海浪含有大量能量 源自風,因此海洋表面可以看成是 巨大的風能收集器。
此外, 海洋吸收了大量的太陽能,這也有助於洋流和海浪的運動。
波浪是能量的波浪 正如我已經說過的那樣,是由風和太陽熱產生的,這些風和太陽熱是由海洋表面傳播的,並且由水分子的垂直和水平運動組成。
地表附近的水不僅隨著波峰(波峰的最高部分,通常是泡沫的頂部)和竇(波的最低部分)的通過而從上到下移動,而且,它的溫和膨脹也在波浪的波峰上向前移動,在懷裡向後移動。
因此,單個分子具有大致的圓周運動,在波峰接近時上升,然後與波峰一起向前,在波峰落後時下降,並在波內向後運動。
這些在海洋表面的能量波, 波浪,它們可以行進數百萬公里 在某些地方,例如北大西洋, 每平方米海洋存儲的能量可以達到10 KW如果考慮到海洋表面的大小,這是一個巨大的數目。
海洋中能量最高的區域 在海浪中積累的是那些超出海浪的區域 當風最強時,在南緯30º處。
在下圖中,您可以看到波浪的高度如何根據海床的著陸方式而隨海床而變化。
利用波浪能
這類技術最初是在1980年代開發和實施的,由於其技術而受到了廣泛的歡迎。 可再生特性及其巨大的可行性 在不久的將來實施。
由於波浪的特性,其實現在40°和60°緯度之間也變得更加可行。
出於同樣的原因,儘管已經進行了將其轉換為機械運動的嘗試,但長期以來一直在嘗試將波浪的垂直和水平運動轉換為人類可以使用的能量,通常是風能。
為此目的設計了各種各樣的設備,它們可以位於 沿海,公海或淹沒在海洋中。
目前,這種能源已在許多發達國家實施,因此為上述國家的經濟帶來了巨大利益,這是由於 相對於每年所需的總能源,所供應的能源比例很高。
例如:
- 在美國 估計周圍 55太瓦時 每年,它們都被海浪運動產生的能量所取代。 該值是該國每年所需的總能源價值的14%。
- 而在 歐洲 眾所周知,周圍 280太瓦時 它們來自一年中波浪運動產生的能量。
陸上波浪能蓄能器
在以下地區 貿易風 (這些風在夏季,北半球相對恆定地吹,而在冬季較少。它們在熱帶之間從緯度30-35º向赤道循環。它們是從較高的亞熱帶壓力向較低的赤道壓力引導的。)運動到海浪,你可以 用傾斜的牆建造一個水庫 面向大海的混凝土,海浪可以在海面上滑動,並聚集在海拔1,5至2米的水庫中。
可以將這些水渦輪機化,使其返回海中以發電。
在該技術適用的某些地區,潮汐的漲落非常小,因此不會產生任何干擾。
在海浪具有大量累積功率的沿海地區,可以通過繫泊在公海中的混凝土砌塊來定向海浪, 幾乎將10公里寬的波前的所有能量集中在一個400米寬的小區域中。
在這種情況下,海浪向海岸移動時的高度為15至30米,因此水很容易在一定高度的水庫中蓄積。
通過將水釋放到海洋中,可以使用常規水力發電設備發電。
使用波動
有許多這種類型的設備。
在下面的圖像中,您可以看到一個已被實際使用並且給出了令人滿意的結果的圖像。
它是一種利用波能的系統,其操作非常簡單,由以下部分組成:
- 海浪上升 建立氣壓 在封閉結構內。 與我們按下注射器完全一樣。
- 閥門“迫使”空氣通過渦輪,從而使渦輪轉動並移動發電機,從而產生電能。
- 當波浪下降時,它產生 空氣中的沮喪。
- 閥門再次“迫使”空氣以與前一種情況相同的方向通過渦輪機,渦輪機重新開始旋轉,移動發電機並繼續發電。
同樣的原則也適用於 凱美艦 由壓縮空氣渦輪機提供動力,這是日本政府和國際能源署的聯合項目。
儘管該項目的使用尚未普及,但該項目的結果非常有成果。
最近已經應用了相同的技術,但是使用了 大型浮動混凝土砌塊,這是在蘇格蘭建立的一個項目中。
還有其他設備 轉換上下運動 產生電能的浪潮,例如:
科克雷爾的木筏
該裝置由一個鉸接的筏構成,該筏隨著波浪的通過而彎曲,從而利用這種運動來驅動液壓泵。
鹹鴨r
另一個更著名的是Salter鴨,它由一系列連續的橢圓形物體組成,當受到海浪“衝擊”時,它們交替地前後移動。
蘭開斯特大學安全氣囊r
安全氣囊由180米長的增強橡膠隔層管組成。 隨著波浪的上升和下降,空氣被吸入袋子的隔間以驅動渦輪。
布里斯託大學氣瓶
該圓柱體的構造類似於放置在其側面緊緊浮在表面下方的發條盒的構造。 發條盒隨著波浪的運動而旋轉,從而拉動與位於海底的液壓泵相連的鏈條。
直接使用波動
經過測試 其他系統直接利用波浪的向上和向下運動。
其中之一, 根據海豚和鯨魚的運動,您可以在此圖中看到它。
操作原理非常簡單,包括以下內容:
- 當波浪上升並推動鰭時,鰭可以在10至15º之間移動。
- 接下來,鰭到達行進末端,並且波浪繼續上升,在這里波浪向上方推動,鰭轉變為向後推動。
- 後來,當波浪下降時,它將使鰭片向下移動,並且發生與前面的情況相同的現象。
如果船上有這種類型的系統,它會受到波浪的影響而前進,而不會消耗任何能量。
儘管與以前的情況一樣,該系統的實驗測試也令人滿意,但其使用也未得到概括。
波浪能的優缺點
波能有 巨大的優勢 如:
- 它是 可再生能源 並在人類範圍內取之不盡。
- 它對環境的影響幾乎為零,如果我們不包括在陸地上累積波浪能的系統。
- 許多沿海設施都可以 納入港口綜合體 或其他類型。
面對這些優勢,它具有 缺點,一些更重要的是:
- 蓄積系統 陸地上的波能可以具有很強的 對環境造成的影響。
- 差不多 只能在工業化國家使用,因為在第三世界中很少發現有利的波浪制度; 波浪能需要大量的資本投資和貧窮國家所沒有的高度發達的技術基礎。
- 波浪能量或波浪 無法準確預測,因為波浪取決於天氣狀況。
- 很多 設備 提及 他們仍然有功能上的問題 他們面臨著複雜的技術難題。
- 沿海設施有 視覺效果很棒。
- 在離岸設施中 複雜地將產生的能量傳輸到大陸。
- 設施必須 承受極端的條件 很長一段時間。
- 這些波具有高扭矩和低角速度,必須將其轉換為幾乎在所有機器中使用的低扭矩和高角速度。 這個過程有一個 表現很差,使用當前技術。