Golven worden gevormd om verschillende redenen, maar de belangrijkste reden is wind. Het oppervlak oefent een zwaartekracht uit op de onderste lagen wanneer de wind over het oppervlak waait. De vorming van golven met veel energie vindt elke seconde plaats. Deze energie wordt gebruikt voor het opwekken van energie. Weet u wat golfenergie is? Nou, samen met andere belangrijke factoren, leert u ook de voordelen van golfenergie kennen.
Wat is golfenergie? Is golfenergie hernieuwbaar?
De energie die wordt gewonnen uit de beweging van golven staat bekend als golfenergie. Deze energie wordt op verschillende manieren opgewekt. Golfenergie omvat het opvangen en transporteren van energie afkomstig van de golven aan het oceaanoppervlak. In kustgebieden bevinden zich golfenergiecentrales die grote hoeveelheden golfenergie omzetten.
Ja, golfenergie is hernieuwbaar omdat het een natuurlijke bron van energieopwekking is. Golven worden gegenereerd door de beweging van de aarde en de maan, die op hun beurt de benodigde kinetische energie genereren. Het is een milieuvriendelijke optie voor energieopwekking.
Wat zijn de voordelen van golfenergie?
Nu u weet wat golfenergie is en wat golfenergie hernieuwbaar is, kunt u beginnen met het leren over de voordelen van golfenergie. De energievoorziening van golfboerderijen is overvloedig en onschadelijk. Maar dit is niet de enige goede factor van golfenergie. Hier zijn de voordelen van golfenergie.
1. Overvloedig en hernieuwbaar
Doordat de energieopwekking aan de kust plaatsvindt, is het eenvoudig geworden om de dichtstbijzijnde plaatsen van energie te voorzien. Kuststeden zijn dichtbevolkt en de inwoners kunnen de door golven opgewekte energie optimaal benutten.
Het beste is dat de golfenergie nooit opraakt. Golven beuken vaak op de kust en stromen heen en weer vanaf de kust, maar de beweging is constant. Bovendien verminderen deze bewegingen de competentie en beschikbaarheid ervan op geen enkel niveau.
2. Geen schade en milieuvriendelijk
Er is geen sprake van schade aan het land door energieopwekking via golfenergie. Het is een van de veiligste en schoonste methoden om energie uit de oceanen te winnen.
Omdat er geen schadelijke bijproducten zoals afval, vervuiling of gas worden gecreëerd of vrijgegeven, kan deze methode van energieopwekking als milieuvriendelijk worden bestempeld. Het vermindert ook de CO2-voetafdruk. Golfboerderijen gebruiken golfenergie rechtstreeks via de machines die het omzetten voor verder gebruik.
3. Meerdere manieren en offshore-benutting
Golfkracht is offshore benut, en dit vermindert het probleem van elektriciteitscentrales die te dicht bij land staan. Elektriciteitscentrales die op zee staan, halen voordeel uit het toegenomen potentieel van golven. Met offshore-centrales is er een aanzienlijke afname van negatieve milieueffecten.
Er zijn een aantal manieren om oceanische golfenergie te benutten. Momenteel worden methoden zoals geïnstalleerde elektriciteitscentrales met hydroturbines en marineschepen uitgerust met enorme structuren die in de zee worden gelegd, samen met een paar andere methoden gebruikt om de energie uit golven te verzamelen.
Zie ook: 5 belangrijke voor- en nadelen van waterkrachtenergie
4. Voorspelbaarheid en productie
Golfenergie is, in vergelijking met andere energiebronnen, gemakkelijk te voorspellen . Deze voorspelling wordt gebruikt om de hoeveelheid energie te berekenen die kan worden opgewekt. De resultaten zijn consistent en veel beter dan bij andere bronnen die afhankelijk zijn van de zon of de wind voor energieopwekking.
De energie die door golfparken wordt geproduceerd is enorm, omdat langs de kust planten 30 tot 40 kilowatt energie per meter golf genereren. De vermogensdichtheid neemt toe tot ongeveer 100 kilowatt naarmate je dieper de oceaan in gaat. Dit is een ander voordeel van golfenergie.
5. Betrouwbaar en verminderde afhankelijkheid
Golven zijn altijd in beweging, zelfs als de oceaan kalm is, is er altijd een lichte golfbeweging. De energieproductie en het transport ervan variëren per seizoen. Zelfs met eb en vloed blijft de gemiddelde golfbeweging behouden, wat resulteert in een continue energieopwekking. Dit maakt golfenergie de meest betrouwbare energiebron.
Maximale winning van energie uit golfslagparken kan de afhankelijkheid van buitenlandse bedrijven voor fossiele brandstoffen verminderen. Met steeds meer golfslagparken krijgen mensen groene banen en is er een mogelijkheid om luchtvervuiling in grote mate in te dammen.
Wat zijn de nadelen van golfenergie?
Dat het de beste en meest betrouwbare bron is, betekent niet dat het de bron is zonder nadelen. Golfenergie heeft ook verschillende nadelen, zoals hieronder vermeld.
1. Kosten en prestaties
Ondanks alle voordelen is een groot nadeel van golfenergie de enorme kosten van installatie en productie . De gebruikte technologie is onzeker en de levensduur ervan kan niet worden vastgesteld. Ook de reparatiekosten zijn enorm.
Tijdens ruw weer is er een significante daling in de prestaties van golfenergie. Met de verstoring in het weer kan de energieproductie afnemen.
2. Storingen
Zowel privé- als commerciële voertuigen ondervinden hinder van de golfenergiecentrales. Om de mogelijkheden zo optimaal mogelijk te benutten, worden de centrales dicht bij de kustlijn geplaatst. Deze centrales hinderen en verstoren schepen, vrachtschepen, cruiseschepen, recreatievoertuigen en strandgangers.
3. Effecten en vervuiling
Hoewel golfenergie een schone energiebron is, kan het toch schadelijk zijn voor de dieren in de omgeving . Grote machines worden in de diepte van de oceanen geplaatst om energie uit de golven te winnen. Deze machines verstoren de zeebodem en veranderen het leefgebied van dieren die dicht bij de kust leven, zoals zeesterren en krabben. Bovendien bestaat de mogelijkheid dat er giftige chemicaliën uit de golfenergieplatforms lekken, wat het water kan vervuilen.
Naast de vele voordelen van golfenergie, heeft het ook een aantal aanzienlijke nadelen. Mensen die dicht bij de kust wonen, kunnen golfenergiegeneratoren storend vinden. Ook produceren de generatoren geluidsoverlast, maar het geluid wordt overstemd door het geluid van de golven. Dit geluid is echter storend voor zeedieren.
4. Geschiktheid
Golfenergie is locatiegebonden, waardoor het alleen geschikt is voor kuststeden . Hierdoor is golfenergie geen haalbare energiebron voor iedereen. Landen en steden zonder kustlijn kunnen niet profiteren van golfenergie, waardoor het niet als een schone energiebron voor iedereen kan worden beschouwd.
5. Golflengte
De bepalende factor van golfkracht is de golflengte, die de golfsnelheidsgolflengte en de waterdichtheidsgolflengte omvat. Om een aanzienlijke hoeveelheid golfkracht te genereren, is een constante stroom van krachtige golven vereist.
Lees ook: Top 30+ bedrijven in hernieuwbare energie in India
Hoe wordt golfenergie geproduceerd? Hoe werkt golfenergie?
De werking van golfenergie is afhankelijk van het weer, de wind, de getijden en de maanstand . Een golfenergieomzetter (WEC) is een soort energiecentrale die de energie van de golven die op de kust slaan omzet. Het is een afgesloten ruimte met een opening onder water.
Stap 1: Door de opening in de kamer van de golfenergieomzetter stromen sterke zeegolven de kamer in en vervolgens terug de zee of oceaan in. Het waterpeil in de kamer stijgt en daalt met het ritme van de golven.
Stap 2: Door het ritmische stijgen en dalen van het water wordt de lucht via turbines, die verbonden zijn met een opening aan de bovenkant van de kamer, naar achteren gedrukt.
Stap 3: De turbines worden aangedreven door deze gecomprimeerde en gedecomprimeerde lucht. De heen-en-weergaande luchtstroom stuwt de turbine in dezelfde richting.
Stap 4: De aandrijfturbines laten de as draaien die met de generator is verbonden. Zo wordt elektriciteit opgewekt door een generator, die vervolgens naar het elektriciteitsnet wordt getransporteerd. Deze elektriciteit wordt via distributieleidingen verdeeld over woon-, industrie- en commerciële gebieden.
De technologie die wordt gebruikt bij de werking van golfenergie is als volgt:
Golfenergie biedt veel voordelen en maakt gebruik van diverse technologieën om te functioneren. De vijf belangrijkste technologieën die bij golfenergie worden gebruikt, zijn: absorptiesystemen, verzwakkers, oscillerende waterkolommen, overtopping en omgekeerde slingersystemen.
1. Absorbers : Een boei wordt gebruikt om energie te winnen uit de op- en neergaande bewegingen van golven. Een roterende of lineaire generator zet de gewonnen energie om in elektrische energie.
2. Verzwakkers : Deze worden loodrecht op de golflengte geplaatst en buigen daardoor continu op de plaatsen waar de segmenten met elkaar verbonden zijn. De segmenten zijn verbonden met hydraulische pompen voor energieomzetting.
3. Oscillerende waterkolommen (OWC): Dit is een gesloten constructie die gedeeltelijk onder water staat. Het deel boven het wateroppervlak is gevuld met lucht. Inkomende golven worden naar de bodem van de constructie geleid. Dit proces herhaalt zich, waarbij golven komen en gaan, waardoor het water in de constructie stijgt en daalt. Hierdoor neemt de druk in de lucht bovenin de constructie af en toe toe en af. De aldus ontstane druk duwt en trekt lucht door een luchtturbine die bovenop de constructie is aangesloten voor energieomzetting.
4. Overtopping: Dit systeem is vergelijkbaar met een conventionele waterkrachtcentrale met een stuwdam. Bij overtopping stuwt een golf het water over een barrière, waardoor het reservoir zich vult met water. Een waterturbine pompt het water vervolgens weg, wat resulteert in energieomzetting.
5. Oscillerende golfomzetter : Deze onttrekt energie aan golfbewegingen en de beweging van waterdeeltjes daarin. Een slinger is gemonteerd op een scharnierpunt en reageert op de beweging van de golven, waardoor de arm gaat oscilleren.
6. Omgekeerde slinger : Deze apparaten gebruiken golfenergie om een scharnierend schoepje heen en weer te bewegen. De beweging van het schoepje drijft een hydraulische pomp aan, die op zijn beurt elektrische generatoren aandrijft.
7. Onderwaterdrukverschil : Deze apparaten bevinden zich nabij de kust en zijn aan de zeebodem bevestigd. Door de golfbeweging stijgt en daalt het waterpeil boven het apparaat, waardoor er een drukverschil in het apparaat ontstaat. Deze wisselende druk pompt vloeistof door een systeem dat elektriciteit opwekt. Inzicht in deze technologieën is een pluspunt na kennis te hebben genomen van de voordelen van golfenergie.
8. Bulge wave : Deze technologie bestaat uit een met water gevulde rubberen buis, die aan de zeebodem is bevestigd en in de golven wordt gedreven. Water stroomt de buis in en de golven veroorzaken drukverschillen langs de lengte van de buis, waardoor een bult ontstaat. Deze bult beweegt door de buis en verzamelt energie die de standaard turbine met lage opvoerhoogte aan de boeg aandrijft. Op dit punt stroomt het water terug de zee in.
9. Roterende massa : Energie wordt opgevangen door twee golfbewegingen en door de beweging van de apparaten die op en neer bewegen in de golven. Door deze beweging wordt ofwel een excentrisch gewicht ofwel een gyroscoop-veroorzakende precessie opgewekt. Beide bewegingen zijn gekoppeld aan de generatoren voor elektriciteitsopwekking.
Wat is het belang van golfenergie?
Het belang van golfenergie ligt in de mogelijkheid dat het een oplossing kan bieden voor het probleem van klimaatverandering. Het kan aanzienlijke economische en sociale ontwikkeling stimuleren door een duurzame energievoorziening te bieden en de negatieve impact van energieproductie op het milieu en de mens te verminderen. Golfenergie kan bijdragen aan duurzame ontwikkeling en voorzien in de energiebehoeften van zowel de industrie als lokale overheden.
Zie ook: Proces voor het verwijderen en opnieuw installeren van zonnepanelen
Wat zijn de verschillende soorten golfenergie?
Zeegolven worden gecategoriseerd op basis van hun gedrag en vorming. De meest voorkomende classificatie is de golfperiode.
1. Brekende golven : Dergelijke golven ontstaan wanneer golven op zichzelf instorten. Het breken van water kan overal op het zeeoppervlak plaatsvinden.
- Golven morsen: Ze worden gevormd door een zachte helling van de oceaanbodem en worden ook wel mushy waves genoemd. Met een zacht glooiende kustlijn wordt de energie van golven uitgestoten en toppen vloeien langzaam over, waardoor milde golven ontstaan.
- Duikende golven: Bij een ruwe of steil hellende oceaanbodemgolf krullen de korsten op en wordt er een luchtzak onder gevangen. De golf wordt enigszins ontploft en de golfenergie wordt over een kortere afstand verspreid. Dit komt vaak voor bij offshore winden.
- Opkomende golven: Onder de voordelen van golfenergie spelen de soorten golven een belangrijke rol, omdat ze verschillende hoeveelheden energie hebben. Enorme golven met steile profielen bereiken de kust en vormen opkomende golven. Deze golven hebben geen toppen en bewegen met hoge snelheden. Deze golven breken niet, maar hebben gevaarlijke terugslageffecten.
- Instortende golven: Het onderste profiel is verticaal uitgelijnd en stort in, waarbij de top volledig afbreekt. Dit verandert het in wit water. Zulke golven zijn een mix van opkomende en duikende golven.
2. Capillaire golven : Deze golven lijken op rimpelingen. Capillariteit is de bindende kracht die de watermoleculen aan het oppervlak van de oceaan bij elkaar houdt. Een lichte bries en kalme wind met een lage snelheid van ongeveer 3-4 meter per seconde, op een hoogte van 10 meter boven het wateroppervlak, veroorzaken capillaire golven.
3. Diepwatergolven : Deze golven ontstaan op een specifieke oceaandiepte waar geen kustlijn is die weerstand biedt aan hun beweging. De waterdiepte op zulke plaatsen is meer dan de helft van de golflengte van de golf en de golfsnelheid is de bepalende factor. Diepwatergolven zijn lang en bewegen in rechte lijnen met voldoende energie om grote afstanden af te leggen. Je kent ze ook wel als Stokes-golven of korte golven.
4. Kustgolven: De golfhoogte is kleiner dan de waterdiepte, waardoor de snelheid afneemt. Deze schommelingen breken de golf, die vervolgens als terugstroomwater het strand afvoert.
5. Interne golven: Deze ontstaan in de diepere lagen van de oceaan en zijn nauwelijks zichtbaar aan de oppervlakte. Ze behoren echter tot de grootste oceaan golven en ontstaan wanneer het evenwicht tussen warm, koud en zout water verstoord raakt door externe krachten zoals getijbewegingen. Interne golven kunnen grote afstanden afleggen en aanzienlijke hoogtes bereiken wanneer ze het vasteland bereiken.
6. Kelvin-golven: Deze grootschalige golven ontstaan door een gebrek aan wind in de Stille Oceaan. Lang voordat de voordelen van golfenergie werden ontdekt, ontdekte Lord Kelvin (Sir William Thompson) de Kelvin-golven , een speciaal type zwaartekrachtgolf dat wordt beïnvloed door de rotatie van de aarde. Kelvin-golven worden gevangen bij de evenaar of langs verticale grenzen zoals bergketens of kustlijnen. Er zijn twee typen equatoriale en kustgolven, en beide zijn niet-dispersief van aard.
7. Voortschrijdende golven : Bij deze golven is de verhouding tussen de momentane waarde op een bepaald punt en die op elk ander punt constant. Voortschrijdende golven zijn er in drie typen: orbitale, longitudinale en transversale golven.
8. Gebroken golven : Deze golven bewegen zich in ondiep water naarmate ze de kust naderen. Door de geringe diepte neemt de kracht van de golven af, waardoor de golf een bocht maakt. Gebroken golven komen vaak voor in baaien en op landtongen.
9. Seichegolven: Deze golven , die je kunt uitspreken als 'saysh', zijn staande golven die ontstaan in een gedeeltelijk of volledig afgesloten watermassa. Seichegolven ontstaan door snelle veranderingen in de atmosferische druk. Ze kunnen ook ontstaan wanneer een sterke wind ervoor zorgt dat water zich ophoopt in een bepaald deel van de watermassa. Deze golven hebben langere trillingsperioden.
10. Golven in ondiep water: Deze golven planten zich voort in water met een diepte van minder dan 1/20e van de golflengte van de golf. Golven in ondiep water bewegen sneller en worden ook wel lange golven of Lagrangiaanse golven genoemd.
- Vloedgolven: Astronomische krachten zoals de zwaartekracht van de zon en de maan op oceaanwater resulteren in de vorming van vloedgolven. Het doorkruisen van een golf vindt plaats met een interval van 12 uur.
- Tsunami's: Deze hoge golven zijn in 80% van de gevallen het resultaat van grootschalige aardbevingen onder water. De overige 20% wordt veroorzaakt door meteorietinslagen, vulkaanuitbarstingen of aardverschuivingen onder water. Deze golven verplaatsen zich met hoge snelheden en zijn extreem verwoestend en gevaarlijk.
Lees ook: Gids voor dakbedekking met zonnepanelen
Hoe efficiënt is golfenergie?
Golven hebben de hoogste energiedichtheid in vergelijking met andere bronnen zoals zonne-energie, biomassa, windenergie en geothermische energie. Onderzoekers van de Universiteit van Plymouth in Engeland beweren dat golven het grootste potentieel hebben en een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan de veerkracht van de wereldwijde energiemix. De voordelen van golfenergie zijn de belangrijkste factoren die de efficiëntie ervan bepalen.
Zie ook : Welke omvormer heb ik nodig om een koelkast te laten werken?
Is er een toekomst voor golfenergie?
Deze vorm van hernieuwbare energie wordt pas sinds kort gebruikt en er zijn nog maar weinig gebieden met golfenergieparken. Australië, Portugal, de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk zijn enkele belangrijke locaties met golfenergieparken. De wereld kampt met een energiecrisis als gevolg van een lagere productie en beschikbaarheid van brandstoffen. Golfenergie is betrouwbaar en hernieuwbaar . Het kan meer energie opslaan dan andere hernieuwbare bronnen. Daarom betekent de ontwikkeling en vooruitgang in de goede richting dat golfenergie een veelbelovende toekomst heeft.
Nou, de voordelen van golfenergie lijken vergelijkbaar met die van andere hernieuwbare energiebronnen. Maar in tegenstelling tot anderen is het betrouwbaarder. De toekomst van golfenergie ziet er rooskleurig uit omdat het zeer efficiënt is. Ook wordt het het minst beïnvloed door externe factoren en kan het snel en efficiënt grote hoeveelheden energie genereren.
Aanbevolen: Basisprincipes van windenergieconversie
