海浪含有大量能量 源自风,因此海洋表面可以看成是 巨大的风能收集器.
此外, 海洋吸收大量的太阳能,这也有助于洋流和波浪的运动。这种能量以波浪的形式长距离积累,可通过各种技术用于发电,统称为波浪能或波能。
波浪是能量的波浪 由风和太阳热产生,通过海洋表面传输。这种运动涉及水分子的垂直和水平位移。当我们观察波浪的传播时,我们看到水并没有向前移动,而是水分子沿着圆形轨道运动。
在温和的波浪中,靠近表面的水不仅上下移动,而且在波峰处向前移动,在波谷处向后移动,从而使这种能量转化为电能。 水分子描述圆周运动:当波峰接近时,它们上升,随着波峰前进,然后在波峰经过时下降,并退回到波谷。
海面上的这些能量波,也就是波浪, 他们可以行驶数千公里 并储存大量能量,特别是在北大西洋等地区,强风产生的波浪平均每平方米海洋表面的能量潜力高达10千瓦。 这个资源是巨大的。 当考虑到海洋的浩瀚时。
利用波浪能
利用波浪能的技术于 1980 世纪 XNUMX 年代开始研究,此后取得了长足的进步。它专注于将波浪的垂直和水平运动转化为风能或电能。其中 最有活力的领域 为了实施这项技术,我们找到了纬度在 40° 到 60° 之间的地区,这些地区的风会产生具有良好特性的恒定波浪,可供使用。
从这个意义上说,已经开发了一些 先锋项目 在欧洲和其他沿海地区,重点介绍了加那利群岛开发的例子。
目前,波浪能在许多国家得到应用,其中 效果很好 在电力生产方面。例如:
- 在美国每年约 55 TWh 来自波浪运动,占该国能源消耗的 14%。
- 在欧洲,这个数字甚至更高,达到每年280太瓦时。
陆上波浪能蓄能器
在一些有风的地区,例如 贸易风,可以安装水库系统来积聚波浪推动的水。这些水坝必须加高,高于海平面 1,5 至 2 米,以便通过将水释放回海洋来使用传统水力发电涡轮机。
该系统在潮汐不会明显干扰水库运行的地区是可行的。此外,在波浪特别强的地区,可以在海上建造混凝土块, 集中波前的能量 在相对较小的区域内,这将增加系统的能量潜力。
使用波动
利用波浪运动的最著名的技术之一是 振荡水柱 (OWC)。该系统由一个包围水柱的结构组成,水柱中随着波浪的向上运动而产生气压。这些空气被迫通过涡轮机以产生能量。该系统还在波浪下降时的低潮阶段工作,从而实现电力生产的连续性。
该领域的一个成功例子是 凯美舰 由日本政府和国际能源署联合开发的压缩空气涡轮机提供动力。
创新天才
有多种装置可以将波的运动转化为能量。一些例子包括:
- 卡克雷尔木筏:一种铰接筏系统,利用波浪的运动为液压泵提供动力。
- 咸鸭:由一系列随波浪振荡的椭圆形物体组成,每个椭圆形物体都驱动发电机。
- 兰开斯特大学安全气囊:一根橡胶管,随着波浪压缩空气以驱动涡轮机。
各种技术解决方案不断被开发出来,以利用波浪的向上和向下运动。
波浪能的优缺点
波浪能具有巨大的优势,例如:
- 可再生且取之不尽用之不竭:利用海洋中始终存在的资源。
- 环境影响低,但在某些实施土地积累制度的情况下除外。
- 可以集成到 沿海基础设施 已经存在。
但它也有缺点:
- 陆地上或近岸的安装可能具有很强的 视觉和环境影响.
- 这是不可预测的 准确地说,因为波浪取决于当时的天气条件。
- 系统面 技术复杂性 以及由于海洋环境条件恶劣而导致的操作问题。
简而言之,波浪能呈现出 巨大的潜力 并正在不断取得进展,以克服大规模实施中仍然存在的挑战。