Vlnová energie nebo vlnová energie

Vlny oceánu obsahují velké množství energie odvozeno od větrů, takže povrch oceánu lze považovat za a obrovský sběratel větrné energie.

Kromě toho, moře absorbují obrovské množství sluneční energie, což také přispívá k pohybu oceánských proudů a vln.

Vlny jsou vlny energie generované, jak jsem již řekl, větry a slunečním teplem, které jsou přenášeny povrchem povrchu oceánů a které se skládají z vertikálního a horizontálního pohybu molekul vody.

Voda v blízkosti povrchu se pohybuje nejen shora dolů, s průchodem hřebenu (je to jeho nejvyšší část, obvykle zakončená pěnou) a sinu (nejnižší část vlny), ale také jemně bobtná se pohybuje vpřed na hřebenu vlny a dozadu v lůně.

Jednotlivé molekuly proto mají zhruba kruhový pohyb, stoupají, když se hřeben přibližuje, pak dopředu s hřebenem, dolů, když zaostává, a zpět ve vlně.

Tyto vlny energie na povrchu moří, vlny, mohou cestovat miliony kilometrů a na některých místech, jako je severní Atlantik, množství uložené energie může dosáhnout 10 KW na každý metr čtvereční oceánu, což představuje obrovské množství, pokud vezmete v úvahu velikost povrchu oceánu.

Oblasti oceánu s největším množstvím energie nahromaděné ve vlnách jsou ty oblasti za 30 ° zeměpisné šířky a na jih, kdy je nejsilnější vítr.

Na následujícím obrázku vidíte, jak se výška vlny liší v závislosti na mořském dně podle jeho přístupu k zemi.

Využití energie vln

Na tomto typu technologie se původně pracovalo a bylo implementováno v 1980. letech XNUMX. století obnovitelné vlastnosti a jeho enormní životaschopnost implementace v blízké budoucnosti.

Jeho implementace se díky charakteristikám vln stává ještě životaschopnější mezi zeměpisnými šířkami 40 ° a 60 °.

Ze stejného důvodu již dlouhou dobu existuje pokus převést vertikální a horizontální pohyb vln na energii, kterou mohou použít lidé, obvykle větrnou energii, ačkoli byly také provedeny projekty převodu na mechanický pohyb.

Existuje celá řada zařízení určených pro tyto účely, které lze umístit do pobřeží, na volném moři nebo ponořené v oceánu.

V současné době je tato energie implementována v mnoha rozvinutých zemích, čímž se dosahuje velkých výhod pro ekonomiky těchto zemí, což je dáno vysoké procento dodané energie ve vztahu k celkové energii požadované za rok.

Například:

• Ve Spojených státech odhaduje se, že kolem 55 TWh za rok jsou nahrazovány energiemi z pohybu vln. Tato hodnota je 14% z celkové energetické hodnoty, kterou země ročně požaduje.
• A v Evropa je známo, že kolem 280 TWh Pocházejí z energií generovaných pohybem vln v roce.

Akumulátory energie na pevnině

V oblastech, kde pasáty (Tyto větry foukají relativně neustále v létě, na severní polokouli a v zimě méně. Cirkulují mezi tropy, od 30-35 ° k rovníku. Jsou směrovány z vysokých subtropických tlaků, směrem k nízkým rovníkovým tlakům.) pohyb k vlnám, můžete postavte nádrž se šikmou stěnou betonu obráceného k oceánu, na kterém se vlny mohou posouvat a hromadit v nádrži umístěné mezi 1,5 a 2 metry nad mořem.

Tuto vodu bylo možné turbinovat, což by jí umožnilo návrat do moře a výrobu elektřiny.

Vzestup a pokles přílivu a odlivu v některých oblastech, kde by tato technologie byla použitelná, je velmi malý, takže nebude způsobovat žádné rušení.

V pobřežních oblastech, kde mají vlny hodně akumulované energie, mohou být vlny vedeny betonovými bloky kotvícími na otevřeném moři, které mohou soustředit téměř veškerou energii vlnové fronty široké 10 kilometrů na malé ploše široké 400 metrů.

Vlny by v tomto případě měly při pohybu směrem k pobřeží výšku 15 až 30 metrů, takže by se voda mohla snadno hromadit v nádrži umístěné v určité výšce.

Uvolněním této vody do oceánu by bylo možné vyrábět elektřinu pomocí konvenčních hydroelektrických zařízení.

Použití vlnového pohybu

Existují různá zařízení tohoto typu.

Na následujícím obrázku vidíte ten, který byl prakticky použit a který přinesl docela uspokojivé výsledky.

Jedná se o systém pro využití energie vln, jehož provoz je poměrně jednoduchý a skládá se z následujících prvků:

• Vlna stoupá zvyšuje tlak vzduchu uvnitř uzavřené konstrukce. Přesně stejné, jako kdybychom stlačili injekční stříkačku.
• Ventily „nutí“ vzduch procházet turbínou, takže se otáčí a pohybuje generátorem a produkuje elektrickou energii.
• Když vlna klesá, produkuje se deprese ve vzduchu.
• Ventily opět „nutí“ vzduch procházet turbínou ve stejném směru jako v předchozím případě, kterým turbína obnoví svoji rotaci, pohne generátorem a pokračuje ve výrobě elektřiny.

Stejný princip byl použit v EU Loď Kaimei poháněn turbínou na stlačený vzduch, společný projekt japonské vlády a Mezinárodní energetické agentury.

Výsledky tohoto projektu byly velmi produktivní, i když jeho použití se nerozšířilo.

Stejná technologie byla nedávno použita, ale s využitím velké plovoucí betonové bloky, v projektu postaveném ve Skotsku.

Existují i ​​další zařízení, která také převést pohyb nahoru a dolů vlny k výrobě elektřiny, jako například:

Cockerellův vor

Toto zařízení se skládá z kloubového voru, který se ohýbá s průchodem vln, čímž využívá pohybu k pohonu hydraulického čerpadla.

Salteova kachnar

Další známější je Salterova kachna, která je tvořena souvislou řadou oválných těl, která se střídavě pohybují dopředu a dozadu, když jsou „svázána“ vlnami.

Airbag Lancaste Universityr

Airbag se skládá ze 180 metrů dlouhé vyztužené pryžové trubky. Jak vlny stoupají a klesají, je vzduch nasáván do oddílů vaku, aby poháněl turbínu.

Válec z University of Bristol

Tento válec má podobnou konfiguraci jako hlaveň umístěná na své straně, která se vznáší bezprostředně pod hladinou. Hlaveň se otáčí pohybem vln a táhne řetězy spojené s hydraulickými čerpadly umístěnými na mořském dně.

Přímé použití vlnového pohybu

Byly testovány jiné systémy k přímému využití pohybu vln nahoru a dolů.

Jeden z nich, na základě pohybu delfínů a velryb, můžete to vidět na tomto diagramu.

Princip činnosti je velmi jednoduchý a skládá se z následujících:

• Když vlna stoupá a tlačí ploutev, které se může pohybovat mezi 10 a 15 °.
• Dále ploutve dosáhne svého konce pohybu a vlna pokračuje ve vzestupu, zde dochází k tlaku směrem vzhůru vlnou, kterou žebro přeměňuje na zpětné tlačení.
• Později, když vlna klesá, posune ploutev dolů a nastane stejný jev jako v předchozím případě.

Pokud má loď systémy tohoto typu, je poháněna účinkem vln, aniž by spotřebovala sebemenší množství energie.

Experimentální testy tohoto systému byly uspokojivé, i když stejně jako v předchozím případě nebylo zobecněno ani jeho použití.

Výhody a nevýhody vlnové energie

Vlnová energie má velké výhody jako:

• Je zdrojem obnovitelné energie a v lidském měřítku nevyčerpatelné.
• Jeho dopad na životní prostředí je prakticky nulový, pokud vyjma systémů pro akumulaci vlnové energie na zemi.
• Mnoho pobřežních zařízení může být začleněny do komplexů přístavů nebo jiného typu.

Tváří v tvář těmto výhodám má Některé nevýhody, některé důležitější jsou:

• Akumulační systémy energie vln na zemi může mít silnou dopad na životní prostředí
• Je téměř použitelné výhradně v průmyslových zemích, protože příznivý vlnový režim se ve třetím světě vyskytuje jen zřídka; Energie vln vyžaduje vysoké kapitálové investice a vysoce rozvinutou technologickou základnu, kterou chudé země nemají.
• Vlnová energie nebo vlny nelze přesně předvídat, protože vlny závisí na povětrnostních podmínkách.
• Mnoho z zařízení zmínil stále mají poruchy a čelí složitým technologickým dilematům.
• Pobřežní zařízení mají a skvělý vizuální dopad.
• V offshore zařízeních je to velmi složitý k přenosu vyrobené energie na pevninu.
• Zařízení musí odolávat velmi extrémním podmínkám po dlouhou dobu.
• Vlny mají vysoký točivý moment a nízkou úhlovou rychlost, kterou je třeba transformovat na nízký točivý moment a vysokou úhlovou rychlost, které se používají téměř ve všech strojích. Tento proces má a velmi nízký výkonpomocí současných technologií.