Vlnová energia alebo vlnová energia

Vlny oceánu obsahujú veľké množstvo energie odvodené od vetrov, takže povrch oceánu možno považovať za a nesmierny kolektor veternej energie.

Okrem toho, moria absorbujú obrovské množstvo slnečnej energie, ktorý tiež prispieva k pohybu oceánskych prúdov a vĺn.

Vlny sú vlny energie generované, ako som už uviedol, vetrom a slnečným teplom, ktoré sú prenášané povrchom povrchu oceánov a ktoré pozostávajú z vertikálneho a horizontálneho pohybu molekúl vody.

Voda v blízkosti povrchu sa pohybuje nielen zhora nadol, s prechodom hrebeňa (je to jeho najvyššia časť, zvyčajne pokrytá penou) a sínusu (najnižšia časť vlny), ale aj jemne napučiava. sa pohybuje vpred na vrchole vlny a dozadu v lone.

Jednotlivé molekuly preto majú zhruba kruhový pohyb, ktorý stúpa pri priblížení hrebeňa, potom dopredu s hrebeňom, dole, keď zaostáva, a dozadu vo vlne.

Tieto energetické vlny na povrchu morí, vlny, môžu cestovať milióny kilometrov a na niektorých miestach, napríklad v severnom Atlantiku, množstvo uloženej energie môže dosiahnuť 10 KW na každý meter štvorcový oceánu, čo predstavuje obrovské množstvo, ak vezmete do úvahy veľkosť povrchu oceánu.

Oblasti oceánu s najvyšším množstvom energie akumulované vo vlnách sú tie oblasti za 30 ° zemepisnej šírky a na juh, keď je najsilnejší vietor.

Na nasledujúcom obrázku môžete vidieť, ako sa mení výška vlny v závislosti od morského dna podľa jeho prístupu k pevnine.

Využitie energie vĺn

Na tomto type technológie sa pôvodne pracovalo a bolo implementované v 1980. rokoch. Vďaka tejto technológii sa teší veľkému prijatiu obnoviteľné vlastnosti a jeho obrovská životaschopnosť v blízkej budúcnosti.

Jeho implementácia sa stáva ešte životaschopnejšou medzi zemepisnými šírkami 40 ° a 60 ° vďaka charakteristikám vĺn.

Z toho istého dôvodu sa už dlho pokúša previesť vertikálny a horizontálny pohyb vĺn na energiu, ktorú môžu využiť ľudia, zvyčajne veternú energiu, hoci sa uskutočnili aj projekty na jej premenu na mechanický pohyb.

Existuje veľké množstvo zariadení určených na tieto účely, ktoré je možné umiestniť do systému pobrežia, na otvorenom mori alebo ponorené v oceáne.

V súčasnosti sa táto energia implementuje v mnohých rozvinutých krajinách, čím sa dosahuje veľký prínos pre ekonomiky týchto krajín, čo je spôsobené vysoké percento dodanej energie v pomere k celkovej energii požadovanej za rok.

Napríklad:

• V Spojených štátoch odhaduje sa, že okolo 55 TWh ročne sú nahradené energiami z pohybu vĺn. Táto hodnota predstavuje 14% z celkovej energetickej hodnoty, ktorú krajina ročne vyžaduje.
• A v Európa je známe, že okolo 280 TWh Pochádzajú z energií generovaných pohybom vĺn v roku.

Akumulátory energie na pevnine

V oblastiach, kde pasáty (Tieto vetry vanú pomerne konštantne v lete, na severnej pologuli a menej v zime. Cirkulujú medzi trópmi od 30-35 ° k rovníku. Sú smerované z vysokých subtropických tlakov smerom k nízkym rovníkovým tlakom.) pohyb k vlnám, môžete postaviť nádrž so šikmou stenou betónu obráteného k oceánu, po ktorom sa môžu vlny kĺzať, aby sa hromadili v nádrži umiestnenej medzi 1,5 a 2 metrami nad morom.

Táto voda mohla byť turbína, čo jej umožnilo návrat do mora a výrobu elektriny.

Vzostup a pokles prílivu a odlivu v niektorých oblastiach, kde by bola táto technológia použiteľná, je veľmi malý, takže nebude spôsobovať žiadne rušenie.

V pobrežných oblastiach, kde majú vlny veľkú akumulovanú energiu, môžu byť vlny vedené betónovými blokmi kotviacimi na otvorenom mori, ktoré môžu sústreďte takmer všetku energiu predného vĺna širokého 10 kilometrov na malej ploche širokej 400 metrov.

Vlny by v tomto prípade mali pri pohybe smerom k pobrežiu výšku 15 až 30 metrov, takže by sa voda mohla ľahko hromadiť v nádrži umiestnenej v určitej výške.

Uvoľnením tejto vody do oceánu sa mohla elektrina vyrábať pomocou konvenčných hydroelektrických zariadení.

Využitie vlnového pohybu

Existujú rôzne zariadenia tohto typu.

Na nasledujúcom obrázku vidíte ten, ktorý bol prakticky použitý a ktorý priniesol celkom uspokojivé výsledky.

Je to systém na využitie energie vĺn, ktorého prevádzka je dosť jednoduchá a pozostáva z nasledujúcich prvkov:

• Vlna stúpa zvyšuje tlak vzduchu vnútri uzavretej konštrukcie. Presne to isté, ako keby sme stlačili injekčnú striekačku.
• Ventily „nútia“ vzduch prechádzať turbínou tak, že sa otáča a pohybuje generátorom, čím vytvára elektrickú energiu.
• Keď vlna klesá, produkuje sa depresia vo vzduchu.
• Ventily opäť „nútia“ vzduch prechádzať turbínou rovnakým smerom ako v predchádzajúcom prípade, ktorým turbína obnoví svoju rotáciu, pohne generátorom a pokračuje vo výrobe elektriny.

Rovnaký princíp sa uplatňoval v Loď Kaimei poháňaný turbínou na stlačený vzduch, spoločný projekt japonskej vlády a Medzinárodnej energetickej agentúry.

Výsledky tohto projektu boli veľmi produktívne, aj keď sa jeho použitie nerozšírilo.

Rovnaká technológia bola nedávno použitá, ale využíva sa veľké plávajúce betónové bloky, v projekte postavenom v Škótsku.

Existujú aj ďalšie zariadenia, ktoré tiež prevádzať pohyb nahor a nadol vlny na výrobu elektriny, ako napríklad:

Cockerell's raft

Toto zariadenie sa skladá z kĺbového raftu, ktorý sa ohýba priechodom vĺn, a tak využíva pohyb na pohon hydraulického čerpadla.

Kačka Salter

Ďalšou známejšou je kačica Salterova, ktorú tvorí súvislá séria telies oválneho tvaru, ktoré sa pri „uviazaní“ vlnami striedavo pohybujú vpred a vzad.

Airbag Lancaste Universityr

Airbag sa skladá zo 180 metrov dlhej vystuženej gumovej rúrky. Keď vlny stúpajú a klesajú, vzduch sa nasáva do komôr vaku, aby poháňal turbínu.

Valec z University of Bristol

Tento valec má podobnú konfiguráciu ako hlaveň umiestnená na jeho boku, ktorá pláva bezprostredne pod hladinou. Hlaveň sa otáča pohybom vĺn a ťahá reťaze spojené s hydraulickými čerpadlami umiestnenými na morskom dne.

Priame použitie vlnového pohybu

Boli testované iné systémy priamo využívajú pohyb vĺn nahor a nadol.

Jeden z nich, na základe pohybu delfínov a veľrýb, môžete to vidieť na tomto diagrame.

Princíp činnosti je veľmi jednoduchý a pozostáva z nasledujúcich častí:

• Keď vlna stúpa a tlačí na plutvu, ktorá sa môže pohybovať medzi 10 a 15 °.
• Ďalej sa plutva dostane na koniec svojho pohybu a vlna ďalej stúpa, tu je vlna tlačená smerom nahor, ktorú plutva premieňa na spätné tlačenie.
• Neskôr, keď vlna ide dole, posúva plutvu smerom dole a nastáva rovnaký jav ako v predchádzajúcom prípade.

Ak má loď systémy tohto typu, je poháňaná účinkom vĺn bez toho, aby spotrebovala čo najmenšie množstvo energie.

Experimentálne testy tohto systému boli uspokojivé, aj keď rovnako ako v predchádzajúcom prípade nebolo zovšeobecnené ani jeho použitie.

Výhody a nevýhody energie vĺn

Vlnová energia má veľké výhody as:

• Je zdrojom energie z obnoviteľných zdrojov a v ľudskom meradle nevyčerpateľné.
• Jeho vplyv na životné prostredie je prakticky nulový, ak okrem systémov na akumuláciu vlnovej energie na súši.
• Mnoho pobrežných zariadení môže byť začlenené do prístavných komplexov alebo iného typu.

Zoči-voči týmto výhodám má Niektoré nevýhody, niektoré dôležitejšie sú:

• Akumulačné systémy energia vĺn na súši môže mať silnú vplyv na životné prostredie
• Je takmer použiteľné výlučne v priemyselných krajinách, pretože priaznivý vlnový režim sa v treťom svete vyskytuje zriedka; Energia vĺn si vyžaduje vysoké kapitálové investície a vysoko rozvinutú technologickú základňu, ktorú chudobné krajiny nemajú.
• Vlnová energia alebo vlny sa nedá presne predpovedať, pretože vlny závisia od poveternostných podmienok.
• Mnoho z zariadenia spomínané stále majú poruchy a čelia zložitým technologickým dilemám.
• Pobrežné zariadenia majú a veľký vizuálny dopad.
• V offshore zariadeniach je to veľmi komplexný na prenos vyrobenej energie na pevninu.
• Zariadenia musia odolávať veľmi extrémnym podmienkam na dlhé časové obdobia.
• Vlny majú vysoký krútiaci moment a nízku uhlovú rýchlosť, ktoré sa musia transformovať na nízky krútiaci moment a vysokú uhlovú rýchlosť, ktoré sa používajú takmer vo všetkých strojoch. Tento proces má a veľmi nízky výkon, využívajúc súčasné technológie.