Fale oceaniczne zawierają dużą ilość energii pochodzi z wiatrów, dzięki czemu powierzchnia oceanu może być postrzegana jako ogromny kolektor energii wiatrowej.
Ponadto Morza pochłaniają duże ilości energii słonecznej, co również przyczynia się do ruchu prądów i fal oceanicznych. Energia ta, skumulowana na duże odległości w postaci fal, może zostać wykorzystana do wytworzenia energii elektrycznej za pomocą różnych technologii, zwanych łącznie energią fal lub energią fal.
Fale to fale energii generowane przez wiatr i ciepło słoneczne, które są przenoszone przez powierzchnię oceanu. Ruch ten obejmuje zarówno pionowe, jak i poziome przemieszczenie cząsteczek wody. Kiedy obserwujemy przejście fali, widzimy, że woda nie porusza się do przodu, ale raczej cząsteczki wody opisują orbitę kołową.
W delikatnej fali woda w pobliżu powierzchni porusza się nie tylko w górę i w dół, ale także do przodu przy grzbiecie i do tyłu przy dolinie, umożliwiając przekształcenie tej energii w energię elektryczną. Cząsteczki wody opisują ruch kołowy: wznoszą się, gdy zbliża się grzbiet, przesuwają się do przodu wraz z grzbietem, a następnie w dół, gdy przechodzi i wycofują się w dolinę fali.
Te fale energetyczne na powierzchni morza, czyli fale, Potrafią pokonać tysiące kilometrów i magazynują duże ilości energii, szczególnie w regionach takich jak północny Atlantyk, gdzie silne wiatry generują fale o średnim potencjale energetycznym do 10 kW na metr kwadratowy powierzchni oceanu. Zasób ten jest ogromny. biorąc pod uwagę ogrom oceanów.
Wykorzystanie energii fal
Badania nad technologią wykorzystania energii fal zaczęto badać w latach 1980. XX wieku i od tego czasu nastąpił znaczny postęp. Koncentruje się na przetwarzaniu pionowego i poziomego ruchu fal na energię wiatru lub energię elektryczną. Wśród najbardziej rentowne obszary W celu wdrożenia tej technologii spotyka się szerokości geograficzne od 40° do 60°, gdzie wiatr generuje stałą falę o dobrych właściwościach użytkowych.
W tym sensie opracowano kilka pionierskie projekty w Europie i innych regionach przybrzeżnych, podkreślając przykłady takie jak ten opracowany na Wyspach Kanaryjskich.
Obecnie energia fal jest wdrażana w wielu krajach, gdzie doskonałe wyniki pod względem produkcji energii elektrycznej. Na przykład:
- W Stanach Zjednoczonych, około 55 TWh rocznie pochodzi z ruchu fal, co stanowi 14% zużycia energii w kraju.
- W Europie, liczba ta jest jeszcze wyższa i sięga 280 TWh rocznie.
Akumulatory energii fal na lądzie
W niektórych obszarach, gdzie wiatry, takie jak pasatymożna zainstalować system zbiorników gromadzących wodę wypychaną przez fale. Tamy te muszą być podniesione na wysokość od 1,5 do 2 metrów nad poziomem morza, aby umożliwić wykorzystanie konwencjonalnych turbin wodnych poprzez uwalnianie wody z powrotem do oceanu.
System ten można zastosować na obszarach, gdzie pływy nie zakłócają znacząco pracy zbiornika. Ponadto na obszarach o szczególnie silnych falach można budować bloki betonowe na morzu skoncentrować energię czoła fali na stosunkowo niewielkim obszarze, co zwiększyłoby potencjał energetyczny układu.
Wykorzystanie ruchu falowego
Jedną z najbardziej znanych technologii wykorzystujących ruch fal jest oscylująca kolumna wody (OWC). System ten składa się z konstrukcji otaczającej słup wody, w którym ciśnienie powietrza generowane jest w wyniku ruchu fal w górę. Powietrze to jest zmuszane do przejścia przez turbinę w celu wytworzenia energii. System ten działa również w fazach depresji, gdy fala opada, umożliwiając ciągłość produkcji energii elektrycznej.
Dobrym przykładem w tej dziedzinie jest Statek Kaimei napędzany turbinami na sprężone powietrze, opracowany wspólnie przez rząd Japonii i Międzynarodową Agencję Energetyczną.
Innowacyjny geniusz
Istnieją różne urządzenia, które przekształcają ruch fal w energię. Oto kilka przykładów:
- Tratwa Cockerell: system przegubowych tratw wykorzystujących ruch fal do napędzania pomp hydraulicznych.
- Kaczka Saltera: składa się z szeregu owalnych ciał oscylujących wraz z falami, z których każdy napędza generatory elektryczne.
- Poduszka powietrzna uniwersytetu w Lancaster: gumowa rurka, która wraz z falami spręża powietrze w celu poruszenia turbin.
W dalszym ciągu opracowywane są różne rozwiązania technologiczne umożliwiające wykorzystanie ruchu fal w górę i w dół.
Zalety i wady energii fal
Energia fal ma ogromne zalety, takie jak:
- Odnawialne i niewyczerpane: wykorzystanie zasobów, które zawsze będą obecne w oceanach.
- Niski wpływ na środowisko, z wyjątkiem niektórych przypadków, w których wdrażane są systemy akumulacji gruntów.
- Można zintegrować z infrastrukturę przybrzeżną już istniejący.
Ale ma też wady:
- Instalacje na lądzie lub w pobliżu brzegu mogą mieć silne działanie wpływ wizualny i środowiskowy.
- To nie jest przewidywalne dokładnie, ponieważ fale zależą od warunków pogodowych w danym momencie.
- Twarz systemów zawiłości techniczne oraz problemy operacyjne wynikające z trudnych warunków środowiska morskiego.
Energia falowa przedstawia a wielki potencjał i dokonuje się ciągłego postępu w celu przezwyciężenia wyzwań nadal występujących w związku z jego wdrażaniem na dużą skalę.