Okeāna viļņi satur lielu enerģijas daudzumu iegūti no vējiem, lai okeāna virsmu varētu uzskatīt par a milzīgs vēja enerģijas savācējs.
Turklāt, Jūras absorbē lielu daudzumu saules enerģijas, kas arī veicina okeāna straumju un viļņu kustību. Šo enerģiju, kas uzkrāta lielos attālumos viļņu veidā, var izmantot, lai ražotu elektroenerģiju, izmantojot dažādas tehnoloģijas, kas kopā pazīstamas kā viļņu enerģija vai viļņu enerģija.
Viļņi ir enerģijas viļņi ko rada vējš un saules siltums, kas tiek pārraidīti caur okeāna virsmu. Šī kustība ietver gan vertikālu, gan horizontālu ūdens molekulu pārvietošanu. Kad mēs novērojam viļņa pāreju, mēs redzam, ka ūdens nepārvietojas uz priekšu, bet gan ūdens molekulas apraksta apļveida orbītu.
Maiga viļņa veidā ūdens virsmas tuvumā pārvietojas ne tikai uz augšu un uz leju, bet arī uz priekšu virsotnē un atpakaļ pie siles, ļaujot šai enerģijai pārvērsties elektrībā. Ūdens molekulas apraksta apļveida kustību: tie paceļas, kad cekuls tuvojas, virzās uz priekšu kopā ar cekuli, tad uz leju, kad tas iet, un atkāpjas viļņa sile.
Šie enerģijas viļņi uz jūras virsmas, tas ir, viļņi, var nobraukt tūkstošiem kilometru un uzkrāt lielu daudzumu enerģijas, īpaši tādos reģionos kā Ziemeļatlantijas, kur spēcīgi vēji rada viļņus ar vidējo enerģijas potenciālu līdz 10 kW uz kvadrātmetru okeāna virsmas. Šis resurss ir milzīgs. ja ņem vērā okeānu plašumus.
Viļņu enerģijas izmantošana
Tehnoloģiju viļņu enerģijas izmantošanai sāka pētīt 1980. gados, un kopš tā laika tā ir ievērojami progresējusi. Tas koncentrējas uz viļņu vertikālās un horizontālās kustības pārveidošanu vēja vai elektriskā enerģijā. Starp dzīvotspējīgākās teritorijas Šīs tehnoloģijas ieviešanai tiek atrasti platuma grādi no 40º līdz 60º, kur vēji rada nemainīgu vilni ar labām lietošanas īpašībām.
Šajā ziņā ir izstrādāti vairāki novatoriskie projekti Eiropā un citos piekrastes reģionos, izceļot piemērus, piemēram, Kanāriju salās izstrādāto.
Šobrīd viļņu enerģija tiek ieviesta daudzās valstīs, kur izcili rezultāti elektroenerģijas ražošanas ziņā. Piemēram:
- Amerikas Savienotajās Valstīs, aptuveni 55 TWh gadā nāk no viļņu kustības, kas veido 14% no valsts enerģijas patēriņa.
- Eiropā, šis rādītājs ir vēl lielāks, sasniedzot 280 TWh gadā.
Sauszemes viļņu enerģijas akumulatori
Dažās vietās, kur vējš, piemēram, tirdzniecības vēji, var uzstādīt rezervuāru sistēmu, lai uzkrātu viļņu stumto ūdeni. Šiem aizsprostiem jābūt paceltiem no 1,5 līdz 2 metriem virs jūras līmeņa, lai varētu izmantot parastās hidroelektrostacijas turbīnas, izlaižot ūdeni atpakaļ okeānā.
Šī sistēma ir iespējama vietās, kur plūdmaiņas būtiski netraucē rezervuāra darbību. Turklāt vietās, kur ir īpaši spēcīgi viļņi, jūrā var būvēt betona blokus koncentrēt viļņu frontes enerģiju salīdzinoši nelielā platībā, kas palielinātu sistēmas enerģētisko potenciālu.
Viļņu kustības izmantošana
Viena no vispazīstamākajām tehnoloģijām, lai izmantotu viļņu kustības priekšrocības, ir svārstīga ūdens kolonna (OWC). Šī sistēma sastāv no konstrukcijas, kas aptver ūdens stabu, kurā tiek radīts gaisa spiediens, viļņiem virzoties uz augšu. Šis gaiss ir spiests iziet cauri turbīnai, lai radītu enerģiju. Šī sistēma darbojas arī depresijas fāzēs, kad vilnis nolaižas, nodrošinot elektroenerģijas ražošanas nepārtrauktību.
Veiksmīgs piemērs šajā jomā ir Kaimei kuģis darbina saspiestā gaisa turbīnas, ko kopīgi izstrādāja Japānas valdība un Starptautiskā Enerģētikas aģentūra.
Inovatīvais ģēnijs
Ir dažādas ierīces, kas pārvērš viļņu kustību enerģijā. Daži piemēri:
- Cockerell plosts: šarnīrveida plostu sistēma, kas izmanto viļņu kustības priekšrocības, lai darbinātu hidrauliskos sūkņus.
- Saltera pīle: sastāv no virknes ovālu ķermeņu, kas svārstās ar viļņiem, un katrs no tiem darbina elektriskos ģeneratorus.
- Lankasteras universitātes gaisa spilvens: gumijas caurule, kas ar viļņiem saspiež gaisu, lai pārvietotu turbīnas.
Turpina izstrādāt dažādus tehnoloģiskos risinājumus, lai izmantotu viļņu kustības augšup un lejup.
Viļņu enerģijas priekšrocības un trūkumi
Viļņu enerģija sniedz lielas priekšrocības, piemēram:
- Atjaunojams un neizsmeļams: izmantot resursus, kas vienmēr atradīsies okeānos.
- Zema ietekme uz vidi, izņemot atsevišķus gadījumus, kad tiek īstenotas zemes uzkrāšanas sistēmas.
- Var integrēt piekrastes infrastruktūra jau esošs.
Bet tam ir arī trūkumi:
- Iekārtām uz sauszemes vai krasta tuvumā var būt spēcīga vizuālā un vides ietekme.
- Tas nav paredzams precīzi, jo viļņi ir atkarīgi no laika apstākļiem tajā laikā.
- Sistēmas seja tehniskās sarežģītības un darbības problēmas skarbo jūras vides apstākļu dēļ.
Viļņu enerģija piedāvā a liels potenciāls un tiek panākts nepārtraukts progress, lai pārvarētu problēmas, kas joprojām pastāv tās liela mēroga īstenošanā.