Приливы — это периодические подъемы и падения уровня моря, вызванные гравитационным притяжением Луны. Это форма возобновляемого ресурса, которая использует силу океанских приливов для выработки электроэнергии. Но, как и другие источники энергии, она также имеет некоторые преимущества и недостатки. Давайте узнаем о преимуществах и недостатках приливной энергии подробно.
Что такое приливная энергия?
Можно использовать силу приливов и преобразовывать ее в пригодные для использования виды энергии, например, в электричество, с помощью процесса, называемого преобразованием приливной энергии. Гравитационное притяжение Луны и Солнца на Земле заставляет волны подниматься и опускаться с регулярными интервалами, создавая приливы. По сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, метод получения электроэнергии из приливных зон и приливных акведуков является чрезвычайно надежным и предсказуемым.
Для использования разницы высот между высоким и низким дрейфом разрабатываются технологии приливного диапазона. Турбины изгороди или лагуны генерируют электроэнергию по мере того, как потоки дрейфа набирают скорость, а система смоделирована по образцу традиционных приливных барабанных пожаров. После того, как снег растает за изгородью, накопленная вода может быть выпущена через турбины для производства электроэнергии.
Подобно тому, как ветряные турбины используют энергию воздушных потоков, строители приливных шлюзов используют энергию движущихся масс воды. Однако потенциал одной приливной турбины для выработки электроэнергии может быть меньше, чем у ветряных турбин аналогичной мощности, поскольку вода в 832 раза плотнее воздуха.
Для преобразования энергии приливов в электроэнергию используются красочные конструкции, создающие возобновляемый ресурс, известный как приливная энергия. Ветер и солнце являются менее надежными индикаторами, чем приливы. Несмотря на свою возобновляемую природу , приливная энергия традиционно была ограничена в своем полном объеме из-за относительно высокой стоимости и дефицита мест с достаточно высокими приливными колебаниями или скоростью течения. Однако многочисленные недавние технологические разработки и достижения как в проектировании, так и в технологии турбин указывают на то, что весь потенциал приливной энергии может быть значительно шире, чем предполагалось ранее, что позволит снизить как прибыльность, так и экологические издержки до конкурентоспособного уровня. В наше время важно знать преимущества и недостатки приливной энергии.
4 основных преимущества и недостатка приливной энергии
1. Возобновляемый ресурс
Будучи неисчерпаемым источником энергии, энергия приливов может использоваться бесконечно. Следовательно, количество энергии, которое приливы могут производить в будущем, не уменьшится в результате текущего использования этого ресурса. Приливы и отливы вряд ли перестанут регулироваться гравитационным притяжением Солнца и Луны в ближайшее время.
2. Отсутствие выбросов углерода
Приливные электростанции не только вырабатывают электроэнергию, не выбрасывая вредных газов в атмосферу, но и относятся к возобновляемым источникам энергии. Поиск источников энергии с нулевым уровнем выбросов имеет решающее значение, поскольку выбросы парниковых газов являются одним из основных факторов глобального потепления.
3. Предсказуемый
Приливные течения характеризуются высоким уровнем предсказуемости. Поскольку приливы и отливы происходят с регулярными интервалами, легко предсказать, когда будет вырабатываться энергия в определенное время суток. Поскольку силу приливов и течений можно точно предсказать, также легко предсказать, сколько энергии будет вырабатываться турбинами.
4. Огромная выходная мощность
Высокая электрическая мощность возможна с приливными электростанциями. Плотность воды, которая примерно в 800 раз больше плотности воздуха, является основным фактором этого явления. Другими словами, приливная турбина может генерировать значительно больше энергии, чем ветряная турбина эквивалентного размера.
Более того, плотность воды позволяет ей питать турбину даже при движении на умеренных скоростях. В результате приливные турбины могут генерировать значительные объемы электроэнергии, даже когда вода не в лучшем состоянии.
Недостатки приливной энергетики также обсуждаются ниже.
1. Существует мало подходящих мест
Для установки приливной электростанции в этом районе необходимо соблюдение определенных критериев. Первое требование — расположение станций вблизи воды , что ограничивает выбор мест штатами, граничащими с побережьем. Альтернативное местоположение должно соответствовать ряду дополнительных критериев.
Например, приливные электростанции должны быть построены в районах с достаточно большой разницей приливной высоты, чтобы обеспечить достаточное количество электроэнергии для работы турбин. Это ограничивает потенциальные места для установки электростанций, что затрудняет широкое внедрение приливной энергии.
2. Дороже других ресурсов
Высокая стоимость первоначальных инвестиций является основным недостатком приливной энергетики. Из-за высокой плотности воды приливные турбины должны быть гораздо более прочными, чем ветровые. Стоимость строительства приливной электростанции варьируется в зависимости от используемой технологии.
В настоящее время большинство приливных электростанций строятся с использованием приливных плотин, которые фактически являются плотинами с низкими стенками. Поскольку необходимо установить полную бетонную конструкцию плюс турбины, стоимость строительства приливной плотины очень высока. Среди многих причин медленного внедрения приливной энергии — высокая цена, связанная с ней.
3. Последствия для окружающей среды
Тот факт, что энергия приливов может быть восполнена, не обязательно делает её экологически чистым вариантом. Развитие приливных электростанций может серьёзно изменить местную экосистему. Подобно тому, как ветряные турбины создают проблемы для птиц, приливные турбины создают проблемы для морских обитателей . Морские животные могут получить серьёзные травмы или погибнуть, если попадут в вращающиеся лопасти турбины.
Морские млекопитающие, такие как тюлени, могут сильно страдать от низкоуровневого шума, производимого приливными турбинами под поверхностью воды. Воздействие приливных плотин на экосистему значительно серьезнее. Дело не только в том, что они оказывают такое же воздействие, как и плотины, создавая те же проблемы, что и сами по себе турбины. Рыбы не могут мигрировать за приливные плотины, а ландшафт навсегда изменяется в результате наводнений, вызванных плотинами.
4. Потребность в энергии
Несмотря на надежность прогнозируемой выработки приливной энергии, она не может одновременно удовлетворить все потребности сообщества в электроэнергии. Хотя мы можем с большой точностью предсказать, когда приливная электростанция начнет вырабатывать электроэнергию, ее предложение может оказаться недостаточным для удовлетворения спроса . Например, если прилив приходится на полдень, пик выработки приливной энергии придется на это время суток. Наибольшее потребление энергии наблюдается утром и вечером, а наименьшее — в середине дня.
Другими словами, приливная электростанция будет вырабатывать всю эту электроэнергию, но никто ею не будет пользоваться. Если мы хотим максимально эффективно использовать энергию, вырабатываемую приливными электростанциями, нам потребуется объединить её с какой-либо системой хранения энергии в аккумуляторах.
См. также: Преимущества и недостатки водородной энергетики
Как работает приливная энергия?
После изучения преимуществ и недостатков приливной энергии, давайте также разберемся, как она работает. Приливные турбины, приливные плотины и приливные ограждения — это три основных метода использования энергии, генерируемой приливами и течениями в водоеме. Итак, давайте подробно рассмотрим, как работает приливная энергия.
1. Приливная турбина
Подобно ветряным турбинам, приливные турбины преобразуют кинетическую энергию движущейся воды в электричество. Турбина, приводимая в движение потоком воды, вращает генератор для выработки электроэнергии. Плотность воды делает ее более эффективной средой для выработки электроэнергии, чем воздух, поэтому приливные турбины могут превосходить ветровые электростанции по выработке электроэнергии. Однако производство приливных турбин обходится дороже, поскольку их конструкция должна выдерживать высокую плотность воды.
Хотя приливные турбины довольно огромны, они оказывают минимальное воздействие на местную окружающую среду. Возможно, что, как и ветряные турбины, они могут ранить или убивать морских обитателей, если их лопасти сталкиваются с ними, но это не так уж и важно, учитывая относительно низкую скорость вращения лопастей. Кроме того, производимый ими низкочастотный шум может оказывать влияние на морских млекопитающих.
2. Приливные плотины
Плотины в приливных заливах или эстуариях обычно представляют собой низкостенные сооружения . Для создания водохранилища с одной стороны плотины используются шлюзовые затворы , как и в обычных гидроэлектростанциях. Плотина крепится ко дну океана, и её наивысшая точка находится на уровне воды или немного выше него во время прилива. Под плотиной, в туннеле, расположены приливные турбины, которые вырабатывают электроэнергию, направляя воду. Приливные плотины внешне напоминают классические гидроэлектростанции.
Когда приближается прилив, уровень воды поднимается и переливается через турбины. Затем, когда прилив спадает, вода меняет направление и снова проходит через турбины. Генератор , соединенный с турбинами, вырабатывает электроэнергию. Наиболее эффективным методом сбора энергии приливов являются приливные плотины, но эти сооружения также являются самыми дорогими в строительстве.
Они требуют строительства полной бетонной конструкции, которая может быть довольно дорогой. По сравнению с приливными воротами или турбинами, воздействие плотин на окружающую среду гораздо больше. Будучи подводной стеной, они не позволяют рыбам и другим морским обитателям свободно перемещаться по этой территории, что имеет далеко идущие последствия для окружающей среды.
3. Приливное ограждение
Приливные заграждения и приливные турбины являются компонентами приливного ограждения. Приливное ограждение представляет собой группу вертикальных турникетов, расположенных в ряд и создающих впечатление барьера. В отличие от пропеллера, приливное заграждение больше похоже на вращающийся турникет. Когда приливные течения приводят в движение лопасти турникета, они вращают генератор и вырабатывают электроэнергию.
Вертикальные лопасти приливного ограждения толкаются приливом. Эти турбины можно разместить в ряд, как забор, но в отличие от приливных плотин, массивный бетонный фундамент не нужен. Обычно их размещают в проливах и других водных путях, разделяющих участки суши. Они оказывают незначительное влияние на экосистему, поскольку полностью находятся под водой.
Читайте также: Руководство по выбору солнечной черепицы для кровли
Каковы области применения приливной энергии?
Изучение использования приливной энергии так же важно, как и изучение преимуществ и недостатков приливной энергии. Приливная энергия, как и любой другой тип энергии, может использоваться в различных контекстах. В современную эпоху приливная энергия является подходящим дополнением для удовлетворения растущего спроса на энергию. Несколько вариантов использования приливной энергии, которые я могу придумать, следующие.
1. Применение на зерновых мельницах: Зерновые мельницы уже давно используют энергию приливов для измельчения зерна. Это программное обеспечение уже некоторое время используется в секторе сырья.
2. Использование для производства электроэнергии: Производство электроэнергии — еще одно важное применение энергии приливов. Есть некоторые свидетельства того, что энергия приливов также передается распределительным компаниям.
3. Использование для хранения энергии: Энергия аккумулируется в плотинах с использованием энергии приливов. Плотины представляют собой огромные хранилища энергии. Также возможно преобразование существующих водохранилищ и приливных плотин в хранилища энергии.
4. Использование в качестве замены нефти и газа: Приливная энергия является жизнеспособной альтернативой ископаемому топливу, поскольку это чистый источник энергии, обеспечивающий нулевые выбросы.
5. Использование в качестве укрытия от сильных штормов для побережья: Наилучшее использование приливов достигается при строительстве приливной дамбы, которая также защищает береговую линию от негативного воздействия приливов. После этого давайте посмотрим, является ли приливная энергия возобновляемым источником энергии.
Читайте также: Как Дурбан установил мировой стандарт обеспечения водой и канализацией малоимущих слоев населения
Является ли приливная энергия возобновляемой?
Энергия приливов и отливов поступает от приливов и отливов океана. Поэтому ответ на вопрос, является ли приливная энергия возобновляемой, — да , она возобновляема. В XX веке были разработаны технологии, использующие энергию приливов в местах с большим диапазоном приливов (расстояние, которое преодолевает океан во время прилива и отлива). Приливная энергия преобразуется в электричество с помощью специализированных генераторов во всех вышеупомянутых процессах.
Два ежедневных приливных цикла вызваны гравитационным притяжением Луны, что делает приливную энергию самым постоянным возобновляемым источником энергии. Приливы обеспечивают энергию круглосуточно, каждый день в году. Что еще более важно, устройство может работать без использования ископаемого топлива. Вот почему это экологически чистый вариант, поскольку он не загрязняет окружающую среду и может пополняться бесконечно.
См. также: Почему прозрачные солнечные панели — это будущее?
Надежда на приливную энергетику
В наши дни никто не может отрицать значимость воды. То, сколько энергии она создает, просто ошеломляет, от рек до океанских приливов. Этот возобновляемый источник энергии имеет потенциал мотивировать нас изменить наши текущие практики.
До 71% Земли содержит воду, причем 96.5% из нее находится в океанах. Таким образом, это, несомненно, потенциальный источник энергии, который нам следует исследовать более подробно. Приливная энергия будет становиться все менее неиспользованным ресурсом по мере совершенствования технологий и повышения необходимости сохранения окружающей среды. Когда речь идет о приливной энергии, то вопрос должен стоять не «если», а «когда».
Статья была попыткой ответить на такие вопросы, как что такое приливная энергия, как работает приливная энергия, использование приливной энергии, возобновляема ли приливная энергия, преимущества приливной энергии, недостатки приливной энергии. Надеюсь, я ясно изложил все пункты.
Рекомендуется: Замена батареи в часах Garmin
