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New mechanisms and concepts for exploiting electroactive Polymers for Wave Energy Conversion

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Nuevos conceptos reducen el coste de la energía undimotriz

Aprovechar la energía de las olas del océano es una forma prometedora pero económicamente complicada debido al entorno de funcionamiento, muy adverso, y a la limitada eficiencia de conversión energética. El proyecto PolyWEC propone un enfoque radicalmente nuevo en el que la energía de las olas se convierte en electricidad mediante generadores deformables a base de goma.

Cambio climático y medio ambiente
Energía

El proyecto POLYWEC (New mechanisms and concepts for exploiting electroactive polymers for wave energy conversion), financiado por la Unión Europea, desarrolló un nuevo tipo de WEC poliméricos que utilizan generadores con elastómeros dieléctricos (DEG) para lograr que la energía undimotriz sea comercialmente viable. Los DEG son condensadores deformables hechos de láminas de goma dieléctricas y capas de electrodos adecuados que se pueden utilizar para convertir energía mecánica en electricidad empleando el principio de generación electrostática mediante capacitancia variable. En comparación con las tecnologías convencionales, los DEG ofrecen densidades elevadas de energía, costes muy bajos, operación con conexión directa y cíclica, buena resistencia a los choques y la corrosión, funcionamiento silencioso, alta eficiencia y costes de funcionamiento reducidos. Estas características los convierten en una tecnología transformadora mediante la realización de WEC hechos de goma en estado sólido de bajo coste, sin componentes rígidos móviles ni otros mecanismos móviles. Entre los socios del proyecto hubo un grupo interdisciplinario de científicos e ingenieros del sector académico y de la industria que empezaron por diseñar distintos WEC basados en DEG a partir de los principios de una boya en movimiento, un faldón de rebose y el principio de la columna de agua oscilante. POLYWEC creó modelos acoplados basados en un enfoque hidrodinámico para la energía undimotriz y modelos analíticos para la respuesta electrohiperelástica de los generadores para predecir la respuesta dinámica de los WEC poliméricos. Los modelos electrohiperelásticos e hidrodinámicos precisos y validados desarrollados por los investigadores permitieron describir matemáticamente la respuesta de los WEC a base de DEG. Además del sector de la energía undimotriz, estos modelos se podrían utilizar en el sector biomédico para simular la interacción entre los fluidos y dispositivos electroquímicos médicos blandos. Los investigadores diseñaron una membrana circular hinchable hacha con capas de goma aislante separadas por capas de goma conductora a las que se llaman diafragmas circulares (CD-DEG). Los CD-DEG se pueden utilizar como alternativa a los aerogeneradores convencionales. También se diseñaron y probaron dispositivos experimentales a escala utilizando potencias en la escala de 1 a 4 W, que representan a varios cientos de kilovatios en la escala real. Esto ha demostrado un paso importante para avanzar en el uso de DEG en el sector de la energía undimotriz.

Palabras clave

Convertidores de energía undimotriz, POLYWEC, polímeros electroactivos, generadores de elastómero dieléctrico, electrohiperelástico

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