Engineering
Central mareomotriz
Retenga la marea tras el dique de la laguna y luego déjela pasar por las turbinas. Genere en el reflujo o en ambos sentidos, elija el salto con el que empezar, o maneje usted mismo las compuertas y las turbinas, y compare la energía que da cada marea.
Qué ocurre
Un dique cierra 10 km² de mar. El mar sube y baja 3 m a uno y otro lado de su nivel medio cada 12 h 25 min; el nivel del embalse solo cambia a través del dique: por compuertas de 1500 m² y por ocho turbinas de bulbo de 7 m de diámetro, cada una un orificio que deja pasar Q = C·A·sqrt(2g·Δh). El operador mantiene cerradas las compuertas mientras la marea crea un salto entre el mar y el embalse, y luego deja pasar el agua por las turbinas, que convierten ρg·Q·Δh en electricidad con un rendimiento del 88 % y están limitadas a 20 MW cada una. La generación en reflujo llena el embalse por las compuertas mientras la marea sube y genera mientras baja; la generación en ambos sentidos aprovecha las dos fases.
La generación en reflujo que arranca con un salto de 3 m da 311 MWh por marea; la generación en ambos sentidos, 409 MWh; en reflujo con arranque a 2 m se obtienen 283 MWh, y a 4 m, 328 MWh. Un embalse llenado en pleamar y vaciado en bajamar contendría ρg·A·(2a)²/2 = 503 MWh: esperar el salto cuesta salto, y generar lleva tiempo.
Modelo: el embalse es un único nivel sobre un área fija, A·dh/dt = Q; los caudales son de orificio, suavizados en los últimos 5 cm de salto; una marea de un solo armónico; RK4 con pasos de 10 s. Sin oleaje, sin inercia del agua en los conductos, sin variación del rendimiento de las turbinas con el salto.
Qué probar
Observe una marea completa con generación en reflujo: el embalse se llena, retiene el agua y genera a medida que el mar se retira. Cambie a generación en ambos sentidos y compare la energía de la última marea.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones η_s = a·cos(2πt/T) A·dh/dt = Q_s + Q_t Q = C·A·sqrt(2g·|Δh|)·sign Δh P = η·ρg·Q_t·Δh ≤ 8 × 20 MW
