Pływy to okresowe podnoszenie się i opadanie poziomu morza spowodowane przez przyciąganie grawitacyjne Księżyca. Jest to forma odnawialnego zasobu, który wykorzystuje moc pływów oceanicznych do wytwarzania energii elektrycznej. Ale tak jak inne źródła energii, ma również pewne zalety i wady. Poznajmy więc szczegółowo zalety i wady energii pływów.
Czym jest energia pływów morskich?
Możliwe jest wykorzystanie siły pływów i przekształcenie jej w użyteczne rodzaje energii, takie jak elektryczność, poprzez proces zwany konwersją energii pływów. Przyciąganie grawitacyjne Księżyca i Słońca na Ziemi powoduje, że fale wznoszą się i opadają w regularnych odstępach czasu, tworząc pływy. W porównaniu do innych odnawialnych źródeł energii, metoda wytwarzania energii elektrycznej z pasm pływów i akweduktów pływowych jest niezwykle niezawodna i przewidywalna.
Aby wykorzystać różnicę wysokości między wysokim i niskim dryfem, opracowuje się technologie pływów. Turbiny żywopłotowe lub lagunowe generują energię elektryczną, gdy katarakty dryfowe nabierają prędkości, a system jest modelowany na wzór tradycyjnych pożarów bębnowych pływów. Po stopieniu się śniegu za żywopłotem, zmagazynowana woda może zostać uwolniona za pomocą turbin w celu wytworzenia energii elektrycznej.
Podobnie jak turbiny wiatrowe wykorzystują energię z prądów powietrza, budowniczowie śluz pływowych wykorzystują energię z ruchomych zbiorników wodnych. Jednak potencjał pojedynczej turbiny pływowej do wytwarzania energii może być mniejszy niż potencjał turbin wiatrowych o podobnej ocenie, ponieważ woda jest 832 razy gęstsza od powietrza.
Kolorowe wzory służą do przekształcania energii pływów w energię, tworząc odnawialne źródło znane jako energia pływów. Wiatr i słońce są mniej wiarygodnymi predyktorami niż pływy. Pomimo odnawialny charakter, energia pływów tradycyjnie była ograniczona w całej swojej próżni ze względu na jej stosunkowo wysoki koszt i niedobór lokalizacji sieciowych o wystarczająco wysokich zakresach pływów lub szybkości przepływu. Jednak liczne ostatnie osiągnięcia technologiczne i postępy, zarówno w projektowaniu, jak i technologii turbin, wskazują, że cała próżnia energii pływów może być również ważna powyżej wstępnie założonych, które opłacalne i środowiskowe koszty można również sprowadzić do sytuacji konkurencyjnych. W tej epoce ważne jest, aby znać zalety i wady energii pływów.
4 główne zalety i wady energii pływów morskich
1. Zasoby odnawialne
Jako niewyczerpywalne źródło energii, energia pływów może być wykorzystywana w nieskończoność. Dlatego ilość energii, którą pływy może produkować w przyszłości nie zmniejsza się w wyniku obecnego wykorzystania tego zasobu. Pływy nie przestaną być regulowane przez przyciąganie grawitacyjne słońca i księżyca w najbliższym czasie.
2. Brak emisji dwutlenku węgla
Elektrownie pływowe nie tylko generują elektryczność bez uwalniania szkodliwych gazów do atmosfery, ale są również zaliczane do odnawialnych źródeł energii. Znalezienie źródeł energii o zerowej emisji jest kluczowe, ponieważ emisje gazów cieplarnianych są głównym czynnikiem przyczyniającym się do globalnego ocieplenia.
3. Przewidywalny
Prądy pływowe charakteryzują się wysokim poziomem przewidywalności. Ponieważ przypływy i odpływy występują w regularnych odstępach czasu, łatwo jest przewidzieć, kiedy energia zostanie wytworzona o danej porze dnia. Ponieważ siłę pływów i prądów można prawidłowo przewidzieć, łatwo jest również przewidzieć, ile energii wyprodukują turbiny.
4. Duża moc wyjściowa
Wysoka moc elektryczna jest możliwa w przypadku elektrowni pływowych. Gęstość wody, która jest około 800 razy większa od gęstości powietrza, jest głównym czynnikiem tego zjawiska. Innymi słowy, turbina pływowa może generować znacznie więcej energii niż turbina wiatrowa o równoważnej wielkości.
Co więcej, gęstość wody pozwala jej na napędzanie turbiny nawet przy umiarkowanych prędkościach. W rezultacie turbiny pływowe mogą generować znaczne ilości energii elektrycznej nawet wtedy, gdy woda nie jest w najlepszym stanie.
niedogodności Poniżej omówiono również kwestie energii pływów.
1. Istnieje niewiele odpowiednich lokalizacji
Istnieją pewne kryteria, które muszą być spełnione, aby elektrownia pływowa mogła zostać tam zainstalowana. Pierwszym wymogiem jest to, że stacje powinny być zlokalizowane w pobliżu wody, ograniczając dostępne lokalizacje do stanów graniczących z wybrzeżem. Alternatywna lokalizacja musi spełniać więcej kryteriów.
Na przykład elektrownie pływowe muszą być budowane na obszarach o wystarczająco dużej różnicy wysokości pływów, aby zapewnić wystarczającą ilość energii elektrycznej do zasilania turbin. Ogranicza to potencjalne lokalizacje instalacji elektrowni, co sprawia, że powszechne przyjęcie energii pływowej jest trudne.
2. Droższe niż inne zasoby
Wysoki koszt początkowej inwestycji jest główną wadą elektrowni pływowych. Ze względu na dużą gęstość wody turbiny wykorzystujące energię pływów muszą być o wiele bardziej wytrzymałe niż turbiny wiatrowe. Cena budowy elektrowni pływowej zmienia się na podstawie konkretnej zastosowanej technologii.
Obecnie większość elektrowni pływowych jest budowana przy użyciu zapór pływowych, które są w zasadzie niskimi zaporami o ścianach. Ponieważ konieczne jest zainstalowanie kompletnej konstrukcji betonowej, a także turbin, koszt budowy zapory pływowej jest bardzo wysoki. Jednym z wielu powodów powolnego przyjmowania energii pływowej jest wysoka cena z nią związana.
3. Konsekwencje dla środowiska
Fakt, że energia pływów może być uzupełniana, niekoniecznie czyni ją zieloną opcją. Lokalny ekosystem może zostać poważnie zmieniony przez rozwój elektrowni generujących energię pływów. W takim samym stopniu, w jakim turbiny wiatrowe mają problem z ptakami, turbiny pływowe mają problem z życiem morskimZwierzęta morskie mogą zostać poważnie ranne lub zabite, jeśli wpłyną w łopatki wirującej turbiny.
Ssaki morskie, takie jak foki, mogą być mocno dotknięty przez niski poziom hałasu, który turbiny pływowe wytwarzają pod powierzchnią wody. Skutki zapór pływowych na ekosystem są znacznie poważniejsze. Nie chodzi tylko o to, że mają one taki sam wpływ jak tamy, które powodują takie same trudności jak same turbiny. Ryby nie są w stanie migrować poza zapory pływowe, a teren jest trwale zmieniony w wyniku powodzi, które są wynikiem zapór.
4. Potrzeba energii
Pomimo niezawodności przewidywanej mocy elektrowni pływowych, nie jest ona w stanie zaspokoić wszystkich potrzeb elektrycznych społeczności na raz. Chociaż możemy przewidzieć z dużą dokładnością, kiedy elektrownia pływowa wyprodukuje energię elektryczną, podaż energii elektrycznej może być niższa od zapotrzebowania. Jeśli przypływ występuje na przykład w południe, szczyt wytwarzania energii pływowej nastąpi właśnie o tej porze dnia. Największe zużycie energii występuje rano i wieczorem, a najmniejsze w południe.
Innymi słowy, elektrownia pływowa wytworzy całą tę energię elektryczną, ale nikt jej nie wykorzysta. Jeśli chcemy jak najlepiej wykorzystać energię generowaną przez energię pływową, trzeba połączyć to z jakimś systemem magazynowania energii.
Zobacz także: Zalety i wady energii wodorowej
Jak działa energia pływów?
Po zapoznaniu się z zaletami i wadami energii pływów, dowiedzmy się również, jak działa energia pływów. Turbiny pływowe, zapory pływowe i ogrodzenia pływowe to trzy podstawowe metody, za pomocą których można wykorzystać energię generowaną przez pływy i prądy w zbiorniku wodnym. Zobaczmy więc szczegółowo, jak działa energia pływów praca.
1. Turbina pływowa
Podobnie jak turbiny wiatrowe, turbiny pływowe konwertować dotychczasowy energia kinetyczna przekształcania wody w energię elektryczną. Turbina napędzana przepływem wody obraca generator, aby wytworzyć energię elektryczną. Gęstość wody sprawia, że jest ona bardziej wydajnym medium do wytwarzania energii elektrycznej niż powietrze, stąd turbiny pływowe mogą przewyższać farmy wiatrowe pod względem produkcji energii elektrycznej. Jednak turbiny pływowe są droższe w produkcji, ponieważ muszą być zbudowane tak, aby wytrzymać dużą gęstość wody.
Chociaż turbiny pływowe są dość duże, mają minimalny wpływ na lokalne środowisko. Możliwe, że podobnie jak turbiny wiatrowe, mogą zranić lub zabić życie morskie, jeśli ich łopaty zderzą się z nimi, ale jest to mniejszy powód do zmartwień, biorąc pod uwagę stosunkowo powolne prędkości łopat. Ponadto wytwarzany przez nie hałas o niskiej częstotliwości może mieć wpływ na ssaki morskie.
2. Zapory pływowe
Zapory w miejscach pływów lub estuariów są zazwyczaj zapory o niskich ścianachŚluzy są wykorzystywane do: stworzyć zbiornik po jednej stronie zapory, tak jak w przypadku konwencjonalnych zapór hydroelektrycznych. Zapora jest przymocowana do dna oceanu, a jej najwyższy punkt znajduje się na poziomie wody lub nieco powyżej niej podczas przypływu. Poniżej zapory, w tunelu, znajdują się turbiny pływowe, które generują energię poprzez kierowanie wody. Zapory pływowe przypominają wyglądem klasyczne zapory hydroelektryczne.
Gdy zbliża się przypływ, poziom wody podnosi się i przelewa się przez turbiny. Woda zmienia kierunek i ponownie przepływa przez turbiny, gdy odpływ ustępuje. generator, który jest połączony z turbinami, generuje energię elektryczną. Najbardziej efektywną metodą gromadzenia energii pływów są zapory pływowe, ale te konstrukcje są również najdroższe w budowie.
Wymagają one budowy pełnej konstrukcji betonowej, co może być dość kosztowne. W porównaniu do bram pływowych lub turbin, wpływ zapór na środowisko jest znacznie większy. Będąc podwodną ścianą, uniemożliwiają rybom i innym organizmom morskim swobodne przemieszczanie się po tym obszarze, co ma daleko idące konsekwencje dla środowiska.
3. Ogrodzenie pływowe
Zapory pływowe i turbiny pływowe są elementami ogrodzenia pływowego. Ogrodzenie pływowe to grupa pionowych bramek obrotowych ustawionych w linii, co sprawia wrażenie bariery. W przeciwieństwie do śruby napędowej, bariera pływowa jest bardziej podobna do bramki obrotowej, gdy się obraca. Gdy prądy pływowe napędzają łopatki bramki obrotowej, zakręć generatorem i wytwórz prąd.
Pionowe łopaty ogrodzenia pływowego są popychane przez pływy. Turbiny te można ustawić w rzędzie jak ogrodzenie, ale w przeciwieństwie do zapór pływowych, nie jest potrzebny masywny fundament betonowy. Zazwyczaj są umieszczane w cieśninach i innych drogach wodnych, które dzielą masy lądowe. Mają one znikomy wpływ na ekosystem, ponieważ są całkowicie pod wodą.
Przeczytaj także: Przewodnik po dachach z gontów słonecznych
Do czego służy energia pływów morskich?
Poznanie zastosowań energii pływów jest równie ważne, jak poznanie zalet i wad energii pływów. Energia pływów, podobnie jak każdy inny rodzaj energii, może być wykorzystywana w różnych kontekstach. W czasach współczesnych energia pływów jest odpowiednim uzupełnieniem, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na energię. Oto kilka zastosowań energii pływów, o których mogę pomyśleć.
1. Stosowane w młynach zbożowych: Młyny zbożowe od dawna wykorzystują energię pływów, aby rozbijać swoje dostawy zboża. To oprogramowanie jest używane w sektorze surowców od jakiegoś czasu.
2. Używane do produkcji energii elektrycznej: Produkcja energii elektrycznej to kolejne znaczące zastosowanie energii pływów. Istnieją pewne dowody na to, że energia pływów jest również przesyłana do DISCOM-ów.
3. Używane do magazynowania energii: Energia jest magazynowana w tamach przy użyciu energii pływów. Tamy to ogromne obiekty do magazynowania energii. Możliwe jest również przekształcenie istniejących zbiorników i zapór pływowych w obiekty do magazynowania energii.
4. Stosowany jako substytut ropy naftowej i gazu: Energia pływów morskich jest realną alternatywą dla paliw kopalnych, ponieważ jest to czyste źródło energii nie powodujące emisji.
5. Używane jako schronienie przed silnymi burzami na wybrzeżu: Najlepsze możliwe wykorzystanie pływów odbywa się podczas budowy zapory pływowej, która również chroni linie brzegowe przed negatywnymi skutkami pływów. Następnie sprawdźmy, czy energia pływów jest odnawialna.
Przeczytaj także: Jak Durban ustanowił światowy standard w zakresie zapewniania wody i warunków sanitarnych dla ubogich
Czy energia pływów jest odnawialna?
Ponieważ energia pływów pochodzi z przypływu i odpływu wody oceanicznej. Tak więc odpowiedź na pytanie, czy energia pływów jest odnawialna, brzmi: tak, energia pływów jest odnawialna. W XX wieku opracowano technologie wykorzystujące moc pływów w miejscach o dużym zasięgu pływów (odległość pokonywana przez ocean podczas przypływu i odpływu). Energia pływów jest przekształcana w energię elektryczną przy użyciu specjalistycznych generatorów we wszystkich wyżej wymienionych procesach.
Istnieją dwa codzienne cykle pływów spowodowane przyciąganiem grawitacyjnym księżyca, co sprawia, że energia pływów jest najbardziej stałym odnawialnym źródłem energii. Pływy dostarczają energię przez całą dobę, każdego dnia w roku. Co ważniejsze, urządzenie może działać bez uciekania się do paliw kopalnych. Dlatego jest to zielona opcja, ponieważ nie wytwarza zanieczyszczeń i można je uzupełniać w nieskończoność.
Zobacz także: Dlaczego przezroczyste panele słoneczne są przyszłością?
Nadzieja na energię pływów
W dzisiejszych czasach nikt nie może zaprzeczyć znaczeniu wody. Ile mocy ona wytwarza, jest oszałamiające, od rzek po pływy oceaniczne. To odnawialne źródło energii ma potencjał, aby zmotywować nas do zmiany naszych obecnych praktyk.
Aż 71% powierzchni Ziemi zawiera wodę, z czego 96.5% znajduje się w oceanach. Jako takie, jest to niewątpliwie potencjalne źródło energii, które powinniśmy bardziej zbadać. Energia pływów stanie się mniej niewykorzystanym zasobem, ponieważ technologia się rozwija, a potrzeba ochrony środowiska wzrasta. Jeśli chodzi o energię pływów, pytanie musi brzmieć kiedy, a nie czy.
Artykuł był próbą odpowiedzi na pytania takie jak: czym jest energia pływów, jak działa energia pływów, jakie są zastosowania energii pływów, czy energia pływów jest odnawialna, jakie są zalety energii pływów, wady energii pływów. Mam nadzieję, że wyjaśniłem wszystkie kwestie.
Polecamy: Wymiana baterii w zegarku Garmin
