Entrega Final

Resumen

A partir de la contingencia energética nacional y mundial, nace la idea de trabajar en las llamadas energías renovables no convencionales. El presente prototipo a escala, busca representar en forma simplificada la interacción de un dispositivo unidimensional boya-mar, cuyo objetivo es la transformación de la energía del mar en electromotriz. Para ello, se construirá el dispositivo físico y simulará computacionalmente, todo esto en el marco de la teoría potencial y EDP linealizadas.

Teoría

1- Planteamiento problema Hidrodinámico

Supuestos:

- Agua incompresible e irrotacional

- Movimiento boya no afecta el mar

Ecuaciones:

- Continuidad fluido

- Velocidad nula en el fondo

- Condición cinemática y dinámica

- Equilibrio de fuerzas sobre la boya

- Ecuación de Morrison

2.- Solución Linealizada unidireccional

Supuestos:

- Amplitud ola despreciable frente a longitud de onda

Implementación

Generamos olas que perturban el agua haciendo oscilar una boya que flota en la superficie del agua. La boya se encuentra fija a un eje, el cual tiene un imán en su parte superior que pasa por una bobina generando energía eléctrica.

Resultados Simulación

Una vez encontrado el potencial de velocidades, el problema de interacción boya-mar simplificado corresponde a una EDO no lineal en la dirección vertical. Resolviendo por el método de Runge-Kutta se obtiene:

Conclusión

Es un tipo de energía renovable y limpia, sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía, lo cual nos invita a trabajar para una mejora en su implementación de manera de reducir costes y aumentar eficacia. Un gran proyecto a futuro para nuestro dispositivo sería utilizarlo en campos de boyas formando una central generadora de energía eléctrica mediante olas.

Tercera Entrega

Para esta tercera entrega actualizaremos principalmente los avances en la implementación y la simulación:

El prototipo del proyecto esta casi terminado, adjuntamos las fotografías a contiuación.







En las fotografías se observa el recipiente de madera, con la cara frontal transparente. Además se puede observar el sistema motor-paleta, que generará las olas automaticamente.

El video con la simulación es el siguiente:



Los parámetros utilizados en la simulación son los siguientes:

L=0.5;%constante de Hook resorte
k=5;%numero de onda
a=1*10^-2;%amplitud ola
rho=1000;%densidad del agua
densidad=800;%densidad boya
R=0.01;%radio boya
h=0.2;%profundidad
w=sqrt(g*k*tanh(h*k));%frecuencia segun relacion de dispersion
r=0.1;%roce viscoso
z0=-0.1;%profundidad inicial

Las siguientes son los gráficos de la simulación:

Gráfico de Posición Boya:



Gráfico de Velocidad Boya: