BANGOS ENERGIJA: ISTORIJA, KAIP JI VEIKIA, PRANAŠUMAI, TRŪKUMAI - APLINKA - 2025

Bangos energijos ir bangų - galia yra mechaninis energija pagal bangos ir kuri yra transformuota į elektros energiją. Tai yra kinetinė vandens energija, kurią sukuria vėjas, veikdamas trintį su vandens telkinių paviršiumi.

Šią kinetinę energiją turbinos paverčia elektros energija, kuri yra atsinaujinanti ir švari energija. Šios energijos naudojimo istorija siekia XIX a., Tačiau ji pradeda klestėti dvidešimtojo amžiaus pabaigoje.

Bangų galia. Šaltinis: „Mostafameraji“

Šiandien siūloma daugybė sistemų, skirtų išnaudoti bangų energijos formas. Tai apima bangos svyravimą, bangos šoką ar slėgio svyravimą bangoje.

Bendrasis šių sistemų principas yra panašus ir susideda iš įtaisų, kurie bangų kinetinę energiją paverčia mechanine energija, o vėliau - elektros energija, projektavimo. Tačiau dizainas ir įgyvendinimas yra labai įvairūs ir gali būti montuojami pakrantėje ar jūroje.

Įranga gali būti panardinta, pusiau panardinta, plūduriuojanti arba pastatyta ant kranto linijos. Yra tokių sistemų kaip „Pelamis“, kai bangų judėjimas į viršų suaktyvina hidraulines sistemas, traukdamas variklius, sujungtus su elektros generatoriais.

Kiti pasinaudoja bangų jėga, kai laužosi pakrantėje, stumdami hidraulinius stūmoklius arba oro kolonėles, judančias turbinas (pavyzdys: OWC sistema, svyruojanti vandens kolona).

Kitose konstrukcijose naudojama bangos jėga, nes ji nutrūksta ant kranto linijos, kad nukreiptų ją ir užpildytų rezervuarus. Vėliau potenciali kaupiamo vandens energija naudojama turbinoms judėti gravitacijos būdu ir generuoti elektros energiją.

Bangų energija turi neabejotinų pranašumų, nes ji yra atsinaujinanti, švari, nemokama ir daro mažą poveikį aplinkai. Tačiau tai turi tam tikrų trūkumų, susijusių su aplinkos sąlygomis, kuriose veikia įranga, ir su bangų savybėmis.

Jūros aplinkos sąlygos daro įtaką korozijai, atsirandančiai dėl sūrumo, jūros faunos veikimui, didelei saulės spinduliuotei, vėjui ir audroms. Todėl, atsižvelgiant į sistemos tipą, darbo sąlygos gali būti sunkios, ypač panardinamose ar tvirtinamose jūrinėse sistemose.

Be to, priežiūra brangiai kainuoja, ypač jūrinėse sistemose, nes inkarai turi būti periodiškai tikrinami. Kita vertus, priklausomai nuo sistemos ir teritorijos, jie gali turėti neigiamos įtakos valtims, žvejybai ir rekreacinei veiklai.

Istorija

Tai buvo ankstesni XIX a., Kai ispanas José Barrufetas užpatentavo tai, ką jis vadino „marmotoriu“. Šis aparatas gamino elektrą iš vertikalių bangų svyravimo ir nebuvo parduodamas iki XX amžiaus 80-ųjų.

„Barrufet“ aparatą sudarė daugybė plūdurų, kurie virpesiais aukštyn ir žemyn virpėjo kartu su bangomis ir varė elektros generatorių. Sistema nebuvo labai efektyvi, tačiau, pasak jos išradėjo, ji galėjo generuoti 0,36 kW.

Šiandien yra daugiau nei 600 patentų, naudojančių bangų jėgą elektros energijai generuoti. Jie gali veikti per jėgą, kurią sukuria vertikalusis svyravimas, arba tą, kurią sukuria bangos smūgis į krantą.

Kaip veikia bangų energija?

Pelamis keitiklis Peniche mieste, Portugalijoje. Šaltinis: Ing. Guido Grassow diplomas

Bangos galios sistemų veikimas priklauso nuo judėjimo, kurį norite iš bangų išnaudoti. Krante yra plūduriuojančios arba inkaravimo sistemos, kurios naudojasi vertikaliu vandens svyravimu, o kitos fiksuoja bangų smūgio jūrą jūroje.

Panašiai yra ir tie, kurie naudoja slėgio kitimą po bangos paviršiumi. Kai kuriais atvejais kinetinė bangų energija leidžia kaupti jūros vandenį ir pasinaudoti jo potencialia energija (gravitacijos kritimu), kad būtų galima suaktyvinti elektrines turbinas.

Kitose sistemose mechaninė bangų energija sukelia hidraulinių stūmoklių ar oro masių judesius, kurie suaktyvina hidraulinius variklius ar turbinas, kad būtų generuojama elektra.

- Krante esančios plūduriuojančios arba tvirtinamos sistemos

Šios sistemos gali būti pusiau panardintos arba panardintos ir jomis pasinaudojama virpesių judėjimu, kurį sukelia sausumos bangos. Kai kurios sistemos naudoja paviršiaus bangos jėgą, kitos - gilų judėjimą.

Paviršius išsipučia

Yra sujungtų segmentų sistemos, tokios kaip „Pelamis“ arba „jūros gyvatė“, kuriose bangos judina sujungtus modulius, kurie suaktyvina hidraulinių variklių sistemas, sujungtas su elektros generatoriais.

Kita alternatyva yra „Salter Duck“, kur plūdės, pritvirtintos prie ašies, bangomis atlieka žingsnį, taip pat įjungdamos hidraulinius variklius. Kita vertus, yra daugybė pasiūlymų, pagrįstų plūdurais, kurių virpesiai taip pat suaktyvina hidraulines sistemas.

Gilus arkliukas

Archimedo bangos osciliatorių sudaro du cilindrai, sumontuoti nuosekliai ant konstrukcijos, pritvirtintos prie jūros dugno. Viršutinis cilindras turi šoninius magnetus ir juda vertikaliai žemyn bangos slėgiu.

Kai cilindras nusileidžia, jis paspaudžia apatinį cilindrą, kuriame yra oro, ir, kylant bangos slėgiui, oro slėgis stumia sistemą aukštyn. Svyruojantis judėjimas vertikaliai įmagnetinto cilindro kryptimi leidžia elektros energiją generuoti ritės pagalba.

Bangos drakonas

Jį sudaro plūduriuojanti platforma, pritvirtinta prie dugno pelekais, leidžiančiais priimti bangų judinamą vandenį, sukeliantį konstrukcijos potvynį. Vanduo kaupiasi ir po turbinos cirkuliuoja per centrinę koloną.

- pakrančių sistemos

Šios sistemos yra sumontuotos pakrantėje ir naudojasi energija, gauta sulaužant bangas. Šių sistemų apribojimas yra tas, kad jos veikia tik stiprių bangų krantuose.

Pavyzdys yra baskų inžinieriaus Iñaki Valle sukurta sistema, kurią sudaro platforma, pritvirtinta prie nuožulnios pakrantės, su magnetu ant bėgių. Banga stumia magnetą aukštyn, jis nusileidžia dėl gravitacijos, o judesys skatina ritę gaminti elektrą.

Sistema

Jį sudaro plokštelių sistema, kuri svyruoja pirmyn ir atgal su banga ir bangų srautu. Šis judėjimas stūmokliniu siurbliu įjungia elektrinę turbiną.

Sistema

Šiuo atveju reikia pasakyti, kad prie kranto pritvirtintos plūduriuojančios plokštės gauna bangos laužymo jėgą ir įjungia hidraulinę sistemą. Hidraulinis variklis savo ruožtu varo turbiną, gaminančią elektrą.

CETO sistema

Jį sudaro daugybė panardinamų plūdurų, pritvirtintų prie jūros dugno ir kurių virpesiai suaktyvina hidraulinius siurblius, kurie jūros vandenį veža į pakrantę. Siurbiamas vanduo įjungia turbiną, kad būtų galima gaminti elektrą.

Sistemos, kurios panaudoja potencialią energiją

Yra daugybė sistemų, kurios kaupia jūros vandenį rezervuaruose ir, veikdamos gravitaciją, gali suaktyvinti „Kaplan“ turbinas ir generuoti elektrą. Vanduo pasiekia rezervuarus, kuriuos varo pati banga, kaip ir „TAPCHAN“ sistemoje (kūginių kanalų bangų galios sistema) arba SSG bangų energijoje (jūros bangos tarpo kūgio generatorius).

Vandens-oro kolonų sistemos

Kitais atvejais bangų varoma vandens jėga naudojama oro kolonai judėti, kuri, eidama pro turbiną, generuoja elektrą.

Pvz., OWC sistemoje (svyruojanti vandens kolona) bangos srauto vanduo patenka per ortakį ir išstumia patalpų orą. Oro kolona pakyla per kaminą ir praeina per turbiną, kad išeitų į išorę.

Kai vanduo atsitraukia bangų sraute, oras vėl patenka į kaminą, vėl judindamas turbiną. Tai turi konstrukciją, leidžiančią judėti ta pačia kryptimi abiem srautais.

Kita panaši sistema yra ORECON, kai vandens virpesiai kameros viduje varo plūdę, kuri savo ruožtu spaudžia orą, kad praeitų pro turbiną. Ši sistema vienodai veikia judindama orą į abi puses.

Privalumas

Bangų ūkis. Šaltinis: P123

Atsinaujinanti energija

Tai energija, gaunama iš beveik neišsemiamo gamtos šaltinio, tokio kaip vandenyno bangos.

Energijos šaltinis nemokamas

Bangų energijos šaltinis yra vandenynų bangos, už kurias ekonomiškai nepriklauso jokios nuosavybės.

Švari energija

Bangų energija negeneruoja atliekų, o iki šiol siūlomos naudoti jos technologijos taip pat nesudaro atitinkamų atliekų.

Mažas poveikis aplinkai

Bet koks trikdymas vandens ar pakrančių aplinkoje daro tam tikrą poveikį aplinkai, tačiau dauguma siūlomų sistemų daro nedidelį poveikį.

Asociacija su kitais produktyviais tikslais

Kai kurios bangų energijos sistemos leidžia išgauti jūros vandenį, kad būtų galima atlikti gėlinimo procesus ir gauti geriamąjį vandenį arba gaminti vandenilį.

Pavyzdžiui, tie, kurių operacija susijusi su jūros vandens surinkimu ir saugojimu pakrantėje, tokiais kaip TAPCHAN ir SSG bangų energija.

Trūkumai

Daugelis trūkumų nėra absoliutūs, tačiau priklauso nuo konkrečios bangų sistemos, kurią mes vertiname.

Bangos jėga ir reguliarumas

Energijos gamybos greitis priklauso nuo atsitiktinio bangų elgesio reguliarumo ir stiprumo. Todėl sritys, kuriose ši energija gali būti efektyviai naudojama, yra ribotos.

Bangos amplitudė ir kryptis paprastai būna nereguliari, todėl gaunamoji galia yra atsitiktinė. Dėl to aparatui sunku pasiekti maksimalų našumą per visą dažnių diapazoną, o energijos konvertavimo efektyvumas nėra didelis.

Priežiūra

Atsižvelgiant į korozinį jūrinio salyklo ir pačios bangos poveikį, susijusių konstrukcijų priežiūra reikalauja tam tikrų sunkumų ir išlaidų. Jūroje esančių ir povandeninių įrenginių priežiūros išlaidos padidėja dėl prieigos sunkumų ir periodinės priežiūros poreikio.

Klimato ir aplinkos sąlygos apskritai

Bangų energijos gavimo ir jos pavertimo elektros energija struktūros yra veikiamos ekstremalių jūros aplinkos sąlygų. Tarp jų yra drėgmė, saldymedis, vėjai, lietus, audros, uraganai.

Audros reiškia, kad prietaisas turi atlaikyti 100 kartų didesnes apkrovas nei nominalioji, o tai gali sugadinti arba visiškai sugadinti įrangą.

jūrų augalija ir gyvūnija

Jūrų gyvybė taip pat gali turėti įtakos tokios įrangos kaip didelių gyvūnų (rykliai, banginių šeimos gyvūnai) funkcionalumui. Kita vertus, dvigeldžiai ir dumbliai prilimpa prie įrenginių paviršiaus, smarkiai pablogėdami.

Pradinė investicija

Pradinės ekonominės investicijos yra didelės dėl reikalingos įrangos ir jos įrengimo sunkumų. Įrangai reikalingos specialios medžiagos ir dangos, hermetiškos ir tvirtinimo sistemos.

Poveikis antropinei veiklai

Atsižvelgiant į naudojamos sistemos tipą, tai gali turėti įtakos navigacijai, žvejybai ir turistų traukos vietai rajone.

Šalys, kurios naudoja bangų energiją

„Motrico“ bangų jėgainė (Ispanija). Šaltinis: „Txo“

Ispanija

Nors Viduržemio jūros potencialas bangų energijos atžvilgiu yra žemas, Kantabrijos jūroje ir Atlanto vandenyne jis yra labai didelis. Baskų mieste Mutriku yra 2011 m. Pastatyta jėgainė su 16 turbinų (300 kW galios).

Santoñoje (Kantabrija) yra dar viena bangų jėgainė, kuri naudoja 10 panardinamų plūdurų, kad pasinaudotų bangų vertikalių virpesių energija ir generuotų elektrą. Kanarų salose yra keli projektai, skirti bangų energijai padidinti dėl palankių jų pakrančių sąlygų.

Portugalija

2008 m. „Ocean Power Delivery“ (OPD) įmonė sumontavo tris „Pelamis P-750“ mašinas, esančias 5 km nuo Portugalijos krantų. Jie yra netoli Póvoa de Varim, jų instaliuota galia yra 2,25 MW.

Škotija (JK)

OWC technologija naudojama Orknio saloje, kur nuo 2000 m. Įdiegta sistema, vadinama LIMPET. Šios sistemos galia yra ne didesnė kaip 500 kW.

Danija

2004 m. Danijoje buvo įdiegtas „Wave Dragon“ tipo bandomasis projektas, kurio matmenys buvo 58 x 33 m, o maksimali galia - 20 KW.

Norvegija

Šiuo metu diegiama SSG bangų energijos sistemos gamykla Svaaheijoje (Norvegija).

JAV

2002 m. Naujajame Džersyje buvo įrengtas bandomojo projekto „Power Buoy“ įtaisas, kurio plūduras jūroje buvo 5 m skersmens, 14 m ilgio ir maksimali 50 KW galia.

Oregone Garibaldi uoste buvo įrengta SSG bangų energijos bandomoji gamykla. Taip pat Havajuose jie skatina atsinaujinančius energijos šaltinius, o Maui saloje pagrindinis atsinaujinantis šaltinis yra bangų energija.

Nuorodos

1. „Amundarain M“ (2012). Atsinaujinanti energija iš bangų. Ikastorratza. Didaktikos el. Žurnalas 8. Peržiūrėtas 2019-03-08 iš ehu.eus
2. „Cuevas T“ ir „Ulloa A“ (2015). Bangos energija. Įprastinis ir atsinaujinančios energijos rinkos seminaras inžinieriams. Čilės universiteto Fizinių ir matematikos fakultetas. 13 psl.
3. Falcão AF de O (2010 m.). Bangos energijos panaudojimas: Technologijų apžvalga. Atsinaujinančios ir tvarios energijos apžvalgos 14: 899–918.
4. „Rodríguez R“ ir „Chimbo M“ (2017). Bangos energijos naudojimas Ekvadore. Ingenius 17: 23–28.
5. „Suárez-Quijano E“ (2017). Ispanijos energetinė priklausomybė ir bangų energija: didelis jūros potencialas. Kantabrijos universiteto Filosofijos ir raidžių fakulteto geografijos ir teritorinio planavimo laipsnis. 52 psl.
6. „Vicinanza D“, „Margheritini L“, „Kofoed JP“ ir „Buccino M“ (2012). „SSG Wave“ energijos keitiklis: našumas, būsena ir naujausi pokyčiai. Energija 5: 193–226.
   Weebly. Internete: taperedchannelwaveenergy.weebly.com