Viitorul energiei valurilor marine este în continuă creștere. Numită și energia mareelor, este tot mai cunoscută. Pentru a garanta o aprovizionare constantă cu energie, se pune accent pe resursele naturale nelimitate, cum ar fi apa, soarele și vântul, iar energia din valuri și maree este ultima frontieră a energiilor regenerabile. Proiecte-pilot sunt în curs de dezvoltare în întreaga lume.
Țările care investesc cel mai mult în dezvoltarea acestei noi tipologii sunt Statele Unite, Canada și Australia.
Dar coasta atlantică a Europei oferă și unele dintre cele mai bune situri de energie marină din lume, cu valuri gigantice care ajung pe coastele Scoției, Irlandei, Regatului Unit, Franței, Spaniei și Portugaliei.
Ce este energia mareelor
Aceasta este energia cinetică a mișcării undei. Dintre diferitele forme de energie din mare, cea din mișcarea valurilor este cea care a fost studiată cel mai mult timp și a văzut cel mai mare număr de experimente, soluții și prototipuri de plante.
Oferă un potențial de eficiență mai mare decât cel solar. Cu toate acestea, nu este ușor de utilizat. De multe ori, de fapt, ne confruntăm cu unele probleme precum coroziunea echipamentului scufundat și probleme legate de ancorarea corectă a echipamentului.
Cum se poate obține energie din valuri?
Mecanismul de bază este foarte asemănător cu cel al producerii energiei eoliene. Singura diferență este că turbinele sunt antrenate mai degrabă de forța cinetică a apei decât de vânt.
Analizăm mai jos diferitele tehnologii de exploatare a mișcării valurilor, considerate printre cele mai promițătoare.
Sisteme scufundate
Tehnologie off-shore care exploatează principiul lui Arhimede: AWS (Archimedes Wave Swing). Este alcătuită dintr-o structură scufundată fixată pe fundul mării. Partea superioară este formată dintr-un cilindru gol care se deplasează pe verticală prin exploatarea modificării presiunii hidrostatice datorată trecerii valurilor.
Energia mecanică astfel derivată este transformată în energie electrică datorită unui generator. Puterea ideală a acestor centrale este de aproximativ 2 MW. Există o implementare de lucru de-a lungul coastei Portugaliei.
Sisteme cu dispozitive plutitoare
Așa-numitul sistem Pelamis este format din cilindri plutitori care exploatează amplitudinea valurilor în larg. Mișcarea undelor activează pistoanele hidraulice conectate la un generator electric.
Prototipurile realizate până în prezent sunt de obicei compuse din 5 cilindri mari legați între ei, pentru o lungime totală ce depășește 100 de metri.
Dezavantajele acestui tip de tehnologie vizează impactul vizual și ocuparea suprafețelor marine potențial periculoase pentru navigație.
Sistem OWC
Soluție tehnologică foarte interesantă care exploatează principiul coloanei de apă oscilante: OWC (Oscillating Water Column .
Sistemele OWC constau din structuri din oțel sau beton, parțial scufundate în mare. În general, însă, sunt construite în apropierea liniei de coastă. De asemenea, pot fi instalate pe platforme offshore pentru a exploata mai bine puterea valurilor de pe coastă.
În acest caz, electricitatea este obținută printr-un proces pneumatic combinat cu principiul particular de funcționare al turbinelor Wells. Valul în creștere provoacă o compresie a aerului în interiorul camerei în care este instalată turbina și o pune în rotație. Valul descendent, pe de altă parte, provoacă o decompresie care pune și turbina în mișcare.
La acest tip de operare nici piesa mecanica si nici turbina nu sufera actiunea coroziva a apei marii.
Până în prezent, tehnologia OWC este cea mai ieftină soluție pentru producerea de energie electrică din mișcarea valurilor. Gama de putere a sistemelor existente variază de la 60 kW la 1000 kW.
Principalele dezavantaje se referă la impactul vizual și zgomotul turbinei.
Există mai multe exemple de fabrici OWC construite și complet funcționale.
Care este avantajul producerii de energie din valurile mării?
Sunt atât de multe avantaje care derivă din energia obținută din mișcarea undelor. Putem rezuma totul spunând că este o formă de energie sigură și curată. Dar să intrăm în mai multe detalii:
- este inepuizabilă, spre deosebire de exemplu de combustibilii fosili care vor dispărea
- nu poluează deoarece nu creează produse secundare dăunătoare, cum ar fi gazele și deșeurile
- este usor previzibilă datorita studiului vanturilor
- independent de companiile care extrag petrol
- poate oferi locuri de muncă pentru milioane de oameni
- aproape de locurile în care este posibil să-l folosească, foarte des apar orașe mari de-a lungul coastelor
- nu provoacă daune continentului
- poate produce cantități uriașe de energie: densitatea de putere este de aproximativ 30kW-40kW pe metru de undă; mergând mai adânc, densitatea de putere crește la aproximativ 100 kW
- poate fi exploatat și în mare deschisă, unde crește și potențialul energetic al valurilor
Energia mareelor, dezavantaje
Pe lângă faptul că este o simplă sursă de energie curată și regenerabilă, are și dezavantajele sale. Să trecem prin ele:
- este potrivită doar în anumite locații: doar orașele din apropierea mării pot beneficia în mod direct de el. Țările fără ieșire la mare și orașele din interior trebuie să găsească surse alternative de energie
- poate fi periculos pentru unele specii marine deoarece zgomotul generat poate provoca daune ecosistemului
- poate deranja navele comerciale și private
- necesită condiții meteorologice optime; cand ploua, de exemplu, puterea valurilor scade semnificativ
- este o sursă de poluare vizuală și acustică
- necesită costuri destul de mari de reparații și întreținere
Energia din valuri, metoda pistonului hidraulic
Potrivit Departamentului pentru Energie al SUA, energia valurilor ar putea acoperi 15% din necesarul de energie al SUA până în 2030.
Intenția, așadar, este de a desfășura toate resursele tehnologice necesare pentru a permite centralelor electrice să capteze energia produsă de curenții marini și să o transforme în energie electrică gata de utilizare. Cu siguranță nu este o misiune ușor de îndeplinit, având în vedere că tehnologiile actuale disponibile se bazează pe exploatarea unei singure axe care presupune o mișcare unidirecțională a undei pentru a genera o cantitate suficientă de putere.
Provocarea, prin urmare, este mai deschisă ca niciodată și gâdilă imaginația inginerilor și experților din industrie de ceva timp implicați în proiectarea dispozitivelor care sunt capabile să atingă obiectivul ambițios.
Unul dintre ei este britanicul Sam Etherington care a dezvoltat un dispozitiv cu pistoane hidraulice capabile să absoarbă energia produsă de mișcarea naturală a valurilor mării.
De fapt, sistemul exploatează atât depresiunile, cât și vârfurile undelor venite din orice direcție, a căror forță este captată și transformată în energie printr-un lanț lung de pistoane conectate între ele, care se flexează într-un lanț călărind fiecare vârf sau jos de valurile .
În același timp, pistoanele lucrează simultan pentru a deplasa un fluid hidraulic plasat în interiorul fiecărui cilindru, creând o presiune care este stocată în acumulatori speciali și eliberată în motorul hidraulic.
Prototipul sofisticat dezvoltat datorită colaborării Universității Lancaster a obținut deja o recunoaștere prestigioasă ( James Dyson Award ) și o sumă mare de bani care va fi folosită pentru perfecționarea dispozitivului și pentru a începe o fază experimentală finală și decisivă.
0 Comments