoller ha pasado a través de muchos ciclos en la construcción de prototipos, pruebas en laboratorio, la realización de  sofisticadas simulaciones y modelaciones numéricas y, finalmente, el despliegue de los dispositivos de prueba en el real ambiente marino, para hacer observaciones, ajustar las escalas y repetir el ciclo de desarrollo.

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CÓMO FUNCIONA

WaveRoller funciona esencialmente de la misma forma que la pieza plana del naufragio que Rauno Koivusaari observó. El vaivén de las aguas producido por las olas pone el panel en movimiento.

Para maximizar la energía que WaveRoller puede absorber de las olas, el dispositivo es instalado debajo del agua a una profundidad que va desde los 8 a 23 metros, donde el movimiento de las olas es más fuerte. El panel se extiende por casi toda la profundidad de la columna de agua desde el fondo del mar sin romper la superficie. Esto asegura que el panel no sobresalga en el paisaje marino y evita la creación de materiales innecesarios que pondrían una carga adicional en la estructura.

Como el panel WaveRoller se mueve y absorbe la energía de las olas del mar, las bombas de pistones hidráulicos conectados al panel bombean fluidos hidráulicos al interior del circuito hidráulico cerrado. Todos los elementos del circuito hidráulico se encuentran dentro de una estructura hermética en el interior del dispositivo y no están expuestos al medio ambiente marino. Por consiguiente, no existe riesgo de fugas en el océano.

Los fluidos de alta presión son introducidos en un motor hidráulico que acciona el generador de electricidad. La potencia eléctrica generada en esta planta de energía undimotriz es después conectada a la red eléctrica a través de cables submarinos.

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POTENCIA DE PRODUCCIÓN Y OPERACIONES

La potencia energética de un solo dispositivo WaveRoller, o en otras palabras, la producción desde un único panel, oscila entre 500 y 1000 Kw. Las diferencias en los resultados de producción de energía undimotriz varían de acuerdo a los recursos locales.

Cuando múltiples dispositivos WaveRoller se instalan en un solo sitio, se habla de las granjas de olas o matrices. Estas granjas pueden tener decenas de dispositivos, de modo que parte de la infraestructura del sitio se distribuye entre las máquinas, reduciendo así el coste de una sola unidad. Dado que cada WaveRoller está equipado con un generador de electricidad a bordo, la producción de muchos dispositivos se puede combinar a través de cables de electricidad y una subestación.

Una de las características únicas de WaveRoller que asegura su rentabilidad y confianza en la entrega de energía, es su característico funcionamiento y concepto de mantención. Los dispositivos WaveRoller disponen de grandes tanques de lastre que están llenos de aire, de modo que pueden flotar hasta sus lugares de despliegue. Estos tanques pueden ser llenados con agua para sumergir la unidad. Si bien el convertidor de energía permanece totalmente sumergido durante una operación, puede ser fácilmente reflotada  a la superficie para el mantenimiento con el vaciado de los tanques de lastre.

Por lo tanto, no hay necesidad de complejas, costosas y potencialmente peligrosas operaciones de buceo para el mantenimiento de WaveRoller. Adicionalmente, el dispositivo puede ser instalado o mantenido sin la necesidad de costosos equipos adicionales, como grúas de gran tamaño o barcazas.

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EVOLUCIÓN DE UNA IDEA

- 1993. El buzo profesional, Sr. Rauno Koivusaari, hace una observación mientras bucea en un antiguo naufragio, ve como se mece una pesada escotilla con el movimiento en vaivén de las olas.

- 1999. Koivusaari retoma la idea con un grupo de amigos entusiastas (dos pequeños dispositivos prototipos son construidos). Las pruebas con los prototipos confirman que la idea es factible.

- 2000. Se presenta la primera solicitud de patente la cual cubre el uso del fenómeno de oleaje para la producción de energía. Dos expertos en energía de Fortum Hydro Research Laboratory se unen al equipo. Se realizan diferentes tipos de ensayos a escala en laboratorios.

- 2002. Se funda AW-Energy Oy. Consigue las primeras inversiones privadas para la financiación de las primeas pruebas marinas llevadas a cabo en el Golfo de Finlandia. Las pruebas incluyen bombeo de agua y mediciones de la presión.

- 2003. Después de prometedores resultados, las pruebas continúan con el apoyo del Fondo de Tecnología Finlandés. Los diseños de los paneles se modifican y se comparan con los experimentos anteriores. Se asegura el financiamiento de un adicional inversor primado. Se presenta una segunda patente la cual cubre una descripción más detallada de la tecnología.

- 2004. Los modelos son estudiados en el Ship laboratory of Helsinki University of Technology. Se hacen diferentes estudios con diseños de los paneles, con el crecimiento marino y los efectos de la incrustación biológica. Son elaborados los primeros para la prueba a escala oceánica en EMEC / Orkney.

- 2005. Se obtienen los primeros resultados de las instalaciones en las Islas Orcadas, Escocia (EMEC) y mediciones en el Ecuador (Salinas). El objetivo es probar el concepto de supervivencia antes de diseñar algo más grande. Los prototipos son expuestos a diferentes condiciones de mar agitado con fondo de roca y arena. Se percatan de las limitaciones del bombeo de agua en tierra al utilizar la turbina Pelton como TDF. Parece ser una solución factible para una sola unidad, pero excesivamente complejos e ineficientes cuando múltiples unidades se combinan. Se hacen los bocetos a semi-escala del primer WaveRoller con TDF hidráulica y generador de a bordo. Ingresa la inversión privada de Aura Capital.

- 2006. Portugal es identificado como el sitio más adecuado para el ensayo de la planta de demostración. Inicio del proyecto integral de modelado FDA(función de distribución acumulada). A partir del diseño y la fabricación del dispositivo WaveRoller a semi escala #1, un único dispositivo equipado con TDF hidráulico sin el sistema de control activo y conexión a la red.

- 2007, Instalación, puesta en marcha y seguimiento del dispositivo a semi escala WaveRoller #1. Después de cuatro meses de operar en ambiente de aguas abiertas que decide actualizar la toma de fuerza para aprovechar al máximo la captación de energía más alta que lo esperado. Re-despliegue en 2007 con un ariete hidráulico más grande. Se hace un plan  general para una granja de olas de demostración de 300 kW que consiste en tres unidades independientes de WaveRoller.

2008. Se despliegue el dispositivo a semi-escala WaveRoller #2 equipado con pistones hidráulicos más potentes. La operación fue realizada en mar abierto y con la exposición a las tormentas y fuerte marejada (Hs> 5 m). Después del desmantelamiento  y retiro del dispositivo, se analizaron detalladamente los  datos, lo que aporto gran cantidad de información para el diseño de la granja de olas WaveRoller de 300kW.

- 2009. Funciona el diseño conceptual integral en la granja de demostración WaveRoller (300 kW). Se realizan una serie de pruebas en tanques en la Universidad de Oporto, Portugal verificado por el Instituto Superior Technico (IST). Una donación extraordinario fue otorgada por el programa de financiación de la Union Europea 7PM Energía. La planta de demostración del proyecto comenzó oficialmente en octubre de 2009.

ACTUALIDAD

En la actaulidad AW-Energy tiene varios proyectos iniciados en costas con grandes centros de energía de olas como Portugal, Francia o Irlanda y está negociando con el gobierno de México para desarrollar un proyecto piloto de energía undimotriz en el mar de Baja California, lo que permitiría a México ser un país puntero en el continente americano en esta tecnología renovable. El proyecto que quieren desarrollar en México sería de 20 MW, alrededor de unas 60 unidades de WaveRoller en el estado de Baja California.

Fuente: aw-energy.com

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12 dE junio dEl 2015
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