Estudio de factibilidad para la implementación de un convertidor de energía de olas (WEC) tipo punto absorbedor en la isla Isabela de las Galápagos

Abstract

Para reducir la dependencia del uso de combustibles fósiles, se están desarrollando convertidores de energía de olas (WEC) que permitirían capturar y almacenar la energía undimotriz. Estos dispositivos, en términos de diseño y costo, tienen ventajas sobre la energía solar y eólica, dado que requieren de menor espacio físico al operar en un fluido con mayor densidad energética. Sin embargo, el diseño de un dispositivo WEC para las costas ecuatorianas debe incluir las condiciones de mar dónde será implementado. Por lo tanto, el objetivo de este proyecto es el evaluar el desempeño de un convertidor de energía undimotriz para las condiciones del mar de las Islas Galápagos, con énfasis en la Isla Isabela debido a su alto potencial energético, utilizando la información provista por el centro europeo CMEMS e información recolectada por el INOCAR. Para aproximar de forma numérica la respuesta de un WEC esférico tipo point-absorber operando en Galápagos se utilizó el software de uso libre OpenFOAM.

Inicialmente se determinaron la frecuencia natural y coeficiente de amortiguamiento de una esfera de 1 metro de diámetro mediante un experimento numérico de decremento logarítmico. Después, se realizaron simulaciones incluyendo olas incidentes de 1 m de altura con distintos períodos, y se estudió la dependencia de la respuesta vertical y las fuerzas actuantes sobre el dispositivo con respecto al periodo de la ola. Los resultados numéricos son aceptables, con diferencias entre 3% y 20% en comparación predicciones analíticas disponibles en la literatura. Las predicciones de fuerza total sobre el dispositivo son usadas para definir una matriz de potencia, estimando que este dispositivo puede generar 89.3 MWh por año. Considerando el consumo energético anual de 7.2 GWh reportado en el 2018 de esta isla, se necesitarían 20 de estos dispositivos para cubrir con el 25% de su demanda energética.