Energia das ondas ou energia das ondas

Energia das ondas

As ondas do oceano contêm uma grande quantidade de energia derivado dos ventos, de modo que a superfície do oceano pode ser vista como um imenso coletor de energia eólica.

Além disso, os mares absorvem grandes quantidades de energia solar, que também contribui para o movimento das ondas e correntes oceânicas.

Ondas são ondas de energia gerado, como já disse, pelos ventos e pelo calor solar, que são transmitidos pela superfície dos oceanos e que consistem num movimento vertical e horizontal das moléculas de água.

A água próxima à superfície não só se move de cima para baixo, com a passagem da crista (é sua parte mais alta, geralmente coberta com espuma) e do seio (a parte mais baixa da onda), mas, em uma leve ondulação, também se move para a frente na crista da onda e para trás no seio.

As moléculas individuais, portanto, têm um movimento quase circular, subindo quando a crista se aproxima, depois para a frente com a crista, para baixo quando ela fica para trás e para trás dentro da onda.

Essas ondas de energia na superfície dos mares, ondas, eles podem viajar milhões de quilômetros e em alguns lugares, como o Atlântico Norte, a quantidade de energia armazenada pode chegar a 10 KW para cada metro quadrado de oceano, o que representa uma quantidade enorme se você levar em conta o tamanho da superfície do oceano.

As áreas do oceano com a maior quantidade de energia acumuladas nas ondas são aquelas regiões além do 30º de latitude e sul, quando os ventos são mais fortes.

Na imagem a seguir você pode ver como a altura de uma onda varia dependendo do fundo do mar de acordo com sua aproximação ao solo.

amplitude muda ondas

Aproveitando a energia das ondas

Esse tipo de tecnologia foi inicialmente trabalhada e implantada na década de 1980, e vem tendo grande repercussão, devido ao seu características renováveis, e sua enorme viabilidade implementação em um futuro próximo.

Sua implantação também se torna ainda mais viável entre as latitudes 40 ° e 60 ° devido às características das ondas.

Por este mesmo motivo, há muito que se tenta converter o movimento vertical e horizontal das ondas em energia utilizável pelo homem, geralmente a energia eólica, embora também tenham sido realizados projectos para a converter em movimento mecânico.

Projeto de energia das ondas

Projeto pioneiro nas Ilhas Canárias

Há uma grande variedade de dispositivos projetados para tais fins, que podem ser localizados em as costas, em alto mar ou submersas no oceano.

Atualmente, esta energia vem sendo implementada em muitos dos países desenvolvidos, alcançando assim grandes benefícios para as economias desses países, isto se deve ao alto percentual de energia fornecida em relação à energia total necessária por ano.

Por exemplo:

  • Nos Estados Unidos estima-se que ao redor 55 TWh por ano, eles são substituídos por energias do movimento das ondas. Esse valor é 14% do valor total da energia que o país demanda por ano.
  • E em Europa sabe-se que ao redor 280 TWh Eles vêm de energias geradas pelo movimento das ondas durante o ano.

Acumuladores de energia das ondas em terra

Em áreas onde ventos alísios (Esses ventos sopram de forma relativamente constante no verão, hemisfério norte, e menos no inverno. Eles circulam entre os trópicos, da latitude 30-35º em direção ao equador. Eles são direcionados das altas pressões subtropicais, em direção às baixas pressões equatoriais.) movimento para as ondas, você pode construir um reservatório com uma parede inclinada de concreto voltado para o oceano, sobre o qual as ondas podem deslizar para se acumular no reservatório localizado entre 1,5 e 2 metros acima do nível do mar.

Essa água poderia ser turbinada, permitindo seu retorno ao mar, para produzir eletricidade.

A subida e a descida das marés, em algumas zonas onde esta tecnologia seria aplicável, são muito pequenas, pelo que não produzirá qualquer interferência.

Em áreas litorâneas onde as ondas têm muita força acumulada, as ondas podem ser orientadas por meio de blocos de concreto ancorados em mar aberto, que podem concentrar quase toda a energia de uma frente de onda de 10 quilômetros de largura em uma pequena área de 400 metros de largura.

As ondas, neste caso, teriam uma altura de 15 a 30 metros ao se moverem em direção à costa, de forma que a água poderia facilmente se acumular em um reservatório localizado a uma determinada altura.

Ao liberar essa água no oceano, a eletricidade poderia ser produzida usando equipamentos hidrelétricos convencionais.

Uso do movimento das ondas

Existem vários dispositivos deste tipo.

Na imagem a seguir você pode ver um que já foi usado na prática e que deu resultados bastante satisfatórios.

pressão e depressão da ondaÉ um sistema de aproveitamento de energia das ondas cujo funcionamento é bastante simples e consiste no seguinte:

  • A onda subindo aumenta a pressão do ar dentro da estrutura fechada. Exatamente como se pressionássemos uma seringa.
  • As válvulas "forçam" o ar a passar pela turbina para que ele gire e mova o gerador, produzindo energia elétrica.
  • Quando a onda desce, ela produz depressão no ar.
  • As válvulas novamente "forçam" o ar a passar pela turbina no mesmo sentido do caso anterior, com o qual a turbina volta a girar, movimenta o gerador e continua a produzir eletricidade.

Este mesmo princípio foi aplicado no Navio Kaimei alimentado por uma turbina de ar comprimido, um projeto conjunto do governo japonês e da Agência Internacional de Energia.

Os resultados deste projeto foram muito produtivos, embora seu uso não tenha se generalizado.

A mesma tecnologia foi aplicada recentemente, mas usando grandes blocos de concreto flutuantes, em um projeto construído na Escócia.

Existem outros dispositivos que também converter o movimento para cima e para baixo da onda para produzir eletricidade, como:

A jangada Cockerell

Esse dispositivo consiste em uma jangada articulada que se curva com a passagem das ondas, aproveitando assim o movimento para acionar uma bomba hidráulica.

ondas de energia da jangada

Pato salgador

Outro mais conhecido é o pato Salter, que é constituído por uma série contínua de corpos ovais que se movem alternadamente para a frente e para trás, quando “açoitados” pelas ondas.

movimento ondulatório

A bolsa de ar da Lancaste Universityr

O airbag consiste em um compartimento de tubo de borracha reforçado com 180 metros de comprimento. Conforme as ondas sobem e descem, o ar é puxado para os compartimentos da bolsa para acionar uma turbina.

O cilindro da Universidade de Bristol

Este cilindro tem uma configuração semelhante a de um barril colocado de lado que flutua imediatamente abaixo da superfície. O barril gira com o movimento das ondas, puxando correntes conectadas a bombas hidráulicas localizadas no fundo do mar.

Uso direto do movimento das ondas

Foram testados outros sistemas para utilizar diretamente o movimento ascendente e descendente das ondas.

Um deles, baseado no movimento de golfinhos e baleias, você pode ver neste diagrama.

simulação de golfinhos

O princípio de funcionamento é muito simples e consiste no seguinte:

  • Quando a onda sobe e empurra uma barbatana, que pode se deslocar entre 10 e 15º.
  • Em seguida, a barbatana chega ao fim do percurso e a onda continua a subir, aqui há um empurrão para cima pela onda que a barbatana transforma em um empurrão para trás.
  • Mais tarde, quando a onda desce, ela move a aleta para baixo e ocorre o mesmo fenômeno do caso anterior.

Se o barco possuir sistemas desse tipo, ele é impulsionado pelo efeito das ondas sem consumir a menor quantidade de energia.

Os testes experimentais deste sistema têm sido satisfatórios, embora, como no caso anterior, seu uso também não tenha sido generalizado.

Vantagens e desvantagens da energia das ondas

A energia das ondas tem grandes vantagens como:

  • É uma fonte de energia renovável e inesgotável à escala humana.
  • Seu impacto ambiental é praticamente nulo, se excluirmos sistemas para acumular energia das ondas em terra.
  • Muitas instalações costeiras podem ser incorporado em complexos portuários ou outro tipo.

Diante dessas vantagens, tem algumas desvantagens, alguns mais importantes são:

  • Sistemas de acumulação a energia das ondas em terra pode ter um forte impacto ambiental.
  • É quase utilizável exclusivamente em países industrializados, porque um regime de ondas favorável raramente é encontrado no Terceiro Mundo; A energia das ondas requer alto investimento de capital e uma base tecnológica altamente desenvolvida que os países pobres não possuem.
  • Energia das ondas ou ondas não pode ser previsto exatamente, uma vez que as ondas dependem das condições meteorológicas.
  • Muitos de os dispositivos mencionado eles ainda têm problemas funcionais e eles enfrentam dilemas tecnológicos complexos.
  • As instalações costeiras têm um grande impacto visual.
  • Em instalações offshore é muito complexo para transmitir a energia produzida ao continente.
  • As instalações têm que resistir a condições muito extremas por longos períodos de tempo.
  • As ondas possuem alto torque e baixa velocidade angular, que devem ser transformadas em baixo torque e alta velocidade angular, utilizadas em quase todas as máquinas. Este processo tem um desempenho muito baixo, usando as tecnologias atuais.

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