Plik energia falowa lub falowa Jest to energia mechaniczna wytwarzana przez fale i przekształcana w energię elektryczną. Jest to energia kinetyczna wody, wytwarzana przez energię wiatru podczas jego tarcia o powierzchnię zbiorników wodnych..
Ta energia kinetyczna jest przekształcana przez turbiny w energię elektryczną, będącą energią odnawialną i czystą. Poprzedniki wykorzystania tej energii sięgają XIX wieku, ale dopiero pod koniec XX wieku zaczyna się ona rozkręcać..
Obecnie proponuje się wiele systemów wykorzystujących formy energii fal. Obejmują one oscylacje fal, wstrząsy falowe lub zmiany ciśnienia pod falą..
Ogólna zasada tych systemów jest podobna i polega na projektowaniu urządzeń, które przekształcają energię kinetyczną fal w energię mechaniczną, a następnie w energię elektryczną. Jednak projekt i realizacja są bardzo zróżnicowane i mogą być instalowane na wybrzeżu lub na morzu..
Sprzęt może być zanurzony, częściowo zanurzony, pływający lub zbudowany na linii brzegowej. Istnieją systemy, takie jak Pelamis, w których ruch fal w górę aktywuje układy hydrauliczne za pomocą ciągu, które aktywują silniki połączone z generatorami elektrycznymi..
Inni wykorzystują siłę fal podczas załamywania się na wybrzeżu, popychając tłoki hydrauliczne lub kolumny powietrza, które poruszają turbinami (przykład: system OWC, oscylująca kolumna wodna).
W innych projektach siła fali jest wykorzystywana, gdy rozbija się o brzeg, aby ją skierować i napełnić zbiorniki. Następnie energia potencjalna zmagazynowanej wody jest wykorzystywana do grawitacyjnego przemieszczania turbin i wytwarzania energii elektrycznej..
Energia fal ma niewątpliwe zalety, ponieważ jest odnawialna, czysta, bezpłatna i ma niewielki wpływ na środowisko. Jednak pociąga to za sobą pewne wady związane z warunkami środowiskowymi, w których działa sprzęt, i charakterystyką fal..
Warunki środowiska morskiego narażają konstrukcje na korozję wywołaną saletrą, działaniem fauny morskiej, silnym promieniowaniem słonecznym, wiatrem i burzami. Dlatego też, w zależności od rodzaju systemu, warunki pracy mogą być trudne, szczególnie w przypadku systemów przybrzeżnych zanurzonych lub zakotwiczonych..
Podobnie, konserwacja jest kosztowna, zwłaszcza w systemach przybrzeżnych, ponieważ kotwice muszą być okresowo sprawdzane. Z drugiej strony, w zależności od systemu i obszaru, mogą negatywnie wpływać na nawigację, wędkarstwo i rekreację..
Indeks artykułów
Jego poprzednicy sięgają XIX wieku, kiedy Hiszpan José Barrufet opatentował to, co nazwał „świstakiem”. Maszyna ta produkowała energię elektryczną z pionowej oscylacji fal i została skomercjalizowana dopiero w latach 80-tych XX wieku.
Aparat Barrufeta składał się z szeregu boi, które oscylowały w górę iw dół wraz z falami, napędzając generator elektryczny. System nie był zbyt wydajny, ale według wynalazcy był w stanie generować 0,36 kW.
Obecnie istnieje ponad 600 patentów wykorzystujących siłę fal do wytwarzania energii elektrycznej. Mogą one działać za pomocą siły wytwarzanej przez oscylację pionową lub siłę generowaną przez uderzenie fali o wybrzeże..
Działanie systemów zasilania fal zależy od ruchu, który chcesz wykorzystać z fal. Na lądzie znajdują się systemy pływające lub zakotwiczone, które wykorzystują pionową oscylację wody, podczas gdy inne wychwytują siłę uderzenia fal na wybrzeżu.
Podobnie są takie, które wykorzystują zmianę ciśnienia pod powierzchnią fali. W niektórych przypadkach energia kinetyczna fal pozwala na magazynowanie wody morskiej i wykorzystanie jej energii potencjalnej (spadek pod wpływem grawitacji) do aktywacji turbin elektrycznych.
W innych systemach energia mechaniczna fal powoduje ruchy tłoków hydraulicznych lub mas powietrza, które uruchamiają silniki hydrauliczne lub turbiny w celu wytwarzania energii elektrycznej..
Systemy te mogą być częściowo zanurzone lub zanurzone i wykorzystywać ruch oscylacyjny spowodowany falowaniem na lądzie. Niektóre systemy wykorzystują siłę pęcznienia powierzchni, a inne głęboki ruch.
Istnieją systemy segmentów przegubowych, takie jak Pelamis lub „wąż morski”, w których fale poruszają przegubowymi modułami, które uruchamiają hydrauliczne układy silnikowe sprzężone z generatorami elektrycznymi..
Inną alternatywą jest Kaczka Salter, gdzie boje przymocowane do osi wykonują ruch kołyszący wraz z falami, uruchamiając również silniki hydrauliczne. Z drugiej strony istnieje cała seria propozycji opartych na bojach, których oscylacja uruchamia również układy hydrauliczne.
Oscylator fal Archimedesa składa się z dwóch cylindrów zamontowanych szeregowo na konstrukcji zakotwiczonej w dnie morskim. Górny cylinder ma boczne magnesy i porusza się pionowo w dół pod wpływem ciśnienia fali.
Kiedy cylinder opada, naciska na dolny cylinder, który zawiera powietrze, a gdy ciśnienie fali ustaje, ciśnienie powietrza napędza system w górę. Pionowy ruch oscylacyjny namagnesowanego cylindra umożliwia wytwarzanie energii elektrycznej za pomocą cewki.
Składa się z pływającej platformy przywiązanej do dna płetwami, które pozwalają na przyjmowanie wody poruszanej przez fale, powodując zalanie konstrukcji. Woda gromadzi się, a następnie krąży w centralnej kolumnie przez turbinę.
Systemy te są instalowane na wybrzeżu i wykorzystują energię generowaną przez łamanie fal. Ograniczeniem tych systemów jest to, że działają one tylko na wybrzeżach z silnymi falami.
Przykładem jest system zaprojektowany przez baskijskiego inżyniera Iñaki Valle, który składa się z platformy zakotwiczonej na pochyłym wybrzeżu za pomocą magnesu na szynach. Fala popycha magnes w górę, opada pod wpływem grawitacji, a ruch powoduje, że cewka wytwarza energię elektryczną.
Składa się z systemu płyt, które oscylują w przód iw tył wraz z odpływem i przepływem fal, a ruch ten, za pomocą pompy tłokowej, uruchamia turbinę elektryczną..
W tym przypadku chodzi o pływające płyty zakotwiczone na wybrzeżu, które przyjmują siłę załamania fali i uruchamiają układ hydrauliczny. Silnik hydrauliczny z kolei napędza turbinę, która wytwarza energię elektryczną.
Składa się z szeregu zanurzonych boi zakotwiczonych na dnie morskim, których oscylacja uruchamia pompy hydrauliczne, które przenoszą wodę morską na wybrzeże. Pompowana woda uruchamia turbinę do wytwarzania energii elektrycznej.
Istnieje wiele systemów, które przechowują wodę morską w zbiornikach, a następnie grawitacyjnie aktywują turbiny Kaplana i wytwarzają energię elektryczną. Woda dociera do zbiorników napędzanych przez samą falę, jak w systemie TAPCHAN (Tapered Channel Wave Power System) lub SSG Wave Energy (Sea-wave Slot-cone Generator).
W innych przypadkach siła wody napędzanej przez fale jest wykorzystywana do poruszania słupa powietrza, które przechodząc przez turbinę wytwarza energię elektryczną.
Na przykład w systemie OWC (oscylująca kolumna wodna) woda w strumieniu fali wpływa przez kanał i napędza powietrze w pomieszczeniu. Słup powietrza unosi się przez komin i przechodzi przez turbinę, aby wyjść na zewnątrz.
Gdy woda cofa się podczas odpływu fal, powietrze wraca do komina, ponownie poruszając turbinę. Ma to konstrukcję, która sprawia, że porusza się w tym samym kierunku w obu przepływach.
Innym podobnym systemem jest ORECON, w którym oscylacja wody wewnątrz komory napędza pływak, który z kolei ściska powietrze, aby przechodziło przez turbinę. Ten system działa jednakowo, poruszając powietrze w obu kierunkach.
Jest to energia z praktycznie niewyczerpanego naturalnego źródła, takiego jak fale oceanu.
Źródłem energii fal są fale oceaniczne, nad którymi nie ma własności ekonomicznej.
Energia fal nie generuje odpadów, a proponowane do tej pory systemy jej wykorzystania nie generują istotnych odpadów w procesie..
Jakakolwiek ingerencja w środowisko wodne lub przybrzeżne ma pewien wpływ na środowisko, ale większość proponowanych systemów ma niewielki wpływ.
Niektóre systemy zasilania fal pozwalają na wydobycie wody morskiej w celu przeprowadzenia procesów odsalania i uzyskania wody pitnej lub do produkcji wodoru.
Na przykład te, których działanie obejmuje wychwytywanie i przechowywanie wody morskiej na wybrzeżu, takie jak TAPCHAN i SSG Wave Energy.
Większość wad nie jest bezwzględna, ale zależy od konkretnego systemu fal, który oceniamy..
Tempo produkcji energii zależy od przypadkowego zachowania fal pod względem regularności i siły. Dlatego obszary, w których wykorzystanie tej energii może być efektywne, są ograniczone..
Amplituda i kierunek fali wydają się być nieregularne, więc przychodząca moc jest przypadkowa. Utrudnia to urządzeniu uzyskanie maksymalnej wydajności w całym zakresie częstotliwości, a sprawność konwersji energii nie jest wysoka..
Utrzymanie konstrukcji pociąga za sobą pewne trudności i koszty, biorąc pod uwagę korozyjne działanie saletry morskiej i wpływ samych fal. W przypadku instalacji przybrzeżnych i podwodnych koszt utrzymania wzrasta ze względu na trudności w dostępie i konieczność okresowego nadzoru..
Struktury do przechwytywania energii fal i przetwarzania jej na energię elektryczną są poddawane ekstremalnym warunkom w środowisku morskim. Należą do nich między innymi wilgotność, saletra, wiatry, deszcze, burze, huragany..
Burze oznaczają, że urządzenie musi wytrzymać obciążenia 100 razy większe niż nominalne, co może spowodować uszkodzenie lub całkowite uszkodzenie sprzętu.
Życie morskie jest również czynnikiem, który może wpływać na funkcjonalność sprzętu, np. Duże zwierzęta (rekiny, walenie). Z drugiej strony małże i glony przylegają do powierzchni sprzętu powodując znaczne zniszczenia..
Początkowa inwestycja ekonomiczna jest wysoka ze względu na wymagany sprzęt i trudności w jego instalacji. Sprzęt wymaga specjalnych materiałów i powłok, systemów hermetycznych i kotwiących.
W zależności od rodzaju używanego systemu mogą one wpływać na nawigację, wędkarstwo i atrakcyjność turystyczną w okolicy..
Chociaż potencjał Morza Śródziemnego jest niski pod względem energii fal, to na Morzu Kantabryjskim i Oceanie Atlantyckim jest bardzo duży. W baskijskim mieście Mutriku znajduje się zbudowana w 2011 roku elektrownia z 16 turbinami (moc 300 kW).
W Santoña (Kantabria) znajduje się kolejna elektrownia falowa, która wykorzystuje 10 zanurzonych boi, aby wykorzystać energię drgań pionowych fal i wytwarzać energię elektryczną. Na Wyspach Kanaryjskich istnieje kilka projektów mających na celu zwiększenie energii fal ze względu na sprzyjające warunki na ich wybrzeżach.
W 2008 roku firma Ocean Power Delivery (OPD) zainstalowała trzy maszyny Pelamis P-750 zlokalizowane 5 km od portugalskiego wybrzeża. Znajdują się one w pobliżu Póvoa de Varim i mają zainstalowaną moc 2,25 MW.
Technologia OWC jest stosowana na wyspie Orkney, gdzie od 2000 roku jest instalowany system o nazwie LIMPET. Ten system ma maksymalną produkcję 500 kW.
W 2004 roku pilotażowy projekt tego typu Wave Dragon w Danii o wymiarach 58 x 33 mi maksymalnej mocy 20 KW.
Trwa instalacja instalacji systemu SSG Wave Energy w Svaaheia (Norwegia).
W 2002 r. W New Jersey zainstalowano pilotażowy projekt urządzenia Power Buoy z morską boją o średnicy 5 m, długości 14 mi maksymalnej mocy 50 kW..
W Oregonie w porcie Garibaldi zainstalowano pilotażową elektrownię SSG Wave Energy. Podobnie na Hawajach promują odnawialne źródła energii, aw przypadku wyspy Maui głównym źródłem odnawialnym jest energia fal.
Jeszcze bez komentarzy