A szél-, a nap-, a vízenergia és más megújuló energiaforrások világszerte a zöld energiára való átállás fő részévé válnak. energiaforrásból állítja Egyedül a texasi villamosenergia-hálózat az elektromos áram 38%-át nulla szén-dioxid-kibocsátású elő . De van egyfajta energia, amiről nem sokat hallani: az árapály-energia .
Az árapály-energia az óceánok vizének emelkedéséből és süllyedéséből származik, így kiszámíthatóbb, mint a megújuló energia más típusai, és kevésbé káros a környezetre, mint a fosszilis tüzelőanyagok , például a kőolaj, a szén és a földgáz. Akkor miért nem használják szélesebb körben energiatermelésre ?
Vessünk egy pillantást az árapály-energia csínjára-bínjára, és arra, hogy miért vannak akadályok az árapályenergia-termelés kiépítésében a világ számos részén.
Mi az árapály energia?
Az árapály -energia az óceán természetes mozgása által termelt energiát jelenti, általában árapály-turbinák telepítésével . Ezek a turbinák villamos energiát termelnek, miközben az áramlat dagály és apály között váltakozik .
Az árapály energia formáját öltheti kinetikus energia vagy potenciális energia . A vízszint különbségét potenciális, vagy tárolt energiának, míg az áram mozgását kinetikus energiának tekintjük .
okozza, Mivel az árapályokat a Hold gravitációs vonzása nem függenek a Föld időjárási rendszereitől, ahogy a napenergia és a szélenergia . A dagály és az apály természetesen a nap előrelátható szakaszában fordul elő, így az árapály-erő jó jelölt a villamosenergia-termeléshez olyan területeken, ahol megfelelő az árapály-tartomány .
Hogyan keletkezik az árapály-energia?
Az árapályenergiát segítségével állítják elő árapály-turbinák , amelyek felépítésükben nagyon hasonlóak a szélturbinákhoz , kivéve, hogy árapály-áramok mozgatják őket . A víz erősebb energiaforrás, mint a szélenergia , mert sűrűbb és nagyobb erőt tud termelni. Három különböző típusú árapályenergia-rendszert használnak szerte a világon. Nézzük meg mindegyiket közelebbről.
Árapály-gát
Az árapály-gát nagyon úgy néz ki, mint egy vízerőmű , azzal a különbséggel, hogy az árapály áramlásától függően nyílik és záródik.
Ahogy az árapály beáramlik, a kapukat nyitva hagyják, hogy az óceáni áramlat kitöltse a gát mögötti területet. Ezután a kapukat bezárják, csapdába ejtve a vizet a lagúnában.
A vizet szabályozott sebességgel engedik vissza az óceánba, útközben turbinákon áthaladva – akárcsak egy folyó vízi gátjánál.
Árapály-folyam
Az árapály-folyamok olyan területek, ahol az árapály természetesen erős óceáni áramlatokat hoz létre . a patak stratégiai helyein történő telepítésével nagyszabású infrastruktúra. Az árapály-turbinák szükségessége nélkül is felhasználhatók villamos energia előállítására .
Az árapály-turbinák elhelyezhetők a tengerfenéken , de azokat úgy kell elhelyezni, hogy ne akadályozzák a hajózási utakat vagy az üledék természetes áramlását a tengerfenékre .
Árapály-lagúna
A harmadik árapályenergia-technológia az árapály-lagúna . Ebben az esetben az árapály-turbinákat természetes lagúnában helyezik el, nem pedig mesterséges lagúnával.
Ez a megközelítés kevésbé pusztító, mint egy vízlépcső építése, de nem termel annyi energiát, így jelenleg nem működik árapály-lagúna energiarendszer .
Miért nem használják gyakrabban az árapály-energiát?
Ha az árapály-energia olyan megbízható módja az elektromos energia előállításának , miért nem népszerűbb megújuló energiaforrásként ? Bár néhány árapály-energetikai projekt van a láthatáron, egyelőre kevés az árapály-erőmű .
Íme három ok, amiért az árapályenergia-termelés még gyerekcipőben jár.
Elégtelen helyek
Árapály-erőműveket nem lehet csak úgy építeni a tengerparton. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma szerint a megfelelő helyeken legalább 10 méteres árapály-tartománynak kell lennie a dagály és az apály között .
Még az óceánhoz hozzáféréssel rendelkező országokban sincs elég hely, ahol árapály-energiát lehet telepíteni ahhoz, hogy ez életképes megoldás legyen.
Ha megfelelő helyszínt találnak, az árapály-energetikai projektek még mindig jogi kihívásokkal és szabályozási akadályokkal szembesülhetnek, mielőtt megkezdenék a fejlesztést.
Környezeti hatás
Az árapályenergiával kapcsolatos projektek negatív hatással lehetnek a környezetre is, ha nem tesznek lépéseket a tengeri élővilág és a törékeny ökoszisztémák védelme érdekében .
Bár az árapály-erőműveknek nincs üvegházhatású gázkibocsátása , más környezeti hatások is lehetnek , például a tengerszint vagy a vízminőség változása .
A nagyszabású vízlépcsőprojektek különösen zavarhatják az ökoszisztémát , mivel megváltoztathatják a lagúna sótartalmát, vagy megzavarhatják a tengeri élőlények mozgását .
Fejlesztési költség
Végül, az árapály-energia projektek egyszerűen drágábbak, mint a többi tiszta energiaforrás az általuk termelt energia mennyiségéhez képest.
Az árapály-turbináknak tartósabbaknak kell lenniük, mint a szélturbináknak , hogy ellenálljanak az óceáni áramlatoknak , míg az árapály-gát projektek építése milliókba kerülhet.
Az becslése szerint az Energiaügyi Minisztérium árapály -energia 130-280 dollárba kerül megawattóránként (MWh) , míg a szélenergia is kerülhet MWh-nként akár 20 dollárba .
Jelenleg nem működnek tengeri megújulóenergia- projektek az Egyesült Államokban, de ez megváltozhat, ha a technológia költséghatékonyabbá válik.
Mi az a hullámenergia?
Az árapály-energia nem az egyetlen energiafajta, amelyet az ember a tengerből gyűjthet be. A hullámenergiát energia előállítására is fel lehet használni elektromos . Míg az árapály-energiát a gravitáció okozza, a hullámenergiát a szélnek az óceán felszínére gyakorolt hatása állítja elő.
A hullámenergiát egyikével lehet gyűjteni több módszer :
- Oszcilláló vízoszlop (OWC), amely sűrített levegőt használ a turbina meghajtására
- Elforgatható csappantyús eszköz, amelyben a hullám be- és kiáramlik a kamrából
- Kúpos csatornás eszközök, amelyekben a hullámenergia a tengervizet egy tározóba hajtja
- Lebegő, kikötött eszköz, amely a víz felszínén forog
Bár az Egyesült Államoknak nincsenek árapály-erőművei tesztelt hullámenergiát használó eszközöket , Hawaii -on és Oregonban . Ezek az eszközök mobilabbak, mint a turbinák , és távolabb is telepíthetők a tengeren. Mivel képesek lebegni és forogni, hullámenergiát vízszintes és függőleges irányban is hasznosítják a . Ha a tesztelés sikeres, csatlakoztathatók az elektromos hálózathoz . tenger alatti kábelekkel
Hány árapály-erőmű van a világon?
Korlátai ellenére jelenleg legalább nyolc árapály-erőmű működik, Kanadában és az Egyesült Királyságban további projektek vannak folyamatban . Tegyünk egy kört a világ legnagyobb árapály-energia – állomásaiba, és nézzük meg, hogyan néznek ki működés közben.
Sihwa Lake Tidal erőmű (Dél-Korea)
A Sihwa Lake Árapály-erőmű a dél-koreai jelenleg működő legnagyobb árapályenergia-projekt , 254 MW-os termelőkapacitással.
Hogy ezt a számot perspektívába helyezzük, a Bluemull Sound – árapály áramrendszer Skóciában tipikusabb példája csak 0,4 MW-ot termel, és az árapály-erő .
A Sihwa Lake generátort 2012-ben nyitották meg, 560 millió dolláros költséggel. A dél-koreai kormány azért választotta ezt a helyszínt a projekthez, mert a víz minősége már 1994-ben megépítette a partfalat.
Az erőmű működése a javította a vízminőséget megnövekedett keringésnek köszönhetően , így ez az árapályerő működésének sikeres példája.
La Rance árapály erőmű (Franciaország)
legrégebbi árapály-erőmű A jelenleg használatban lévő a La Rance Tidal Barrage Bretagne-ban, Franciaországban , amely 1966 óta működik. Csak néhány megawattnyira van a Sihwa Lake-i erőműtől, 240 MW-os termelőkapacitással.
A Rance folyó torkolatánál található, amelynek átlagos árapály-tartománya 26,2 láb, maximális hatótávolsága pedig 44,3 láb – tökéletes az energiatermeléshez . Ennek ellenére még mindig csak az ország áramellátásának 0,012%-át állítja elő.
A Sihwa Lake erőműtől eltérően a La Rance állomás káros hatással volt az ökoszisztémára , elsősorban az iszaposodás és a sótartalom változása miatt.
Pempa’q In-stream árapályenergia-projekt (Kanada)
Az új-skóciai Fundy-öböl partja számos árapály-energetikai projektnek ad otthont , köztük a 2019-ben bezárt Annapolis Royal Generating Station-nek. A csúcson az állomás 200 MW-ot termelt, de jelentős hatással volt a tengeri élővilágra .
A közelgő Pempa’q In-stream Tidal Energy Project várhatóan összesen kilenc megawatt teljesítményt fog termelni, új technológiával, amely mobilabb és alkalmazkodóbb megoldást kínál az óceáni energia rögzítésére .
Eközben Fundy Ocean Research Center for Energy (FORCE) az új- skóciai környezeti kutatást és monitoringot végez annak biztosítása érdekében, hogy a jelenlegi és a jövőbeli árapályenergia-projektek minimálisra csökkentsék a környezetre gyakorolt hatásukat.
