Energía Termal-Oceánica para la Producción de Energía Eléctrica en el Caribe

9 March, 2012 | By More

ENERGIA TERMAL-OCEANICA PARA LA PRODUCCION DE ENERGIA ELECTRICA EN EL CARIBE English

Autora: Carmen Grayson M.Sc. ¦ Edición: Dra. Dora de Alonzo, Ph.D.

En Puerto Rico - La construcción de una planta de Conversión de Energía Termal-Oceánica (CETO) proporcionará una fuente alternativa de energía renovable a Puerto Rico. La empresa Offshore Infrastructure Associates (OIA) ha propuesto la construcción de la planta de CETO en Punta Tuna, Maunabo, Puerto Rico. La planta tendría una capacidad de 75MW. De acuerdo con los estudios realizados por OIA y la Universidad de Puerto Rico en Mayaguez, la CETO puede ser implementada en zonas que tienen las siguientes características: (1) diferencia perenne de temperatura de al menos 20°C entre la superficie y el fondo (2) las aguas profundas del mar se encuentran a una distancia de no más de 6 km de la costa, (3) el mercado comercial es favorable, y (4) los precios de otras fuentes de energía convencional son menos competitivas que los precios de la CETO.

La utilización de la energía termo-oceánica busca capturar la energía solar en los océanos y convertirla en energía eléctrica[i]. La conversión de energía termal-oceánica consiste en el empleo del alto contraste entre la temperatura tropical de la superficie del océano (~ 25°C) y las temperaturas frías del fondo del mar, a profundidades de entre 500-1000 metros bajo el nivel del mar (~ 4°C)[ii]. En un sistema de CETO cerrado existe un evaporador que utiliza el agua caliente de la superficie y un condensador que utiliza el agua fría del fondo del océano. El fluido termal que se usa para vaporizar y mover el generador es un fluido que debe tener un bajo punto de ebullición (usualmente amoniaco[iii]) que se captura y recicla en el sistema, utilizando solamente la energía termal del océano como fuente de evaporización y condensación. 

La conversión de energía termal-oceánica es una opción viable en áreas donde las zonas profundas del océano se encuentran a una distancia de menos de 6 km de de la costa [iv]. Es por ello que la CETO es una alternativa viable en países en zonas tropicales y subtropicales con acceso limitado a las fuentes de energía convencionales[v]. La diferencia de temperatura dicta el grado de eficiencia que alcanzan las plantas eléctricas, dándole así a las plantas de CETO un grado de eficiencia bajo (aproximadamente de 8%). Sin embargo, no es razón para descalificar este método alternativo [vi]; especialmente en países donde otras fuentes de energía no son accesibles. Además, la CETO no depende de procesos radioactivos ni contribuye al incremento de emisiones de  gases de invernadero.

La utilización de la energía termal-oceánica fue introducida por el físico francés Jacques Arsene d’Arsonval a finales del siglo XIV. A principio de 1930,  George Claude, quien fue unos de los estudiantes del físico d’Arsonval, construyó un prototipo de un sistema de CETO en Matanzas, Cuba. Dicho sistema rindió una producción de 22 kW de energía eléctrica [vii].  En los estudios desarrollados por el programa US OTEC Engineering Research and Development (Departamento de Investigación y Desarrollo de CETO de EE.UU) a mediados de 1990, la planta alcanzó una capacidad de 500MW. Durante este tiempo, el departamento de energía de EE.UU había propuesto la construcción de plantas de CETO; sin embargo, las construcciones no se llevaron a cabo, ya que a principios de los años noventas los precios del petróleo bajaron, y fuentes de energía nuclear se tornaron altamente competitivas. Es ahora, frente a la inestabilidad los precios del petróleo, la crisis del medio oriente, y que la energía nuclear presenta un alto riesgo, que CETO es una alternativa más favorable[viii].  

La planta propuesta en Puerto Rico por OIA, la cual esta siendo financiada por fuentes privadas, ha desarrollado una estrategia de financiamiento a largo plazo, que permite que la energía termo-oceánica tenga un costo comparable con la generada utilizando petróleo (a $65/barril).  De acuerdo con OIA, los pagos por la electricidad generada permanecerán dentro del sistema económico de Puerto Rico y los Estados Unidos y al evadir importaciones extranjeras la economía nacional se verá altamente favorecida.


[i] (Ford et al., 1983)

[ii] (Ford, et al. 1983)

[iii] (EE&RE, 2012)

[iv] (Martí et al., 2011)

[v] (Martí et al., 2011, Ford et al., 1983; Tanner et al., 1995)

[vi] (Ford et al., 1983)

[vii] (NREL, 2012)

[viii](Marti et al., 2011)

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Ocean Thermal Energy to Produce Electricity in the Caribbean

By: Carmen Grayson, M.Sc. ¦ Edition: Dora de Alonzo, Ph.D. ¦ Translation: Karla G. Morrisey 

In Puerto Rico – The construction of an Oceanic-Thermal Energy Conversion (OTEC) plant will provide an alternative source of renewable energy to Puerto Rico.  The company, Offshore Infrastructure Associates, has proposed to build the OTEC plant in Punta Tuna, Maunabo, Puerto Rico.  The plant will have a capacity of 75MW.  According to studies by the OIA and the University of Puerto Rico in Mayaguez, the OTEC plants can be implemented in areas with the following characteristics: (1) perennial difference in temperature of at least 20°C between the surface and the bottom (2) deep ocean waters can be found at a distance of no more than 6 km from the coast (3) the commercial market is favorable and (4) prices of other sources of conventional energy are less competitive than OTEC’s prices.

 The utilization of ocean thermal energy seeks to capture solar energy in the oceans and convert it to electricity [i].  The conversion of ocean thermal energy consists of the use of the high contrast between the tropical surface temperature of the ocean (~25°C) and the colder temperatures of the bottom of the ocean, at depths ranging from 500 to 1,000 meters below sea level (~4°C)[ii]. In a closed OTEC system, an evaporator uses hot water from the ocean surface, and a condenser uses cold water from the bottom of the ocean. The thermal fluid used to evaporate and move the generator should have a low boiling point (usually ammonia) [iii] that captures and recycles itself throughout the system, using only ocean thermal energy as a source of evaporation and condensation.

The conversion of ocean thermal energy is a viable option in areas where the deep zones of the ocean are found at a distance of at least 6 km from the coast [iv]. Therefore, OTEC plants are viable alternatives in countries located in tropical and subtropical zones with limited access to conventional energy sources [v].  The difference in temperature dictates the efficiency level of electrical plants, thus giving the OTEC plants a low efficiency level (approximately 8%).  However, this is not a reason to disqualify this alternative method [vi]; especially in other countries where other sources of energy are not accessible.  Also, OTEC plants neither depend on radioactive processes nor contribute to the increase of greenhouse emissions.

The idea of using ocean thermal energy was introduced by French physicist Jacques Arsene d’Arsonval in the late fourteenth century.  In early 1930, George Claude, one of d’Arsonval’s students, constructed a prototype of an OTEC system in Matanzas, Cuba.  This system yielded 22 kW of electricity [vii].  In studies conducted by the U.S. OTEC program, by the Department of Engineering Research and Development, in mid-1990 the plant reached a capacity of 500 MW.  During this time, the U.S. Department of Energy had proposed the construction of OTEC plants; however, these constructions were not carried out as the early 1990s experienced drops in petroleum prices, and sources of nuclear energy became highly competitive.  Now, faced against with unstable petroleum prices, the Middle Eastern crisis, and the high risk nuclear energy poses, OTEC plants have become a more favorable alternative.

The plant proposed in Puerto Rico by OIA, which is being funded by private sources, has developed a long-term financial strategy that permits the ocean thermal energy to have a cost comparable to the generated using petroleum ($65/barrel).  According to the OIA, costs for the generated electricity will remain within the economic system of Puerto Rico and the United States, and by avoiding foreign imports, the national economy will be highly favored.

[i] (Ford et al., 1983)

[ii] (Ford, et al. 1983)

[iii] (EE&RE, 2012)

[iv] (Martí et al., 2011)

[v] (Martí et al., 2011, Ford et al., 1983; Tanner et al., 1995)

[vi] (Ford et al., 1983)

[vii] (NREL, 2012)

[viii](Marti et al., 2011)

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Category: Energía Hidroeléctrica

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