海洋エネルギーの10の長所と短所

水流による発電にはさまざまな用途があり、すでに現在の電力網と互換性があります。しかし、海洋エネルギーとは何でしょうか。どのように生産されるのでしょうか。海洋エネルギーの重要性はあるのでしょうか。この記事では、海洋エネルギーのメリットとデメリット、そして海洋エネルギーの基礎について考察します。

海洋エネルギーとは何ですか?

海には膨大な潜在エネルギーがあります。このエネルギーを利用すると大きな利点があるかもしれません。では、一般的に、海洋エネルギーとは何でしょうか? 海洋波エネルギーは、風と波によって運ばれる集中した太陽エネルギーです。

一方、潮汐は、月、太陽、および地球上の他の天体の引力によって引き起こされる海面と水流速度の周期的な変化です。潮汐は、地球の自転の傾き、自転速度、および重力と自転の力の相互作用に関連する多数の現象により、時間の経過とともに劇的に変化します。沿岸地域は、狭い水路によって水流が増幅され、エネルギー密度が増加するため、潮汐の影響を受けやすいです。

• 潮流と潮汐: モジュラーシステムを使用して潮流の運動エネルギーを活用できる一方、河口に堰堤を構築して潮の位置エネルギーを捕捉することもできます。
• 波： モジュール技術を採用することで、海洋波の運動エネルギーと位置エネルギーを収集することが可能です。
• 気温の変化: 海洋温度差エネルギー変換（OTEC）とは、海面と深層の温度差によって生じる熱エネルギーを利用する一連の活動を指します。
• 塩分濃度の変化: 圧力遅延逆浸透プロセスと関連する変換技術を利用することで、河口で淡水と塩水が出会う地点から塩分勾配に関連するエネルギーを抽出することができます。

前述の方法のハイブリッド化と、熱水噴出孔などの代替の再生可能な海洋資源のアイデアの探索が現在調査中です。また、飲料水の淡水化、養殖用の圧縮空気、電気分解による水素合成など、発電以外のさまざまな用途でのエネルギーの研究も行われています。この後、海洋エネルギーの 10 の長所と短所を理解していきましょう。

海洋エネルギーの10の長所と短所

海 再生可能エネルギー 海洋エネルギー分野、特に潮流と波力エネルギー変換技術の分野は、さまざまな独創的なコンセプトの導入と複数の導入の成功の報告の結果として、世界中で大きな注目を集めています。他のエネルギー源と同様に、海洋エネルギーには多くの利点と欠点があります。

海洋エネルギーの利点

海洋エネルギーの利点は次のとおりです。

1.再生可能

風は波を生み、地球の表面が不均一に加熱される原因は、主に太陽が地球のさまざまな部分をさまざまな速度で加熱することにあります。熱という形のエネルギーは風によって地球のある部分から別の部分へと伝達され、そこで水に吸収されて波を生じます。沿岸地域またはその付近に多くの人口が居住する国々の海岸には、常に風が吹いているので、波が打ち寄せることになります。発見されるのと同じくらいの速さで枯渇する化石資源とは異なり、海の潮は常に海岸に戻ります。

2. 自然界の保護、より少ない カーボンフットプリント、そして 土壌へのダメージなし

燃焼時に温室効果ガス、廃棄物、汚染物質を発生する化石燃料とは対照的に、波力エネルギーは本質的に廃棄物や汚染物質を発生しません。近隣の発電機や発電所に電力を供給するために、波力エネルギーを電気を生成する装置に直接転送することができます。今日のエネルギー依存の世界では、信頼できる再生可能エネルギー源を見つけることは困難です。

アメリカの約20,000万世帯に電力を供給するのに十分なエネルギーを生産できる波力発電所を設置するには、XNUMX平方マイル未満の海底面積が必要です。

波力発電は、地面に大きな穴を空けてしまう化石燃料の採掘とは対照的に、地球に何ら害を与えません。これは海からエネルギーを得る最も好まれる方法の一つであり、しかも安全で環境にも優しいのです。

3. 豊富でアクセスしやすい

このエネルギー源は、それを有効活用できる地域の近くに位置しているため便利です。多くの主要都市や港は海岸近くに位置しているため、波のエネルギーを利用することが可能です。沿岸地域の人口密度が高いため、住民は波力発電所から発生する騒音や振動にうまく適応できると考えられます。

4. 海外の石油大手への依存を減らす

波力エネルギーの潜在能力を最大限活用できれば、他国から輸入する化石燃料への依存度が下がります。波力エネルギーは、何百万人もの人々にグリーン雇用を創出し、同時に大気汚染を軽減することができます。

5. 活用のための広範な方法

この情報はさまざまな方法で収集できるため、これもまた利点の 1 つです。固定式発電施設の水力タービンも 1 つの選択肢ですが、船から海に投げ込まれた巨大な構造物から波力エネルギーを採取することも選択肢の 1 つです。

6.信頼できる

波力は、常に利用できるため、信頼できます。これは、波が常に変化しているという事実によるものです。変動はありますが、その根底にある平均的な動きは一定です。その結果、エネルギーの収集は一定のプロセスになります。波によって生成および伝達されるエネルギーの量は、季節や年によって変化することは周知の事実です。しかし、エネルギーの生成は一定です。

7. 極めて高いレベルのエネルギーを生成できる

海の波からエネルギーを生み出す可能性は驚異的です。海岸線に沿った波長 30 メートルあたりの電力密度はおよそ 40 キロワットから 100 キロワットです。さらに深く潜っていくと、電力密度は約 XNUMX kW まで上がります。これはまさに巨大なものです。

8. 効率的なエネルギー生成

海岸では、波のエネルギー密度はおよそ 30～40 kW/m ですが、より深いところでは、波のエネルギー密度は最大 100 kW/m に達することがあります。半マイル四方未満の海域から、英国の 30 世帯に電力を供給するのに十分な 20,000 メガワット (MW) 以上の電力が生成される場合があります。

9. 体格が大きい

波力発電装置は、特定地域の電力需要に合わせてさまざまなサイズで製造できます。一方、化石燃料から電力を生産するには、通常、大規模なインフラの構築が必要です。

10. コスト効率の高い運用と故障頻度の低減

波力発電施設は、一度設置してしまえば、ほとんどの場合、完全に自立して稼働します。燃料を必要としないため、輸送による悪影響が少なく、波力発電や波力発電を利用する際のメンテナンスの問題も少なくなります。初期費用が妥当であれば、この技術は関係者全員にとって有益なものになる可能性があります。

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海洋エネルギーの欠点 

海洋エネルギーの利点について学んだ後は、その欠点を知りたくなるはずです。海洋エネルギーの欠点は次のとおりです。

1. 場所に応じた適切性

波力エネルギーの大きな欠点の 1 つは、海の近くに設置する必要があることです。波力エネルギーの恩恵をすぐに受けられるのは、沿岸の町と発電所だけです。波力エネルギーは、その起源から、すべての人が利用できるわけではありません。しかし、波力エネルギーは、クリーン エネルギーの唯一の解決策ではありません。海の近くにない国や町は、他の発電手段を見つける必要があります。

2. 海洋生態系への影響

波エネルギーは純粋ですが、それでもそれにさらされる特定の生物にリスクをもたらします。波からエネルギーを採取するには、巨大な装置を海の近く、場合によっては海中に設置する必要があります。これらの装置から発生する振動と騒音は海洋環境を破壊し、カニやヒトデなどの沿岸動物の生息地を変えてしまいます。また、波エネルギー プラットフォームで使用される有害な化学物質が漏れ出し、周囲の水を汚染する可能性もあります。

3. 法外な支出

波力エネルギーには多くの利点があるものの、その生産コストが莫大なことが大きな欠点です。波力エネルギーを利用可能な形に変換するには、大規模なインフラストラクチャが必要です。したがって、関連する技術の寿命は非常に疑問です。波は予測不可能であるため、波が特に強力な場合は、機械の壊滅的な故障を引き起こす可能性があります。この種の機器の修理と購入には、莫大なコストがかかります。さらに、このエネルギーを利用可能な形に変換するための発電工場を建設するために必要な投資は莫大です。さらに、単に工場を設置するだけでは十分ではありません。維持管理に注意を払う必要があります。これらの費用の合計は驚異的です。

4. レジャー船と商業船の擾乱発生要因

また、公共および民間の船舶の両方に混乱を引き起こすというマイナス面もあります。波力発電所が効果を発揮するには、海岸近くに設置する必要があり、これらの施設は人口密集地域の近くに設置すると最も効果的です。しかし、これらの場所は、貨物船、クルーズ船、RV、海水浴客など、さまざまな船舶にとって重要な入港地となります。波力エネルギー収集源の建設は、陸上および海上のユーザーの両方に関わるこれらすべての活動に大きな混乱を引き起こします。そのため、波力エネルギーに関心のある政府や企業は、この分野に投資する前に、混乱を引き起こす可能性のある人々の懸念に対処することが重要です。

5. 騒音と視覚的汚染

沿岸地域の近くに住んでいる人にとって、波力エネルギー/海洋エネルギー発電機は非常に不快なものです。これらの大型発電機は海の真ん中で稼働し、海の美しさと平和を破壊します。これらの機械は騒音公害の原因にもなります。しかし、その騒音のほとんどは波によって覆い隠されます。

6. 登るのが難しい

現時点では、波力発電所はまだ十分な電力を供給できるほどの規模ではないため、どの電力会社も波力発電所を設置できないというのが、おそらく最大のデメリットでしょう。確かに、スコットランド、ハワイ、そして最近ではオーストラリアで、波力発電システムの導入が試みられていますが、その最大出力はわずか2.5MW程度です。市場は拡大すると予想されていますが、現時点では実用的な規模で波力発電装置を設置するのは困難です。

7. テクノロジーの進歩はカタツムリの速度で進んでいる

波力エネルギーの研究は1700年代から続けられてきたが、その技術は成熟には程遠い。この進歩の遅さが、この研究への資金援助の障壁となっている。 再生可能な エネルギー源。

8. 不都合な伝染

海の波から発電した電力を長距離にわたって内陸の消費者まで輸送することは、現在、困難な技術的課題となっている。

9.波長

風力発電は、水の密度、波長、波の速度に完全に依存しています。大量の海洋エネルギーを生成するには、強力な波が一貫して流れていることが必要です。ただし、一部の地域では波の挙動が不安定なため、波力を完全に正確に予測することは非常に困難です。海洋エネルギーを信頼できるエネルギー源として完全に信頼することはできません。

10. 悪天候でのパフォーマンスの低下

波力発電は、悪天候時には性能が著しく低下します。そのため、波力発電は悪天候にも耐える必要があります。

ここまで読んで、海洋エネルギーの長所と短所を理解したはずです。次は、次の段落で海洋エネルギーの種類について学びましょう。

また読む： 燃料電池の利点について

海洋エネルギーの種類

海洋エネルギーの利点と欠点を学んだ後、海洋エネルギーの種類についても学ぶ必要があります。

1. 潮力エネルギー： 潮の力を利用するために、潮力発電所は河口に建設され、1日2回大量の水を貯蔵して放出するように設計されています。

2. 波力エネルギー: 海洋の波の強さは、機械設備の使用によって利用することができます。かつては海岸からわずか数マイルのところにあった大規模な実験施設が、今では外洋に進出しています。

3. 海流エネルギー： 海流のエネルギーは海面の風のエネルギーと同等です。このエネルギーは、海底に固定された巨大なプロペラである水中タービンによって捕捉されます。

4. 海洋温度差エネルギー： 海には大量の熱が蓄えられており、熱エネルギー源として適しています。熱帯地域では、暖かい表層水と冷たい地下層の温度差を利用して蒸気を生成し、最終的には電力を生み出すことができます。

5. 浸透エネルギー： 最も予想外の方法は 浸透エネルギー膜の後ろの海水と淡水の圧力差を利用して発電するシステムです。

これらの代替エネルギー源のメリットは否定できません。それらは大量に存在し、安定しており、予測可能で、地球上の多くの場所で利用できます。多くの国がこの技術のテストを開始しており、いくつかのプラントでは現在、商業規模で電力を生産しています。

参照： 潮力エネルギーの利点と欠点

海洋エネルギーの重要性とは何でしょうか?

気候変動が海洋にとって大きなリスクであることは周知の事実です。そして、冒頭で約束したように、ここで海洋エネルギーの重要性を知ることになります。沿岸部の住民と海洋に支えられている海洋生物は、すでに海洋の温暖化と酸性化の影響を感じています。これらのポイントは、海洋エネルギーの重要性を理解するのに役立ちます。

1. クリーンで排出ガスのない電力

海洋エネルギーを利用する技術は、潮の規則的な流れ、波のうねり、または海の温度と塩分の勾配を利用します。しかし、それらには共通点が 1 つあります。それは、燃料を使わず、汚染物質を排出しないことです。一度導入されると、これらの機械は汚染物質を排出することなく、何十年も電力を生産し続けることができます。

海洋エネルギー設備の拡大は、他の炭素フリーの再生可能エネルギー源の成長に相乗効果をもたらします。海洋は常に動いているため、太陽が照らさず風が吹いていないときでも、安定した電力を供給できます。炭素フリーの電力網で安定した供給と需要を維持するには、再生可能エネルギー源の多様なポートフォリオが必要です。

これらのデバイスの製造と配送による二酸化炭素排出量はゼロではないとしても、他の再生可能エネルギー源と同程度であり、石炭や天然ガスよりもはるかに小さい。鉄鋼、セメント、輸送業界が排出量削減に取り組むにつれて、この「ライフサイクル」の影響はさらに減少するだろう。

2. 動物保護区の整備

海洋エネルギー施設は、 海洋保護区 効果としては、一部の種は捕食者から逃れるために構造物の下や周囲に避難することができ、同時に妨害を受けずに餌を食べたり繁殖したりすることができるようになる。

こうした構造物には生物が住み着くことが多く、人工のサンゴ礁のような効果をもたらし、魚やその他の動物を引き寄せます。トロール漁では、海洋の生息地にある数少ない天然の硬い表面が失われることがよくあります。沈没船や沖合の風力タービンと同様に、海洋エネルギー設備の基礎は、無数の魚、ザリガニ、軟体動物にとって完璧な生息地となります。

3. 自然の秩序に従う

さらに、海洋エネルギーが海洋生態系に有害な影響を及ぼすという証拠はないため、あらゆる種類の海洋生物と共存することができます。

海洋エネルギー装置が、同じ海域に生息する海洋生物とどのように相互作用するかを考えるのは当然のことです。これまで行われたすべてのモニタリングにおいて、海洋生物が装置に衝突したという事例は 1 件もありません。潮流や波のエネルギーを利用する機械は、風力タービンが空中で回転するよりもかなりゆっくりと回転し、可動部品が少なく、水の動きと調和しています。

海洋生態系を考慮すると、人為的な騒音が大きな問題として認識されていますが、海洋エネルギー装置の設置は通常、迅速かつ静かに行われます。基礎を固定するための杭打ちは必要ないため、その地域は混乱せず、設置中に移動した魚や哺乳類はすぐに戻ってきます。機械自体が発する騒音レベルは無視できるほどで、船舶などの騒音レベルより大幅に低いものの、それでも聞こえます。

電磁場は海中に遍在していますが、海洋生物に対する潜在的な脅威として頻繁に言及されています。電線がこれらの領域に影響を及ぼす可能性はありますが、研究によると、生態学的影響は最小限であり、その領域の動物は安全であることが示唆されています。

また読む： 水素エネルギーのメリットとデメリット

海洋エネルギーは何に使われますか?

では、海洋エネルギーが何に使われているのか知りたいですよね。波、海流、潮流は常に動いており、クリーンな再生可能エネルギーを提供するために活用できます。海からエネルギーを得るためには、特殊なツールが使用されます。これらのシステムの特定の要素は、水の動きに合わせて動き、エネルギーを捕らえます。この動きによって電力が生成され、海岸に送られます。海流の力を活用する 1 つの方法は、ブイやタービンを利用することです。

波の上下によりブイが上下します。これは、水に浮かんで潮の満ち引き​​に合わせて上下する建物を表すために使われる用語です。これらのフロートを制御するために、ピストンが取り付けられたシリンダーなど、さまざまなシステムが使用されます。ピストンは回転するシリンダーまたはディスクで、別の回転するシリンダーの内側にぴったりと収まり、空気や水などの流体を圧縮または輸送したり、エネルギーを変更したりします。動きから発電機を推進して電気を生成します。アンカーは、長い柱であるスパーに固定することができます。ブイは、水底に下ろされるスパーと呼ばれる太くて頑丈なポールで支えられています。あるいは、ブイ全体が水に浮かんでいるだけでもかまいません。これらのガジェットは、外洋のはるか遠く、または浅い沿岸地域に配置することができます。

海洋は地球の表面の約 70% を占めています。海洋エネルギーほど普及している、あるいはおそらく最も強力な再生可能資源はありません。海洋エネルギーは海に害を与えることなく活用できる資源であり、その結果、環境と人類の両方に恩恵をもたらします。これは追求する価値のある目標です。この記事は、海洋エネルギーとは何か、海洋エネルギーにはどのような種類があるか、海洋エネルギーは何に使用されているか、海洋エネルギーの重要性、海洋エネルギーの利点と欠点について理解してもらうための試みでした。

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