Razlika med energijo plimovanja in valovanja

Uvod

Plime in valovi so dva naravna pojava, ki se pretakata na vodi, čeprav sta si podobna, ker sta povezana z vodnimi telesi, njihova sposobnost pridobivanja energije se razlikuje v različnih vidikih glede proizvodnje, moči in zanesljivosti [1]. Ko se svet začne oddaljevati od odvisnosti od neobnovljivih virov energije, se začenjajo raziskovati novi in ​​inovativni načini za pridobivanje energije, ki bodo imeli minimalen učinek okoliških okolij in skupnosti. Posebne boje in turbine se običajno uporabljajo za zajem moči in pretvorbo v čisto električno energijo, vendar so kot večina novih tehnologij drage za načrtovanje in razvoj. Kljub energiji plimovanja in valovanja, ki izvira iz oceana, še vedno obstaja velika razlika med njima.

Kaj je energija plimovanja?

Plime so opredeljene kot dvig in padec morske gladine, ki ga povzroči gravitacijski poteg lune in sonca na Zemljo. Niso omejeni le na oceane, ampak se lahko pojavijo tudi v drugih sistemih, kadar obstaja gravitacijsko polje. Poleg tega, čeprav večino Zemlje vpliva gravitacijska sila sonca, to na vodi ni tako enostavno opaziti. Luna sama ima izrazitejši učinek na plimovanje, saj je v primerjavi s soncem veliko bližje Zemlji. Na obali je vsakodnevno dnevno ali poldnevno plimovanje, sestavljeno iz enega ali dveh visokih in nizkih plimovanja. Na te plime vplivajo številni dejavniki, kot so poravnava sonca in lune, oblika obalne črte in spremembe globine vode.

Kaj je energija valov?

Valovna energija, znana tudi kot energija oceanov, je opredeljena kot energija, pridobljena iz oceanskih valov. Ko veter piha po površini oceana, ustvarja valove, zato jih lahko imenujemo tudi kot energija, ki se giblje po površini vode. Valovi, ki nastanejo kot posledica vetra, se ponavadi imenujejo vetrni valovi, najpogosteje pa se pojavljajo na vodnih površinah, ker ni kopnih mas, ki bi se upirale moči vetra [2]. Ti valovi, medtem ko jih običajno opazimo na oceanski površini, se prosto pojavljajo tudi na jezerih, rekah in kanalih in jih je mogoče opredeliti kot kapilarne valove, valovanje, morje ali nabrekline. Nobena dva vala nista enaka, pri čemer se vsak val razlikuje po višini in razdalji med grebeni in koritom.

Kako nastajajo plimi?

Ko se luna vrti okoli zemlje, izvaja gravitacijski poteg, ki ustvarja plimo, ki se premika po zemlji. Ko luna kroži po Zemlji, se tudi sama zemlja premakne v rahlem krogu in ta vztrajnost povzroči plimovanje na nasprotni strani. To je znano kot dve visoki plimi, med katerimi bo prišlo do plimovanja [3]

Kako nastajajo valovi?

Spreminjajoči se vzorci hitrosti, trajanja in razdalje, s katerimi piha veter, bodo vplivali na obliko nastalih valov. Poleg tega bo oblika in velikost posameznih oblikovanih valov odvisna tudi od vpliva na sistem, ki bo vplival, in lahko zlahka pomaga pri zožitvi izvora valov. Na primer, visoki, strmi valovi, ki se hitro dvigajo in spuščajo, so na novo oblikovani in so pogosto posledica bližnjih vremenskih sistemov, kot so lokalne nevihte, medtem ko se dolgi ustaljeni valovi navadno oblikujejo iz ekstremnih vremenskih razmer, ki se pojavljajo veliko dlje, včasih iz neviht, ki so lahko celo v drugo poloblo.

Izkoriščanje valovne energije

To energijo iz valov je mogoče izkoristiti in uporabiti za številne uporabne dejavnosti, kot so pridobivanje električne energije, razsoljevanje in črpanje vode v rezervoarje. Pogosto ga imenujemo moč valovanja, močnejši so valovi, večja je sposobnost proizvajanja energije. Grobo navpično gibanje oceanskih valov vsebuje veliko količino kinetične energije, ki jo zajamejo valovne energijske tehnologije. Valovna energija se običajno izkorišča z dvema sistemoma, in sicer izven obale in na obalnih sistemih. Morski sistemi delujejo v globoki vodi in uporabljajo črpalke ali cevi za zbiranje energije z vrtljivimi turbinami. Na drugi strani so obalni sistemi zgrajeni vzdolž obalnih linij in pridobivajo energijo iz loma valov. Ena od prednosti valovne energije je, da je obnovljiva in trajnostna, saj se bodo valovi vedno umivali na kopno, odvisno od vremenskih razmer in najverjetneje se ne bodo ustavili za daljše časovno obdobje. Poleg tega, ker teh pogosto uporabljenih tehnologij bližnjih skupnosti ne vidijo zlahka, je učinek na estetsko vrednost nizek, zaradi česar so lažje sprejeta tehnologija. Čeprav gre za obnovljiv vir energije, je težko učinkovito pretvoriti to energijo v električno energijo. Izkazalo se je tudi, da je oprema težko razviti in oblikovati tako, da lahko prenese škodo zaradi neviht in korozivnega delovanja okoliške slane vode. Čeprav so mnoge od teh tehnologij stroškovno učinkovite, pa v primerjavi z drugimi sistemi za pridobivanje energije niso tako poceni.

Valovne energijske tehnologije

Do danes obstajajo tri glavne vrste valovnih energijskih tehnologij. Prvi uporablja ploveče ali boje za pridobivanje električne energije iz oceanskih nabrekanj, ki poganjajo hidravlične črpalke. Druga vrsta uporablja nihajni vodni stolpec za pridobivanje električne energije zaradi dviga in padca vode znotraj valjaste gredi. To se običajno naredi na obali. Voda poganja zrak iz jaška, ki v zameno poganja zračno turbino. Tretja vrsta uporablja konični kanal, ki se nahaja na ali na morju. Ta tehnologija koncentrira valove in jih poganja v povišan rezervoar, kjer se moč ustvarja s pomočjo turbine [5].

Izkoriščanje energije plimovanja

Medtem ko imajo vsa obalna območja visoke in nizke plime, je mogoče to energijo izkoristiti in uporabiti za proizvodnjo električne energije le, če je razlika med visokim in nizkim plimovanjem dovolj velika. Glavne vrste energije plimovanja vključujejo 1) kinetično energijo, pridobljeno iz tokov spreminjanja plimovanja in 2) potencialno energijo, pridobljeno s spreminjanjem višine med plimovanjem. Ena od prednosti uporabe plimovanja kot vira energije je ta, da je bolj zanesljiv, saj temelji na gravitacijskem potegu Lune in je tako mogoče napovedati. Čeprav je to mogoče napovedati, je ena od pomanjkljivosti ta, da bo ta vir proizvedel energijo le 6 - 12 ur hkrati in tako zmanjšal dolgotrajno razpoložljivost [4]. Ta vmesna proizvodnja energije ustvarja manj zanesljiv vir energije. Če izkoristite to energijo, lahko motite naravne selitvene poti za morske živali in redne čolne. Turbine, ki se uporabljajo za pridobivanje energije, lahko na tem območju ubijejo veliko rib. Glede na to lahko zmožnost uporabe plimovalne energije kot vira električne energije posledično zmanjša odvisnost od virov pridobivanja premoga, kar bo posledično zmanjšalo količino CO₂ emisije.

Energetske tehnologije plimovanja

Pogosto uporabljene tehnologije za pridobivanje energije plimovanja vključujejo nasipe ali pregrade, ki vsebujejo odprtino po vodnem telesu. Nad sluhovodom so hidro turbine. Ko se plima spreminja, se neenakomerna vodna gladina potisne skozi zapor in napaja turbino [5]. Sčasoma pa so opazili številne učinke na nižji tok tako na obalno črto kot na okoliške morske ekosisteme, kar je povzročilo razvoj številnih novejših in okolju prijaznejših modelov. Sem spadajo plimovanje, plimovanje in podvodne turbine.

Razlika med energijo plimovanja in valovno energijo

Določili smo že, da se plimi in valovi oblikujejo v popolnoma drugačnih pogojih. Plime so vzpon in padec oceana, ki jih povzroči gravitacijski poteg lune in sonca na zemljo, medtem ko so valovi energija vetra, ki se giblje po površini oceana, s čimer je valove veliko lažje meriti v primerjavi z plimi. Plime so v primerjavi z valovi manj opazne in jih najpogosteje opazimo na obrežju, ki vplivajo na količino vidne vode in peska. Valovi na drugi strani pa se vidijo na površini oceana, ki se dviga in pada. Medtem ko moč plimovanja niha dnevno in je moč valovanja bolj vzdržen vir energije, se ne uporablja široko, saj obstaja le majhno število testnih mest po vsem svetu [4]..

Povzetek razlik

Energija plimovanja	Valovna energija
Dovoljen zaradi dviga in padca morske gladine	Vezan iz valov, ki se premikajo po površini oceana
Povzroča ga gravitacijski poteg lune in sonca na Zemljo	Povzroča jih veter
Na intenzivnost vpliva lokacija in lega Zemlje	Na intenzivnost vpliva moč vetra
	Pogosto se imenuje moč valovanja
Vrste energije plimovanja vključujejo kinetično in potencialno energijo	Vrste energij valov vključujejo kinetično energijo
Zapete s pregradami, jezami, plimovalnimi ograjami in plimovalnimi turbinami	Vezni z uporabo morskih in obalnih sistemov
Bolj zanesljiv, saj temelji na gravitacijskem potegu lune in sonca	Manj zanesljiv, saj temelji na vplivu moči vetra na površino vode
Neprekinjen vir energije, ki nastaja približno 6 - 12 ur hkrati	Nenehni vir energije
Lahko prekine selitvene poti ptic in pot za čolne in povzroči poboj velikih rib	Vpliv na okoliška okolja, ekosisteme in skupnosti je majhen
Visoki gradbeni stroški, vendar nizki stroški vzdrževanja	Izjemno visoki zagonski stroški za načrtovanje in razvoj potrebne tehnologije