Valovna energija ali valovna energija

Oceanski valovi vsebujejo veliko količino energije izvirajo iz vetrov, tako da je površje oceana mogoče videti kot a neizmeren zbiralec vetrne energije.

Poleg tega morja absorbirajo ogromne količine sončne energije, ki prispeva tudi k gibanju oceanskih tokov in valov.

Valovi so valovi energije ki jih, kot sem že rekel, ustvarjajo vetrovi in ​​sončna toplota, ki se prenašata s površja oceanov in je sestavljena iz navpičnega in vodoravnega gibanja molekul vode.

Voda v bližini površine se ne premika le od zgoraj navzdol s prehodom grebena (to je njegov najvišji del, običajno prelit s peno) in sinusov (najnižji del vala), ampak, nežno nabrekne, tudi premika se naprej na grebenu vala in nazaj v naročju.

Posamezne molekule imajo torej približno krožno gibanje, ki se dvigne, ko se greben približa, nato z grebenom naprej, navzdol, ko zaostaja, in nazaj znotraj vala.

Ti valovi energije na površju morij, valovi, lahko prevozijo milijone kilometrov in ponekod, kot je severni Atlantik, količina shranjene energije lahko doseže 10 KW na kvadratni meter oceana, kar predstavlja ogromno, če upoštevamo velikost oceanske površine.

Območja oceana z največjo količino energije ki se nabirajo v valovih, so tiste regije onkraj 30º zemljepisne širine in jug, ko je veter najmočnejši.

Na naslednji sliki lahko vidite, kako se višina vala spreminja glede na morsko dno glede na pristop do kopnega.

Izkoriščanje valovne energije

Tovrstna tehnologija je bila prvotno obdelana in uvedena v osemdesetih letih prejšnjega stoletja in je bila zaradi svoje odlične značilnosti obnovljivih virov in njegova izjemna sposobnost preživetja izvajanje v bližnji prihodnosti.

Njegovo izvajanje postane zaradi lastnosti valov še bolj izvedljivo med zemljepisnimi širinami 40 ° in 60 °.

Iz istega razloga že dolgo poskušajo vertikalno in vodoravno gibanje valov pretvoriti v energijo, ki jo lahko uporabljajo ljudje, na splošno vetrna energija, čeprav so bili izvedeni tudi projekti za njeno pretvorbo v mehansko gibanje.

Obstaja veliko različnih naprav, zasnovanih za takšne namene, ki se lahko nahajajo v obale, na odprtem morju ali potopljeni v ocean.

Trenutno se ta energija izvaja v mnogih razvitih državah, kar pomeni velike koristi za gospodarstva teh držav, kar je posledica visok odstotek dobavljene energije glede na skupno letno porabljeno energijo.

Na primer:

• V Združenih državah ocenjuje se, da okoli 55 TWh na leto jih nadomestijo energije iz gibanja valov. Ta vrednost je 14% celotne energijske vrednosti, ki jo država zahteva na leto.
• In v Evropa znano je, da naokoli 280 TWh Prihajajo iz energij, ki jih generira gibanje valov v letu.

Akumulatorji energije na kopnem

Na območjih, kjer pasat (Ti vetrovi pihajo razmeroma nenehno poleti, severni polobli in pozimi manj. Krožijo med tropi, od 30-35º zemljepisne širine proti ekvatorju. Usmerjeni so od visokih subtropskih pritiskov proti nizkim ekvatorialnim pritiskom.) Zagotavljajo neprekinjeno gibanje do valov, lahko zgraditi rezervoar s poševno steno betona, obrnjenega proti oceanu, po katerem lahko valovi drsijo in se kopičijo v rezervoarju, ki se nahaja med 1,5 in 2 metri nadmorske višine.

Ta voda se lahko vrti v turbino, kar ji omogoča, da se vrne v morje in proizvaja električno energijo.

Vzponi in padci plime in oseke so na nekaterih področjih, kjer bi bila ta tehnologija uporabna, zelo majhni, zato ne bodo povzročali motenj.

Na obalnih območjih, kjer imajo valovi veliko akumulirane moči, lahko valove usmerimo s pomočjo betonskih blokov, privezanih na odprtem morju, ki lahko koncentrirajo skoraj vso energijo valovne fronte široke 10 kilometrov na majhnem območju, širokem 400 metrov.

V tem primeru bi imeli valovi med premikanjem proti obali višino od 15 do 30 metrov, zato bi se voda zlahka kopičila v zadrževalniku, ki se nahaja na določeni višini.

S spuščanjem te vode v ocean bi lahko elektriko proizvajali z uporabo običajne hidroelektrične opreme.

Uporaba valovnega gibanja

Obstajajo različne naprave te vrste.

Na naslednji sliki lahko vidite tisto, ki je bila praktično uporabljena in je dala povsem zadovoljive rezultate.

To je sistem za izkoriščanje valovne energije, katerega delovanje je precej preprosto in obsega naslednje:

• Val se dviga gradi zračni tlak znotraj zaprte konstrukcije. Popolnoma enako, kot če bi pritisnili na brizgo.
• Ventili "prisilijo" zrak, da prehaja skozi turbino, tako da se ta obrača in premika generator, proizvaja električno energijo.
• Ko val pade navzdol, proizvaja depresija v zraku.
• Ventili spet "prisilijo" zrak, da gre skozi turbino v isti smeri kot v prejšnjem primeru, s čimer turbina nadaljuje svoje vrtenje, premakne generator in še naprej proizvaja elektriko.

To isto načelo je bilo uporabljeno v Ladja Kaimei poganja turbina s stisnjenim zrakom, skupni projekt japonske vlade in Mednarodne agencije za energijo.

Rezultati tega projekta so bili zelo produktivni, čeprav njegova uporaba ni postala zelo razširjena.

V zadnjem času se uporablja ista tehnologija, vendar z uporabo veliki plavajoči betonski bloki, v projektu, zgrajenem na Škotskem.

Obstajajo tudi druge naprave pretvorite gibanje navzgor in navzdol vala za proizvodnjo električne energije, kot so:

Splav Cockerell

Ta naprava je sestavljena iz zgibnega splava, ki se upogne s prehodom valov in tako izkoristi gibanje za pogon hidravlične črpalke.

Saltejeva račkar

Druga bolj znana je raca Salter, ki je sestavljena iz neprekinjenega niza teles ovalne oblike, ki se premikajo izmenično naprej in nazaj, ko jih valovi "privežejo".

Zračna blazina univerze Lancaster

Zračna blazina je sestavljena iz 180 metrov dolge ojačane gumijaste cevi. Ko se valovi dvigujejo in spuščajo, se v prostore vrečke vleče zrak za pogon turbine.

Univerza v Bristolu

Ta jeklenka ima konfiguracijo, podobno kot pri cevi, nameščeni na boku, ki plava tik pod površino. Cev se vrti z gibanjem valov in vleče verige, povezane s hidravličnimi črpalkami, ki se nahajajo na morskem dnu.

Neposredna uporaba valovnega gibanja

So bili preizkušeni drugi sistemi za neposredno uporabo gibanja valov navzgor in navzdol.

En od njih, temelji na gibanju delfinov in kitov, lahko vidite na tem diagramu.

Načelo delovanja je zelo preprosto in obsega naslednje:

• Ko se val dvigne in potisne plavut, ki se lahko premika med 10 in 15º.
• Nato plavuti dosežejo konec potovanja in val se še naprej dviga, tu se val potisne navzgor, ki ga plavut spremeni v potisk nazaj.
• Kasneje, ko val pade navzdol, premakne plavut navzdol in pojavi se isti pojav kot v prejšnjem primeru.

Če ima čoln tovrstne sisteme, ga poganja učinek valov, ne da bi pri tem porabil najmanjšo količino energije.

Eksperimentalni preskusi tega sistema so bili zadovoljivi, čeprav tako kot v prejšnjem primeru tudi njegova uporaba ni bila splošna.

Prednosti in slabosti valovne energije

Energija valov ima velike prednosti kot:

• Je vir obnovljive energije in neizčrpen v človeškem merilu.
• Njegov vpliv na okolje je praktično nič, če razen sistemov za akumuliranje valovne energije na kopnem.
• Številni obalni objekti so lahko vključeni v pristaniške komplekse ali druge vrste.

Soočen s temi prednostmi, ki jih ima Nekaj ​​slabosti, nekaj pomembnejših so:

• Akumulacijski sistemi valovna energija na kopnem ima lahko močno vpliv na okolje
• Je skoraj izključno uporaben v industrializiranih državah, ker v tretjem svetu le redko najdemo ugoden valovni režim; Energija valov zahteva velike kapitalske naložbe in visoko razvito tehnološko bazo, ki je revne države nimajo.
• Valovna energija ali valovi ni mogoče natančno napovedati, saj so valovi odvisni od vremenskih razmer.
• Veliko jih je naprav omenjena še vedno imajo okvare in se soočajo s kompleksnimi tehnološkimi dilemami.
• Obalni objekti imajo a velik vizualni učinek.
• V obalnih objektih je zelo kompleks za prenos proizvedene energije na celino.
• Objekti morajo zdržijo zelo ekstremne pogoje za daljše časovno obdobje.
• Valovi imajo velik navor in nizko kotno hitrost, kar je treba spremeniti v nizek navor in visoko kotno hitrost, ki se uporablja v skoraj vseh strojih. Ta postopek ima zelo nizka zmogljivost, z uporabo sodobnih tehnologij.