Năng lượng sóng hoặc năng lượng sóng

Năng lượng sóng

Sóng biển chứa một lượng lớn năng lượng bắt nguồn từ gió, do đó bề mặt đại dương có thể được coi là bộ sưu tập năng lượng gió bao la.

Hơn nữa, biển hấp thụ một lượng lớn năng lượng mặt trời, điều này cũng góp phần vào sự chuyển động của các dòng hải lưu và sóng biển.

Sóng là làn sóng năng lượng Như tôi đã nói, được tạo ra bởi gió và nhiệt mặt trời, được truyền qua bề mặt bề mặt của các đại dương và bao gồm chuyển động dọc và ngang của các phân tử nước.

Nước gần bề mặt không chỉ di chuyển từ trên xuống dưới, với sự đi qua của đỉnh (nó là phần cao nhất của nó, thường có bọt) và xoang (phần thấp nhất của sóng), mà còn phồng nhẹ, nó cũng di chuyển về phía trước trên đỉnh của sóng và lùi lại trong ngực.

Do đó, các phân tử riêng lẻ có chuyển động gần như tròn, tăng lên khi đỉnh tiếp cận, sau đó tiến về phía trước với đỉnh, xuống khi nó tụt lại phía sau và lùi lại trong sóng.

Những làn sóng năng lượng này trên bề mặt biển, sóng, chúng có thể di chuyển hàng triệu km và ở một số nơi, như Bắc Đại Tây Dương, lượng năng lượng tích trữ có thể đạt 10 KW cho mỗi mét vuông đại dương, đại diện cho một lượng khổng lồ nếu bạn tính đến kích thước của bề mặt đại dương.

Các khu vực của đại dương có lượng năng lượng cao nhất tích lũy trong các làn sóng là những vùng nằm ngoài 30º vĩ độ và nam, khi gió mạnh nhất.

Trong hình ảnh sau đây, bạn có thể thấy chiều cao của sóng thay đổi như thế nào tùy thuộc vào đáy biển theo cách tiếp cận đất liền của nó.

biên độ thay đổi sóng

Khai thác năng lượng sóng

Loại công nghệ này ban đầu được nghiên cứu và triển khai vào những năm 1980, và đã được đón nhận nồng nhiệt, do các đặc điểm có thể tái tạo và khả năng tồn tại to lớn của nó thực hiện trong thời gian sắp tới.

Việc triển khai nó thậm chí còn trở nên khả thi hơn giữa các vĩ độ 40 ° và 60 ° do các đặc tính của sóng.

Cũng vì lý do này, một thời gian dài đã có nỗ lực biến chuyển động dọc và ngang của sóng thành năng lượng mà con người có thể sử dụng, nói chung là năng lượng gió, mặc dù các dự án cũng đã được thực hiện để chuyển nó thành chuyển động cơ học.

Dự án năng lượng sóng

Dự án tiên phong ở quần đảo Canary

Có nhiều loại thiết bị được thiết kế cho các mục đích như vậy, có thể được đặt ở các bờ biển, trên biển cả hoặc chìm trong đại dương.

Hiện nay, năng lượng này đã được triển khai ở nhiều nước phát triển, do đó đạt được lợi ích to lớn cho nền kinh tế của các nước này, điều này là do tỷ lệ phần trăm năng lượng được cung cấp cao so với tổng năng lượng cần thiết mỗi năm.

Ví dụ:

  • Ở Hoa Kỳ người ta ước tính rằng khoảng 55 TWh mỗi năm chúng được thay thế bằng năng lượng từ sự chuyển động của sóng. Giá trị này là 14% tổng giá trị năng lượng mà quốc gia cần mỗi năm.
  • Và trong Châu Âu nó được biết rằng xung quanh 280 TWh Chúng đến từ năng lượng được tạo ra bởi sự chuyển động của các con sóng trong năm.

Bộ tích lũy năng lượng sóng trên bờ

Ở những khu vực mà gió mậu dịch (Những cơn gió này thổi tương đối liên tục vào mùa hè, ở Bắc bán cầu và ít hơn vào mùa đông. Chúng luân chuyển giữa các vùng nhiệt đới, từ vĩ độ 30-35º về phía xích đạo. Chúng hướng từ áp suất cận nhiệt đới cao, về phía áp suất thấp xích đạo.) chuyển động với sóng, bạn có thể xây dựng một hồ chứa với một bức tường dốc bằng bê tông hướng ra biển, trên đó sóng có thể trượt đến tích tụ trong hồ chứa nằm ở độ cao từ 1,5 đến 2 mét so với mực nước biển.

Nước này có thể được tạo ra tuabin, cho phép nó quay trở lại biển, để sản xuất điện.

Sự lên xuống của thủy triều, ở một số khu vực mà công nghệ này có thể được áp dụng, là rất nhỏ, vì vậy nó sẽ không tạo ra bất kỳ sự can thiệp nào.

Ở những khu vực ven biển nơi sóng có nhiều sức mạnh tích tụ, sóng có thể được định hướng bằng các khối bê tông neo ngoài biển khơi, điều này có thể tập trung gần như toàn bộ năng lượng của một mặt sóng rộng 10 km trong một khu vực nhỏ rộng 400 mét.

Sóng trong trường hợp này sẽ có độ cao từ 15 đến 30 mét khi di chuyển về phía bờ biển, vì vậy nước có thể dễ dàng tích tụ trong một hồ chứa nằm ở độ cao nhất định.

Bằng cách giải phóng lượng nước này vào đại dương, có thể sản xuất điện bằng các thiết bị thủy điện thông thường.

Sử dụng chuyển động của sóng

Có nhiều thiết bị thuộc loại này.

Trong hình ảnh sau đây, bạn có thể thấy một cái đã được sử dụng thực tế và cho kết quả khá khả quan.

áp lực sóng và trầm cảmNó là một hệ thống khai thác năng lượng sóng có hoạt động khá đơn giản và bao gồm những điều sau:

  • Làn sóng đi lên xây dựng áp suất không khí bên trong cấu trúc khép kín. Chính xác giống như khi chúng ta nhấn vào một ống tiêm.
  • Các van "buộc" không khí đi qua tuabin để nó quay và chuyển động máy phát điện, tạo ra năng lượng điện.
  • Khi sóng đi xuống, nó tạo ra trầm cảm trong không khí.
  • Các van lại "ép" không khí đi qua tuabin theo hướng giống như trong trường hợp trước, trong đó tuabin tiếp tục quay, chuyển động máy phát và tiếp tục sản xuất điện.

Nguyên tắc tương tự này đã được áp dụng trong Tàu Kaimei chạy bằng tuabin khí nén, một dự án chung của chính phủ Nhật Bản và Cơ quan Năng lượng Quốc tế.

Kết quả của dự án này rất hiệu quả, mặc dù việc sử dụng nó chưa trở nên phổ biến.

Công nghệ tương tự gần đây đã được áp dụng, nhưng sử dụng khối bê tông nổi lớn, trong một dự án được xây dựng ở Scotland.

Có những thiết bị khác cũng chuyển đổi chuyển động lên và xuống của sóng để sản xuất điện như:

Bè Cockerell

Thiết bị này bao gồm một chiếc bè có khớp nối uốn cong theo sự di chuyển của sóng, do đó lợi dụng chuyển động để dẫn động một máy bơm thủy lực.

sóng năng lượng bè

Vịt mặnr

Một loại vịt khác được biết đến nhiều hơn là vịt Salter, được tạo thành từ một loạt các cơ thể hình bầu dục liên tục di chuyển luân phiên về phía trước và phía sau, khi bị sóng "đánh".

chuyển động sóng

Túi khí của Đại học Lancaster

Túi khí bao gồm một ống ngăn bằng cao su gia cố dài 180 mét. Khi sóng lên xuống, không khí được hút vào các ngăn của túi để làm động cơ tuabin.

Hình trụ Đại học Bristol

Hình trụ này có cấu hình tương tự như một cái thùng đặt nghiêng và nổi ngay bên dưới bề mặt. Thùng quay theo chuyển động của sóng, kéo các dây xích nối với máy bơm thủy lực đặt dưới đáy biển.

Sử dụng trực tiếp chuyển động của sóng

Đã được kiểm tra các hệ thống khác để sử dụng trực tiếp chuyển động lên và xuống của sóng.

Một trong số chúng, dựa trên chuyển động của cá heo và cá voi, bạn có thể thấy nó trong sơ đồ này.

mô phỏng cá heo

Nguyên tắc hoạt động rất đơn giản và bao gồm những điều sau:

  • Khi sóng tăng và đẩy một vây, vây có thể bị dịch chuyển từ 10 đến 15º.
  • Tiếp theo, vây kết thúc hành trình và sóng tiếp tục tăng lên, ở đây có một lực đẩy lên của sóng mà vây chuyển thành lực đẩy lùi.
  • Sau đó, khi sóng đi xuống, nó sẽ di chuyển vây xuống dưới và hiện tượng tương tự xảy ra như trường hợp trước.

Nếu con thuyền có hệ thống loại này, nó được đẩy bởi tác dụng của sóng mà không tiêu tốn một chút năng lượng nào.

Các thử nghiệm thực nghiệm của hệ thống này đã đạt yêu cầu, mặc dù như trong trường hợp trước, việc sử dụng nó cũng chưa được khái quát hóa.

Ưu nhược điểm của năng lượng sóng

Năng lượng sóng có lợi thế lớn như:

  • Nó là một nguồn của năng lượng tái tạo và vô tận trên quy mô con người.
  • Tác động môi trường của nó thực tế là không, nếu chúng ta ngoại trừ các hệ thống tích lũy năng lượng sóng trên đất liền.
  • Nhiều cơ sở ven biển có thể được kết hợp vào các khu phức hợp cảng hoặc thuộc loại khác.

Đối mặt với những lợi thế nó có Một số nhược điểm, một số quan trọng hơn là:

  • Hệ thống tích lũy năng lượng sóng trên đất liền có thể có một tác động môi trường.
  • Gần như là có thể sử dụng độc quyền ở các nước công nghiệp, bởi vì chế độ sóng thuận lợi hiếm khi được tìm thấy ở Thế giới thứ ba; Sức sóng đòi hỏi vốn đầu tư cao và nền tảng công nghệ phát triển cao mà các nước nghèo không có.
  • Năng lượng sóng hoặc sóng không thể dự đoán chính xác, vì sóng phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
  • Nhiều những thiết bị đề cập họ vẫn có vấn đề về chức năng và họ đang phải đối mặt với những tình huống khó xử về công nghệ phức tạp.
  • Các cơ sở ven biển có một tác động thị giác lớn.
  • Trong các cơ sở ngoài khơi, nó rất phức hợp để truyền năng lượng sinh ra vào đất liền.
  • Các cơ sở phải chịu được điều kiện rất khắc nghiệt trong thời gian dài.
  • Sóng có mômen xoắn cao và vận tốc góc thấp, phải được biến đổi thành mômen xoắn thấp và vận tốc góc cao, được sử dụng trong hầu hết các máy. Quá trình này có một hiệu suất rất thấp, sử dụng các công nghệ hiện tại.

Nội dung bài viết tuân thủ các nguyên tắc của chúng tôi về đạo đức biên tập. Để báo lỗi, hãy nhấp vào đây.

Hãy là người đầu tiên nhận xét

Để lại bình luận của bạn

địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố.

*

*

  1. Chịu trách nhiệm về dữ liệu: Miguel Ángel Gatón
  2. Mục đích của dữ liệu: Kiểm soát SPAM, quản lý bình luận.
  3. Hợp pháp: Sự đồng ý của bạn
  4. Truyền thông dữ liệu: Dữ liệu sẽ không được thông báo cho các bên thứ ba trừ khi có nghĩa vụ pháp lý.
  5. Lưu trữ dữ liệu: Cơ sở dữ liệu do Occentus Networks (EU) lưu trữ
  6. Quyền: Bất cứ lúc nào bạn có thể giới hạn, khôi phục và xóa thông tin của mình.