Волновые электростанции: принцип работы, плюсы и минусы

принцип работы, плюсы и минусы

Волновая электростанция — это электрическая станция, которая располагается в водной природной среде с целью получения электроэнергии из кинетической энергии водных масс. Океаны обладают колоссальной энергией, но человек пока только начинает ее осваивать. Именно эту задачу и выполняют волновые электростанции.

Принцип работы

Содержание статьи

Принцип работы волновой электростанции основан на преобразовании кинетической энергии волн в электрическую. Существует несколько способов устройства подобных станций различных по принципу работы и конструкции.

  1. Принцип «осциллирующего водяного столба». В этом конструктивном варианте волны,
    осуществляя толчковые движения, заполняют собой специально изготовленные камеры, в которых содержатся воздушные массы. Воздух сжимается, создается избыточное давление, под действием которого он поступает на турбину, вращая ее лопастные механизмы. Вращательное движение турбины передается на генератор, который вырабатывает электрический ток.
  2. Принцип «колеблющегося тела». На принципе «колеблющегося тела» работают разнообразные буи, «морские змеи» и др. В этом варианте конструкции несколько секций соединяются в конвертер, между которыми на подвижных платформах монтируются гидравлические поршни. К поршню (группе поршней) подсоединён гидравлический двигатель, он приводит во вращательное движение электрический генератор. Под раскачивающимся действием волн конвертер приводит в движение поршни, а они, в свою очередь, приводят в работу гидравлический двигатель и соответственно генератор.
  3. Установка с «искусственным атоллом». Это бетонное сооружение состоит из корпуса, на которомразмещается поверхность для наката волн. В средней части располагается накопительный резервуар (бассейн). Из него через приёмное отверстие вода поступает на гидротурбину. Генератор устанавливается в верхней части сооружения. Для поднятия воды в бассейн, который расположен выше уровня моря, используют эффект «набегания волны» на специальную наклонную поверхность.

Волновые электростанции в России

В России, как и во всех странах, имеющих выход к морскому побережью, после многих лет затишья, возвращается интерес к источникам энергии, способным восстанавливаться, к ним относятся и волновые электростанции.

Первая в нашей стране электростанция, основанная на преобразовании энергии волн, построена в 2014 году на Дальнем Востоке в Приморском крае на полуострове Гамова. Это универсальная станция, она способна преобразовывать не только энергию направленных водных масс, но и энергию природных приливов и отливов.

Профильные министерства нашей страны, совместно с руководством государства разработали план развития зеленой энергетики до 2020 года, в соответствии с которым альтернативные энергетические источники будут составлять до 5% от общего количества вырабатываемого электричества в стране. Этим планом предусмотрено и дальнейшее развитие волновых электрических станций.

Волновые электростанции в мире

Первая в мире электростанция на волнах появилась в 1985 году в Норвегии, ее мощность составляла 500 кВт.

Первой в мире промышленной электрической станцией, использующей энергию волн для производства электрической энергии, принято считать Oceanlinx в Австралии. Она начала своё функционирование в 2005 году, потом была произведена ее реконструкция, и в 2009 году станция заработала вновь. Работа станции основана на принципе «осциллирующего водяного столба». Мощность установки сейчас составляет 450 кВт.

Первая коммерческая волновая электростанция начала работу в 2008 году в Агусадоре, Португалия. Это установка-пионер, которая использует непосредственно механическую энергию волны. Работа станции основана на принципе «колеблющегося тела». Разработала проект английская компания Pelamis Wave Power, мощность станции составила 2,3 МВт, и есть возможность увеличения мощности путем монтирования дополнительных секций.

В Великобритании построили самую большую в мире волновую электростанцию Wave Hub, она расположена у полуострова Корнуэлла. Электростанция оборудована 4-мя генераторами мощностью по 150 кВт каждый. Работа станции основана на принципе «колеблющегося тела».

Почему это выгодно?

В существующем мире человек все чаще задумывается о необходимости применения возобновляемых источников энергии при получении электроэнергии. Одним из таких вариантов является энергия морских волн. С учетом того, что мировой океан обладает огромным потенциалом, энергией которого можно обеспечить почти 20% от необходимого количества энергопотребления, то и развитие «зеленой»энергетики как нельзя актуально в наше время.

Это можно объяснить следующим причинами:

  1. Природные богатства планеты находятся на грани истощения, запасы традиционных источников энергии: угля, нефти и газа – подходят к концу.
  2. Атомная энергетика из-за своей потенциальной опасности не получила должного распространения.
  3. «Зеленая» энергетика не вредит окружающей среде и является возобновляемой.
  4. Потенциал волновых электростанций оценивается в 2,0 млн. МВт, что сравнимо по мощности с тысячей работающих атомных станций.

Ученые всего мира продолжают работы по совершенствованию способов преобразования энергии волн океана, и перечисленные выше причины являются важным аргументом для продолжения этих изысканий.

Плюсы и минусы использования

У любого агрегата всегда есть положительные и отрицательные аспекты его использования, и именно соотношение этих параметров определяет целесообразность его применения. Волновые электростанции не являются исключением, рассмотрим все за и против использования этого источника энергии.

К плюсам использования можно отнести:

  • Экологическая безопасность установок;
  • Волновые электростанции могут выполнять защитные функции, путем гашения волн вблизи портовых акваторий и прочей береговой линии;
  • Возобновляемый источник энергии;
  • Низкая себестоимость получаемой электроэнергии;
  • Продолжительный срок эксплуатации.

К минусам данного типа электростанций относятся:

  • Малая мощность вырабатываемой энергии;
  • Не стабильный характер работы, вызванный атмосферными явлениями в окружающей среде;
  • Может создавать опасность для хода судов и промышленного лова рыбы.

Приведенные выше «минусы» использования постепенно утрачивают свою актуальность, ученые и конструкторы продолжают свою работу. Разработка новых, более мощных генераторов, позволяет получать большее количество электрической энергии, при тех же исходных параметрах первичной энергии, которой является энергия волн. Решаются задачи по передаче полученной энергии на большие расстояния.

Волновые Электростанции

Волновые электростанции

Морские волны и течения.

Движение вод морей и океанов является одним из самых мощных из доступных источников альтернативной энергии. Наравне с приливами и отливами, волны и течения будоражат умы энергетиков многие годы и заставляют их искать способы эффективного использования этого неисчерпаемого природного ресурса.

Волновая энергия относится к производству электрической энергии от волн, то есть от последовательных волн, порожденных воздействием ветра на поверхность моря и иногда распространяющихся на очень большие расстояния. Существуют разные устройства для использования этой энергии. Многие системы в настоящее время находятся в стадии изучения, некоторые уже находятся на рынке, но ни одна из них не достигла стадии промышленной зрелости.

Предлагаемые технические решения.

Существует огромный перечень решений использования волновой энергии, некоторые из устройств находятся под водой, другие установлены на поверхности, на берегу или в море. Системы захвата энергии варьируются от одного прототипа к другому: захват механической энергии на поверхности (волн, качания, поворотов и хаотичное движение) или под водой (сдвиги или орбитальные движения), захват изменений давления при прохождении волн (изменение высоты воды).

Энергия волн.

Сила волн на поверхности морей и океанов, как и любая другая энергия, может использоваться для полезной работы, в том числе для обеспечения работы электростанций. Энергия волн Мирового океана может удовлетворить до 20% энергетических потребностей человечества. Справедливости ради стоит отметить, что в большей степени сейчас развивается приливная энергетика.

Тем не менее, волновая энергетика представляется исследователям не менее серьёзным направлением альтернативной энергетики. По самым смелым оценкам, волны генерируют порядка 2 ТВт энергии, что в два раза превосходит совокупный объём выработки энергии во всём мире в настоящее время. Привлекательность использования волн заключается в первую очередь в их высокой удельной мощности, которая по своему уровню превышает показатели солнечной и ветровой энергетики. В условиях десятиметровой высоты волн удельная мощность достигает 2 МВт на погонный метр.


Ведущие мировые производители волновых электростанций предлагают устройства с  техническим использованием энергии волн, возможных только в прибрежных зонах, где мощность составляет максимум 75–80 кВт на метр, а средняя высота волн — до двух метров. Впрочем, такой уровень наблюдается в большей части Мирового океана в спокойных погодных условиях. Усреднённый показатель удельной мощности волн в Северном полушарии составляет в пределах 25 кВт на метр. Регионы, наиболее потенциально пригодные для запуска волновых электростанций — это территории с побережьем большой протяжённости и наличием стабильных сильных ветров. В такие зоны входят, в том числе европейское западное побережье, британский север, берега Тихого океана в Северной и Южной Америке, Новой Зеландии и Австралии, а также Южной Африке.

Разработанная российской компанией «Сальмабаш» волновая электростанция заметно отличается от существующих аналогов по характеристикам,  дизайну и генерирующему  устройству. 

Преимущества предлагаемой волновой электростанции:

  •  Волновая электростанция способна заменить волногасители, защищающие береговую линию и прибрежные сооружения от     разрушения;
  •  волновые электрогенераторы малой мощности можно монтировать непосредственно на мостовых опорах, причалах, используя   мощность волн;
  •  Себестоимость производимой энергии наиболее низкая.

ООО «Сальмабаш» предлагает  волновые электростанции как:

  • Стационарные – мощностью от 3 кВт до 1МВт.
  • Мобильные – мощностью от 1 кВт до 500 кВт
  • Портативные – мощностью от 0,3 кВт до 1 кВт

Стационарная волновая электростанция.

 

Мобильная волновая электростанция.

Это новый проект компании ООО «Сальмабаш» по преобразованию энергии океана и морских волн в бесконечный источник электроэнергии с использованием инновационных технологий.

Представленное устройство предназначено для рыбаков, людей отдыхающих в море на кораблях или лодках и т.п., для наблюдения за экологией моря и других целей,  плавает автономно на поверхности моря, океана, герметично и устойчиво к суровым морским условиям, собирает энергию  хаотичного движения морских волн, качания, поворотов и превращает его в полезную мощность. 

Предложенная концепция представляет собой модульную распределенную энергетическую систему, в которой множество таких небольших лодок собирают энергию волн по всей береговой линии. Это означает, что энергия вырабатывается вблизи точки использования, что устраняет необходимость в новой инфраструктуре, такой как строительство линии электропередачи большой мощности или специальных стыковочных сооружений. Лодки накапливают энергию волн с ежедневными поездками в оффшорные места и возвращением обратно в порт для доставки в сеть. 

Это устройство работает в прибрежных районах (примерно в 0,3-2 км от берега) на глубине от 8 до 20 метров. В зависимости от приливных условий оно в основном или полностью погружено и прикреплено к морскому дну. Один блок рассчитан на мощность от 150 кВт до 1000 кВт с коэффициентом мощности 25-50% в зависимости от условий волны на проектной площадке. Технология использования устройств может быть развернута как в единичном варианте, так и в комплексе.

Области применения: оффшорная нефтегазовая отрасль,  другие виды морских объектов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Гарантированная энергетическая автономия

Высокая мощность: до 1 МВт

Система способна производить электроэнергию в условиях очень сильных волн.

Система надежная с небольшим обслуживанием.  

 

Погружная колеблющаяся лопасть.

 

Поворотная система, управляемая орбитальным движением воды при прохождении волн. Эти колебания позволяют приводить в действие механизм вращения  турбины.

В результате применения нашей исследовательской программы автономная платформа средней мощности вырабатывает электроэнергию с помощью инновационной волновой технологии, разработанной ООО «Сальмабаш», являющейся основным источником и фотоэлектрических солнечных панелей в качестве дополнительного источника.

Для соблюдения максимального количества приложений, а также для поддержки наших клиентов в удовлетворении их потребностей, платформа является гибкой для размещения накопителей энергии и встроенных приложений или для экспорта энергии, произведенной внешним подводным или поверхностным потребителем. 

 

Автономные надводныее дроны.

 

Благодаря непрерывному сбору энергии из окружающей среды, дроны волновые могут путешествовать на большие расстояния, удерживать станции и контролировать обширные районы без необходимости дозаправки. Уникальная двухкомпонентная архитектура и лопастная система напрямую преобразуют волновое движение в тягу, а солнечные панели и двигатель обеспечивают электроэнергию для полезной нагрузки датчиков и другие. Это означает, что дроны может путешествовать в отдаленную область, собирать  (и передать) данные и самостоятельно возвращаться на обозначенное место для технического обслуживания.

Микро-Волновая электростанция

Микро-Волновая электростанция мощностью 0,5-1 кВт  состоит из:

-Корпуса (поплавок): из стекловолокна герметичен и устойчив  к суровым морским условиям.

-Генерирующий узел: относятся все технические средства, преобразующие и обеспечивающие передачу энергии волн в электроэнергии.

— Система обнаружения (наблюдения) ЖПС.

Генерирующая часть электростанции, состоящая из двигателя, который собирает хаотичное движение волн и превращает его в полезную мощность.  Аккумулятора и преобразователь  располагается в главном корпусе потребителя  или на дне поплавка. Вырабатываемая электроэнергия передается от генератора потребителю по кабелю. Электростанция комплектуется блоком аккумулирования, который позволяет накапливать электроэнергию в часы минимума потребления и выдавать ее в часы максимума, прибор управления преобразователь и кабель. 

 

Микро-Волновая электростанция.

 

Микро-Волновая электростанция мощностью 0,5-1 кВт  состоит из:

-Корпуса (поплавок): из стекловолокна герметичен и устойчив  к суровым морским условиям.

-Генерирующий узел: относятся все технические средства, преобразующие и обеспечивающие передачу энергии волн в электроэнергии.

— Система обнаружения (наблюдения) ЖПС.

Генерирующая часть электростанции, состоящая из двигателя, который собирает хаотичное движение волн и превращает его в полезную мощность.  Аккумулятора и преобразователь  располагается в главном корпусе потребителя  или на дне поплавка. Вырабатываемая электроэнергия передается от генератора потребителю по кабелю. Электростанция комплектуется блоком аккумулирования, который позволяет накапливать электроэнергию в часы минимума потребления и выдавать ее в часы максимума, прибор управления преобразователь и кабель.  

В России создали прототип волновой электростанции

November 06, 2018 1:41pm

Компания «Прикладные Технологии» сделала прототип поплавковой волновой электростанции (ПВЭС) – установку для преобразования энергии морских волн в электроэнергию – и показала его на форуме «Открытые инновации». Об этом рассказал «Инвест-Форсайту» директор и совладелец компании Сергей Темеев.


  

От зубьев Komatsu до волновой электростанции

ООО «Компания “Прикладные Технологии”» учреждена в 1991 г., принадлежит отцу и сыну Темеевым. 90% – у Александра Темеева, 10% – у его сына Сергея Темеева (данные сервиса Контур.Фокус). Сергей Темеев – кандидат технических наук, закончил Московский авиационный институт. До того как предприниматель сделал волновую электростанцию, он занимался разработкой зубьев для экскаватора японской компании Komatsu, работал по программе Международного технического центра с НИИ «Вектор», НИИ роботехники в Санкт-Петербурге и др. для крупного японского производителя бытовой техники, название которого не раскрывается. Разработка волновой электростанции идет уже почти десять лет. Компания получила за это время около $2 млн инвестиций, в том числе от фонда «Сколково», «Российской венчурной компании» и НТИ «Маринет». Но чтобы завершить проект, нужны еще дополнительные инвестиции в размере $4 млн. В мире около 40 компаний работают над использованием морских волн для получения электроэнергии, но технология «Прикладных Технологий» уникальна.

«Мы впервые в мире создали поплавковую волновую электростанцию, до нас никто такого не делал. Устройство может работать при любой интенсивности и направленности волн, даже на самых небольших волнах поплавок активен. И он способен подстраиваться под любую акваторию», – рассказывает директор компании «Прикладные Технологии» Сергей Темеев.

Компания запатентовала эту технологию.

Принцип работы

Электростанция – это поплавок, сделанный в основном из стали. Поплавок качается на волнах за счет колебательной энергии волны, внутри поплавка на пружине качается груз, в верхней части поплавка стоит электрогенератор, который переводит эти движения в электроэнергию. Электроэнергия по проводам передается потребителям. Чтобы электростанция не уплыла, ее заякоривают на морском дне, прикрепляют к кораблю или, например, нефтяной платформе. Поплавок герметичен, не выбрасывает в окружающую среду никаких вредных веществ и дает экологически чистую электроэнергию. По данным Международного энергетического агентства, потенциальный объем рынка волноэнергетических преобразователей составляет более $800 млрд по всему миру.

 

Мощность, цена и потребители

Поплавки бывают различных размеров и длины. Длина – до 18 метров, диаметр – до 5 метров, мощность одного поплавка может доходить до 50 кВт/ч. Мощность первого прототипа составляла всего 2 кВт/ч.

Поплавковые электростанции могут быть использованы в качестве источников питания для световых и радиомаяков, для аварийной аппаратуры и индивидуального жизнеобеспечения, метеосистем, глобальных и региональных систем связи, навигации, телекоммуникации, для дозаправки беспилотных кораблей и дронов и др. Если собрать несколько поплавков в модули, то мощность вырастет до нескольких мегаватт – такие электростанции могут снабжать электроэнергией целые островные поселки. Если дом на одну семью потребляет в среднем 3 кВт/ч, то один поплавок на 50 кВт/ч способен обеспечить поселок на 16 домов. Цена одного киловатта – $3000. Модуль на 10 кВт/ч будет стоить $30 тыс. по себестоимости. Продажная цена будет зависеть от объема заказов. Поплавковая электростанция может служить 20 лет, то есть примерно как корабли.

По словам Сергея Темеева, интерес к новой электростанции проявляют во многих странах и ведомствах. Так, Военно-морской флот России, министерство по энергетике Великобритании, Pole Mer PACA (французская ассоциация, поддерживающая инновации в судостроении и морских энергетических ресурсах), норвежская компания Runde ЕС, Appolo Capital Groupe (Греция), администрация Курильских островов (Сахалинская область) заинтересованы в приобретении поплавковой электростанции.

    

Источник: if24.ru

Волновая электростанция: виды и принцип работы

Большинство электростанций работают на угле, газе или нефтяных продуктах. Подобная ситуация привела к тому, что природные ресурсы стали заметно уменьшаться. В связи с этим, уже долгое время ведутся исследования, выполняются практические разработки, касающиеся использования альтернативных источников электроэнергии. К настоящему времени внедряются гелиосистемы, ветряные электростанции и другие установки. Среди них особое место занимает волновая электростанция, использующая огромные запасы энергии морей и океанов.

Как работают волновые электростанции

Вся работа волновых электростанций основывается на кинетической энергии движущихся масс морской и океанской воды.

Преобразование может выполняться в нескольких вариантах:

  • Волна проходит сквозь пустую камеру, выталкивает из нее воздух, под действием которого начинается вращение турбины. Далее вращательное движение передается генератору.
  • Волна пропускается через большую трубу с установленными в ней лопастями. Они начинают вращаться и приводят в действие генератор.
  • «Колеблющееся тело». Данный вариант предусматривает соединение нескольких плавающих секций в общий конвертер. Между ними устанавливаются подвижные платформы с гидравлическими поршнями. Затем один или несколько поршней соединяются с гидравлическим двигателем, обеспечивающим движение электрического генератора. Волны раскачивают и последовательно приводят в движение всю систему.
  • «Искусственный атолл». Представляет собой сооружение из бетона с поверхностью, на которую накатываются волны. Его средняя часть отведена для накопительного резервуара, расположенного выше уровня моря. Вода поднимается в бассейн по специальной наклонной поверхности за счет эффекта набегающей волны. Далее, через отверстие водяной поток попадает на турбину и вращает лопасти.

Во всех случаях используется энергия движущейся водяной массы. Поток регулируется таким образом, чтобы его движение через турбину происходило в одном направлении. В случае необходимости скорость воздушного потока можно увеличить путем снижения диаметра проходной трубы. Частота вращения турбины возрастет даже при незначительной скорости движения волн.

Принцип качения в работе ВЭС

Принцип качения, используемый в работе волновых электростанций, следует рассмотреть более подробно. Большинство подобных сооружений работают на основе энергии, возникающей при поверхностном качении волн. Именно они осуществляют раскачивание специальных преобразователей, изготовленных в виде поплавков и способных отслеживать профиль волны. Подобные конструкции выпускаются в нескольких вариантах:

Первый вариант представляет собой цепочку с большим количеством поплавков, установленных на общий вал. Из-за своей конфигурации конструкция получила название «Утка» Солтера. Для эффективной работы станции их требуется от 20 до 30 единиц. Каждый из поплавков и является так называемой «уткой», разработанной инженером Солтером.

Действие такой электростанции осуществляется в следующем порядке:

  • Под влиянием волн поплавки двигаются, но под собственным весом они приходят в первоначальное состояние.
  • Подобные колебания вызывают движение насосов, установленных внутри вала. Внутри них находится предварительно залитая вода.
  • Турбины, расположенные между поплавками, приходят в действие, после чего начинается выработка электроэнергии, передаваемой на берег по проложенному кабелю.

Подобные системы уже используются на практике. Их средняя мощность находится в пределах 45 тысяч кВт. Общая длина вала составляет 1,2 км, количество поплавков разное – от 20 до 30 шт. Диаметр каждого – 15 м.

Другой вариант получил название «морских змеев», изготовленных в виде секций цилиндрической формы и соединенных друг с другом шарнирами. Сооружение погружено в воду и находится в полузатопленном положении.

Выработка электроэнергии происходит следующим образом:

  • Колебания волн приводят к изгибу конструкции.
  • В местах соединений располагаются гидравлические поршни. Изгиб цилиндра приводит их в движение, после чего начинается перекачивание масла через движители, соединенные с генераторами.
  • Начинается выработка электрического тока, передаваемого на берег по кабелю, проложенному на дне.

Одна система объединяет сразу несколько конструкций, поэтому их общая мощность может достигать показателя более 21 МВт.

Еще одна волновая электростанция представлена так называемым контурным плотом Коккереля. В данной конструкции секции также перемещаются относительно друг друга, а соединение осуществляется с помощью шарниров. Возникающие колебания передаются насосам, соединенным с генераторами. Длина сооружения составляет 100 м, ширина – 50 м и высота – 10 м. Всего в конструкцию входит три секции, производящие мощность 2 тысячи кВт.

Волновые электростанции России и других стран

Наша страна имеет протяженную береговую линию, а многие места пригодны для установки таких сооружений. Поэтому российские инженеры ведут активные разработки в области волновых электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии.

Первое сооружение подобного типа уже построено на полуострове Гамова Приморского края, географически расположенного на Дальнем Востоке. Данная станция считается универсальной, поскольку кроме энергии направленных волн, она способна преобразовывать и использовать в работе энергию, заключенную в приливах и отливах. Установка признана перспективной, дающей толчок дальнейшему развитию волновых электростанций.

Если рассматривать установки других государств, то самое первое сооружение в мире, использующее энергию волн, появилось в Норвегии в 1985 году. Это была экспериментальная конструкция мощностью всего 500 кВт. Промышленный вариант был сооружен в Австралии в 2005 году. Это станция Oceanlinx, мощность которой после реконструкции 2009 года достигает 450 кВт.

Первая установка, построенная на коммерческой основе, появилась в португальском городе Агусадоре в 2008 году. Данная установка работает на принципе колеблющегося тела, непосредственно используя механическую энергию волн. Ее мощность достигла 2,3 МВт и этот показатель может быть увеличен за счет дополнительных конструктивных элементов.

Выгодно ли использовать энергию волн

Энергия волн считается возобновляемой, к тому же огромный потенциал океана может дать около 20% от всей потребной электроэнергии. Развитие этого направления выгодно со всех сторон, поскольку природные ресурсы начинают активно истощаться, а уголь, нефть и газ рано или поздно закончатся.

Атомная энергетика не сможет решить всех будущих проблем. В связи с потенциальной опасностью и отсутствием гарантированной защиты, АЭС развиваются не так активно, как это необходимо.

К положительным качествам ВЭС можно отнести следующие:

  • Безопасная продолжительная эксплуатация без нарушений экологии.
  • Станции заодно гасят волны возле портов и берегов, выполняя функции защиты.
  • Волны являются возобновляемым источником энергии.
  • Низкая себестоимость полученной электроэнергии.

Минусами волновых установок считаются:

  • Небольшая мощность большинства установок.
  • Отсутствие стабильности в работе под влиянием погоды и природных условий.
  • Возможная опасность для рыболовецких и других судов.

Волновые электростанции — развития зеленой электроэнергетики в России

Запросить цену

Министерство энергетики разработало план развития зеленой электроэнергетики к 2020 году. Доля электроэнергии от альтернативных источников электроэнергии должна достигнуть 4,5% от общего количества энергии, вырабатываемой в стране. Однако по оценкам экспертов такое количество электроэнергии от возобновляемых источников стране просто не нужно. Общее мнение в этой области — развивать выработку электроэнергии за счет возобновляемых источников нужно, но очень дорого. Наличие в России огромного количества дешевых углеводородов делает нерентабельными все остальные источники при больших объемах потребления электроэнергии.

Отработанные технологии проверены временем, освоены до мелочей и заменить их на что-то новое довольно проблематично и накладно. Однако использование альтернативных источников возможно в малозаселенных районах Приморья, территорий Дальнего Востока, побережья Северного Ледовитого океана. Принятые программы развития этих территорий при осуществлении могут потребовать значительных затрат на электрификацию и выходом может стать использование возобновляемых источников. В этом плане интересны разработки электростанций, использующих энергию морских волн. Суммарная энергия движения волн на морских просторах в приблизительных оценках составляет более 2 миллионов Мвт. По заявлениям разработчиков израильской компании SDE, их оборудование позволяет преобразовывать силу морского прибоя в электроэнергию со стоимостью 2 цента за киловатт/час. Достоверность таких заявлений можно оставить на совести их сделавших, тем не менее в Австралии планируется строительство еще одной электростанции, использующей силу волн.

В России также разработаны и испытаны подобные устройства. Экспериментальная эксплуатация происходила в Приморье, в одной из экспериментальных станций института им В. И. Ильчева под курированием Дальневосточного отделения Российской академии наук. Станция находится в Хасанском районе, бухта Витязь. По результатам испытаний было сделано заключение о высокой перспективности использования установок подобного типа. Однако отмечались недостатки разработанной конструкции, в частности, низкая прочность механических частей, зафиксированы изгибы от ударов волн. Также обсуждалась проблема обеспечения безопасного движения судов в темное время суток и при плохих погодных условиях. Среди положительных факторов отмечалась защита береговой линии от размывания, то есть элементы конструкции могут служить, как волнорезы. Возможно, данные разработки в свете плана Минэнерго и программы освоения малозаселенных территорий выйдут из экспериментальной стадии и станут реальностью. Хотя при всех положительных нынешних и предполагаемых будущих выгодах подобных проектов на данный момент они все еще намного дороже традиционных.

Рекомендуемые статьи

  • Томскнефть запускает беспилотники для контроля трасс трубопроводов

    Руководство нефтедобывающего предприятия «Томскнефть» приняло решение о применении беспилотных летательных аппаратов, созданных специалистами компании ZALA AERO (г. Ижевск), являющейся лидером в данной отрасли. Этот вариант был признан лучшим для получения возможности качественного контроля подведомственных объектов нефтегазодобычи и трасс трубопроводов. Эти сведения были получены от начальника управления по эксплуатации…

  • Виды газгольдеров

      Резервуары различной емкости для размещения газов и газовых смесей получили названия газгольдеры. В них закачивается для хранения природный, нефтяной сжиженный газ и другие виды газов и смесей. Они являются важнейшей частью автономной системы снабжения газом частных домов, коттеджей, дач. Рис.1. Газгольдер подземный для питания газовых приборов и агрегатов.               Функции, выполняемые…

  • Какие металлоконструкции пользуются спросом

    Использование металлоконструкций в современном мире настолько велико, что трудно найти отрасль, в которой они не применяются. Конструкции из металла являются основой любого производства в промышленности и часто востребованы в сельскохозяйственных направлениях. Производственное объединение ООО «Ремстоймаш», расположенное в городе Курган, имеет богатый опыт в производстве конструкций из металла любой сложности. Свою…

  • Основные методы монтажа резервуаров

    В современной промышленности принято выделять 4 основных метода возведения наземных резервуаров, каждый из которых имеет как свои преимущества, так и недостатки. 1. Рулонный метод В основе рулонного метода лежит процесс использования листового проката, из которого изготавливается боковая оболочка и днище резервуара. Крыша также изготавливается из высококачественных листов стали. Основными преимуществами метода являются: …

Новая волновая электростанция — Энергетика и промышленность России — № 20 (160) октябрь 2010 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 20 (160) октябрь 2010 года

В природе эта энергия представлена в наиболее сконцентрированном виде (например, среднегодовые показатели энергии на один метр волнового фронта Северного моря – 90 кВт, Черного моря – 40 кВт).

Киевская научно-производственная фирма «Крок-1» (официальный корпоративный поставщик услуг по ремонту технологического оборудования атомных электростанций Украины) разработала, изготовила и испытала конструкцию принципиально новой волновой электростанции.

Волновые электростанции (ВЭС) предназначены для преобразования энергии морских волн в условиях открытого моря в электроэнергию, которой обеспечивают автономные и береговые объекты (островные поселения, буровые платформы, плавсредства, гостиничные комплексы, различные производства и т. п.).

ВЭС устанавливаются в определенном порядке вдоль всего побережья и являются при этом волнозащитными сооружениями для береговой линии.

Перспективы Змеиного острова

Возможность реализации проекта авторы показали на примере острова Змеиный, расположенного в юго-западной части Черного моря на расстоянии 20 миль от устья Дуная и 80 миль от Одессы (общая площадь острова – 20,5 гектара).

Проект предусматривает в первую очередь строительство в акватории острова пилотного модуля волновой электростанции мощностью 500 кВт с последующим строительством многомодульной ВЭС мощностью в 2‑3 МВт для обеспечения развивающейся инфраструктуры острова и его защиты от разрушения.

В дальнейшем предусматривается строительство ВЭС различной мощности для обеспечения работы объектов на континентальном шельфе и в прибрежной полосе.

Волновая электростанция устанавливается на расстоянии от берега так, чтобы глубина в месте установки была не менее 25 метров. Станция соединяется с потребителем электроэнергии электрическим кабелем. Управление ВЭС производится с береговой подстанции.

При этом для строительства не требуется отвод земельных участков, а береговая подстанция располагается на территории объекта потребления. ВЭС не создают негативного воздействия на окружающую среду и производят дешевую, экологически чистую электроэнергию.

Энергетический потенциал

Малая площадь острова Змеиный позволяет предположить, что при незначительном удалении от берега (200‑300 метров) ВЭС будет работать в условиях открытого моря.

Предварительную оценку энергетического потенциала акватории острова можно сделать на основании данных российской системы ЕСИМО (Единая государственная система информации об обстановке в мировом океане). Здесь в электронном атласе «Климат Черного моря» содержатся сведения о климатических характеристиках морской среды. Они подготовлены на основе данных гидрометеорологических наблюдений, накопленных за многолетний временной период.

Эти данные были введены, как исходные, в «Программу расчета параметров энергопоглощающего элемента волновой электростанции с учетом энергетических параметров морских волн», разработанную специалистами НПФ «Крок-1» и украинского Национального авиационного университета.

На основании проведенных расчетов авторы выяснили оптимальные, с точки зрения эффективности использования установочной мощности, параметры ВЭС для акватории Черного моря:
• длина – 60 метров
• ширина – 120 метров
• радиус рабочего элемента – 2 метра
• количество рабочих элементов – 16 штук
• установочная мощность – 2000 кВт.

Для такой электростанции среднегодовой коэффициент использования установочной мощности будет составлять около 0,5. Она не только позволит получать дешевую электроэнергию, но и защитит берег от разрушающего воздействия волн.

Утка Солтера

В настоящее время в волновых электростанциях для преобразования энергии волн применяются преобразователи, отслеживающие профиль волны, использующие колебания водного столба и подводные устройства.

К преобразователям, отслеживающим профиль волны, относится, прежде всего, разработка профессора Эдинбургского университета Стефана Солтера, названная в его честь – «утка Солтера» (техническое название проекта – «Колеблющее крыло»).

Рабочей конструкцией здесь является поплавок («утка»), профиль которого рассчитан по законам гидродинамики. В проекте шотландца предусматривался монтаж большого количества крупных поплавков, последовательно укрепленных на общем валу. Под действием волн поплавки приходят в движение и возвращаются в исходное положение под силой собственного веса. При этом приводятся в действие насосы внутри вала, заполненного специально подготовленной водой. Через систему труб различного диаметра создается разность давления, приводящая в движение турбины, установленные между поплавками и поднятые над поверхностью моря. Вырабатываемая электроэнергия передается по подводному кабелю. Для более эффективного распределения нагрузок на валу следует устанавливать 20‑30 поплавков.

Первоначально Солтером был создан макет узкополосного по частоте устройства. В волновом бассейне оно поглощало до 90 процентов падающей энергии. Первые испытания в условиях, близких к морским, были проведены в мае 1977 года на озере Лох-Несс. Пятидесятиметровая гирлянда из двадцатиметровых «уток» общей массой 16 тонн была спущена на воду и испытывалась в течение четырех месяцев при различных волновых условиях. В декабре того же года эта модель, в 1/10 предполагаемой величины океанского преобразователя, была вновь спущена на воду и дала первый ток. В течение трех зимних месяцев модель первой английской волновой электростанции работала с КПД около 50 процентов.

Дальнейшие разработки Солтера были направлены на то, чтобы обеспечить устройству способность противостоять ударам максимальных волн и создать заякоренную гирлянду преобразователей в виде гибкой линии. Нить из «уток» протяженностью несколько километров предполагалось установить в районе с наиболее интенсивным волнением западнее Гебридских островов. Мощность такой станции должна была составить около 100 МВт.

Серьезными недостатками для «уток Солтера» оказались следующие:
• необходимость передачи медленного колебательного движения на привод генератора
• необходимость снятия мощности с плавающего на значительной глубине устройства большой протяженности
• необходимость, вследствие высокой чувствительности системы к направлению волн, отслеживать изменение их направления для получения высокого КПД преобразования
• большие ударные нагрузки от воздействия максимальных волн
• затруднения при сборке и монтаже из‑за сложности формы «утки».

Плот Коккереля

Другой вариант преобразователей энергии такого типа – контурный плот Коккереля, который был испытан в проливе Солент вблизи города Саутгемптона.

Вариант построения ВЭС по принципу плота Коккереля был реализован в проекте «Волновая ферма» компанией Pelamis Wave Power. Четыре секции устройства, соединенные шарнирно, под воздействием волн изгибаются, что приводит в действие гидроцилиндры, которые перекачивают масло на гидромоторы привода генераторов. Вырабатываемая электроэнергия по кабелю, опущенному на дно, передается на берег.

Лабораторные испытания модели плота в масштабе 1/100 показали, что его эффективность составляет около 45 процентов. Это ниже, чем у «утки» Солтера, но плот привлекает другим достоинством: близость конструкции к традиционным судостроительным.

Преобразователи Pelamis

Необычные волновые электростанции качаются на волнах в пяти километрах от северного побережья Португалии. Гигантские красные конвертеры Pelamis P-750, размером с железнодорожный состав и весом 750 тонн, прозванные «морскими змеями», обеспечивают энергией местных жителей. Идея этой волновой электростанции принадлежит шотландским специалистам из основанной в Эдинбурге фирмы «Океанское энергоснабжение» (Ocean Power Delivery).

Pelamis – полузатопленное сооружение, состоящее из четырех цилиндрических секций, связанных шарнирными соединениями.

Волны заставляют изгибаться плавающую «змею», за счет чего внутри – в местах соединения секций – перемещаются гидравлические поршни, прокачивающие масло через гидравлические двигатели, которые, в свою очередь, вращают электрогенераторы.

Полученное электричество направляется в кабель, опускающийся с поплавка на дно. Несколько таких «змей» могут быть электрически соединены – суммарная мощность подается на берег по одному кабелю. Предполагается, что итоговая мощность португальской волновой станции составит 21 мегаватт. Этого хватит на 15 тысяч домов.

Кроме того, компания «Pelamis Wave Power» планировала разместить аналогичные комплексы близ Оркнейских островов и у побережья Корнуолла.

Недостатки таких преобразователей:
• высокая материалоемкость
• среднегодовой коэффициент использования мощности не более 0,4
• высокий уровень удельных капитальных затрат (около 6000 долларов США за кВт на момент установки первых агрегатов).

Водяной столб

Другой вид волновых установок – с пневматическим преобразователем – использует энергию колеблющегося водяного столба.

Принцип действия здесь таков. При набегании волны на частично погруженную полость, открытую под водой, столб жидкости в полости колеблется, вызывая изменения давления в газе над жидкостью. Полость может быть связана с атмосферой через турбину. Поток регулируется так, чтобы проходить через турбину в одном направлении.

Как вариант – используется турбина Уэльса. Это воздушная турбина низкого давления, имеющая симметричную аэродинамическую поверхность лопаток, позволяющую им вращаться всегда в одну сторону, независимо от направления потока воздуха или жидкости. Достигается это тем, что рабочее тело, попадая на лопатку, разделяется непропорционально – отклонение в одну сторону всегда больше, чем в другую. Принцип работы турбины Уэльса схож с принципом подъема крыла самолета.

Главное преимущество устройств на принципе водяного колеблющегося столба состоит в том, что скорость воздуха перед турбиной может быть значительно увеличена за счет уменьшения проходного сечения канала. Это позволяет сочетать медленное волновое движение с высокочастотным вращением турбины. Кроме того, здесь создается возможность удалить генерирующее устройство из зоны непосредственного воздействия соленой морской воды.

Известны как минимум два примера коммерческого использования устройств на этом принципе –­­
сигнальные буи, внедренные в Японии и в Великобритании.

Более крупное и впервые включенное в энергосеть устройство построено в Тофтестоллене (Норвегия). Здесь водяной столб используется в 500‑киловаттной установке, построенной на краю отвесной скалы.
Кроме того, национальная электрическая лаборатория Великобритании предлагает конструкцию, устанавливаемую непосредственно на морском дне.

Недостатками таких преобразователей являются низкий КПД и большая материалоемкость.

Электростанция Овсянкина

Специалистами фирмы «Крок-1» под руководством В. Овсянкина разработана конструкция волновой электростанции, преобразующей энергию морских волн в условиях открытого моря, которая имеет ряд принципиальных отличий от всех существующих ВЭС.

Прежде всего, ВЭС Овсянкина спроектирована так, что ее рабочие органы (энергопоглощающие элементы) являются частью водной среды, в которой они находятся. Возникающие при прохождении волн относительные перемещения отдельных объемов воды воспринимаются рабочими органами станции посредством гидродинамического напора, что создает крутящий момент на рабочих валах. Этот момент преобразуется и передается трансмиссией на вал генератора.

Конструкция ВЭС запатентована в Украине (патент № 56481) и имеет хорошие перспективы для патентования различных модернизаций конструкции в других странах.

ВЭС имеет модульную конструкцию. На одном километре волнового фронта можно устанавливать до 24 модулей. Они могут быть объединены как в одну ВЭС, так и, например, в 6 ВЭС, каждая из которых состоит из 4 модулей. Целесообразность того или иного решения определяется при разработке конкретного проекта на строительство и учете всех факторов.

Для открытых морей и океанов модули изготавливаются мощностью 1 и 2 МВт, для закрытых морей – до 0,5 МВт.

Рекомендуемая мощность модуля и его размеры для ВЭС рассчитываются по энергетическому потенциалу акватории эксплуатации.

ВЭС соединяется с береговой подстанцией электрическим кабелем.

Надежность работы ВЭС в штормующем море определяется особенностями конструкции: проницаемость для волн и способность погружаться на глубину в зону действия волн расчетных параметров.

Акватория, где предполагается установка ВЭС, должна быть абсолютно открыта волнам, иметь глубину не менее 25 метров и быть максимально приближена к объекту потребления электроэнергии.

При выборе акватории предпочтительны участки моря с большим энергетическим потенциалом и с высокой сезонной продолжительностью среднестатистического волнения.

Преимущества установки

Новая волновая электростанция, как уверяют разработчики, обладает следующими преимуществами:
• высокой эффективностью, определяемой тем, что установка представляет собой гибкую энергопоглощающую систему, которая непрерывно изменяет свои параметры под воздействием набегающих морских волн широкого диапазона длин и амплитуд
• низким уровнем удельных капитальных затрат (3500‑4000 долларов за кВт)
• низкой себестоимостью производимой электроэнергии (0,05‑0,08 доллара за кВт-ч)
• низкой материалоемкостью (до 150 кг/кВт)
• высокой стойкостью в штормовом море
• мобильностью (может быть отбуксирована в любой участок акватории).

Работы по созданию волновой станции проводились НПФ «Крок-1» более двадцати лет. За этот период проведено восемь этапов испытаний макетов станции и опытного образца мощностью 10 кВт (ВЭС-10).

Испытания макетов проводились в волновом бассейне Института гидромеханики НАН Украины, а также в натурных условиях Киевского моря. Результаты испытаний подтвердили работоспособность макетов и позволили получить исходные данные для проектирования опытного образца станции.

На основании результатов испытаний Национальным авиационным университетом (г. Киев) разработана методика расчета параметров энергопоглощающего элемента.

Натурные испытания

Опытный образец ВЭС-10 был изготовлен в 2006 году Киевским судостроительным заводом. Его испытания проводились весной 2007 года на базе Научно-исследовательского центра вооруженных сил Украины «Государственный океанариум» (Севастополь).

После спуска на воду ВЭС-10 была отбуксирована на расстояние 60 метров от пирса. Пункт управления и контроля станции находился на пирсе в автомобиле ГАЗ 66. Он был соединен со станцией силовым кабелем и кабелем управления, которые были проложены по дну акватории. Нагрузка имитировалась реостатами.

Станция ВЭС-10 рассчитана на воздействие волн высотой до 1 метра, поэтому местом испытания была выбрана Казачья бухта, защищенная от волн открытого моря. Глубина в месте установки составляла восемь метров.

За время испытаний в акватории наблюдались волны высотой до 2 метров и периоды полного штиля.

При воздействии волн высотой 0,3‑0,4 метра наблюдалось вращение рабочего вала 4‑5 об/мин, что соответствовало показаниям тахометра на валу генератора 400‑500 оборотов в минуту.

Наиболее эффективной работа ВЭС-10 была при воздействии коротких волн высотой 0,6‑0,7 метра и длиной 2,0‑2,2 метра. при этом обороты рабочего вала находились в пределах 12‑15 оборотов в минуту, а вырабатываемая генератором мощность составила 2‑3 кВт.

По результатам испытаний сделаны следующие выводы. Опытный образец ВЭС-10 показал свою работоспособность в диапазоне расчетных высот волн и выдержал испытания.

Для проектируемых волновых электростанций длина энергопоглощающего элемента должна примерно соответствовать 1‑2 длинам предельных волн расчетного диапазона для конкретной акватории, независимо от мощности станции. Так, для акваторий Черного моря длина энергопоглощающего элемента должна составлять 40‑50 метров.

Также по результатам испытаний были отработаны технические требования на разработку типового проекта модуля волновой станции мощностью 200 кВт для акватории Черного моря. Такой проект был разработан украинским Национальным кораблестроительным университетом (Николаев).

Использование энергии морских волн обеспечит необходимые условия для интенсивного развития разносторонней инфраструктуры о. Змеиный, объектов континентального шельфа и расположенных в прибрежной зоне, при этом позволит сохранить уникальную природную среду Черного моря.

В декабре 2008 года проект по строительству ВЭС был рассмотрен и одобрен ученым советом украинского Государственного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института инновационных технологий в энергетике и энерго­сбережении.

Объем электроэнергии, вырабатываемой ВЭС мощностью 2 МВт за один год, составит более 15000 МВт-ч, что по среднемировым ценам стоит 1,5‑2,0 миллиона долларов.

Волновая электростанция — это… Что такое Волновая электростанция?

Конвертеры волновой энергии Pelamis P-750. Часть волновой электростанции, которая расположена в Португалии.

Волновая электростанция — установка, расположенная в водной среде, целью которой является получение электричества из кинетической энергии волн.

История

  • 1799 год. Первая заявка на патент волновой мельницы. Заявка подана в Париже, Франция.[1]
  • 1880 — 1900 год. Многочисленные попытки использовать энергию волн для получения электричества.[2]
  • 2008 год. Первая волновая электростанция вошла в коммерческую эксплуатацию.[3][4]

Первая волновая электростанция

Первая волновая электростанция расположена в районе Агусадора, Португалия,[3][4] на расстоянии 5 километров от берега.[3] Была официально открыта 23 сентября 2008 года португальским министром экономики.[5] Мощность данной электростанции составляет 2,25 МВт, этого хватает для обеспечения электроэнергией примерно 1600 домов.[3] Первоначально предполагалось, что станция войдёт в эксплуатацию в 2006 году,[6] но развёртывание электростанции произошло на 2 года позже планируемого срока.[3] Проект электростанции принадлежит шотландской компании Pelamis Wave Power, которая в 2005 году заключила контракт с португальской энергетической компанией Enersis на строительство волновой электростанции в Португалии.[6] Стоимость контракта составила 8 миллионов евро.[6]

Параметры электростанции

Электростанция состоит из 3-х устройств[3] под названием Pelamis P-750. Это большие плавающие объекты змеевидного типа, размер каждого:

  • длиной 120 метров,[6]
  • диаметр 3,5 метра,[6]
  • вес 750 тонн.[6]

Мощность одного такого конвертера составляет 750 КВт.[7][8] Удельные характеристики: мощность 1 кВт/тонну и 650 Вт на куб. м конструкции. В электричество превращается примерно 1% энергии волнения. [источник не указан 152 дня]

Устройство и принцип действия

Pelamis P-750 состоит из секций, между секциями закреплены гидравлические поршни. Внутри каждой секции также есть гидравлические двигатели и электрогенераторы. Под воздействием волн конвертеры качаются на поверхности воды, и это заставляет их изгибаться. Движение этих соединений приводит в работу гидравлические поршни, которые, в свою очередь, приводят в движение масло. Масло проходит через гидравлические двигатели. Эти гидравлические двигатели приводят в движение электрические генераторы, которые производят электроэнергию.[6][7]

Перспективы проекта

В дальнейшем планируется добавить к трём существующем конвертерам ещё 25, что увеличит мощность электростанции с 2,25 МВт до 21 МВт.[3][9] Такой мощности хватит для обеспечения электроэнергией 15 000 домов и снизит выбросы углекислого газа на 60 000 тонн в год.[3]

Другие эксплуатирующиеся и строящиеся волновые электростанции

  • В Великобритании строится волновая электростанция Wave Hub мощностью в 20 МВт.[11]

Плюсы и минусы волновой энергетики

Существует проблема, связанная с тем, что при создании волновых электростанций штормовые волны гнут и сминают даже стальные лопасти водяных турбин. Поэтому приходится применять методы искусственного снижения мощности, отбираемой от волн.

Плюсы
  • Волновые электростанции могут выполнять роль волногасителей, защищая порты, гавани и берега от разрушения.
  • Маломощные волновые электрогенераторы некоторых типов могут устанавливаться на стенках причалов, опорах мостов, уменьшая воздействие волн на них.
  • Поскольку удельная мощность волнения на 1-2 порядка превышает удельную мощность ветра, волновая энергетика может оказаться более выгодной, чем ветровая.
Минусы
  • С точки зрения социально-экономических проблем, волновая энергетика (а точнее некоторые типы генераторов) может привести к вытеснению рыбаков из продуктивных рыбопромышленных районов и может представлять опасность для безопасного плавания.[12]

Потенциал энергетики

Потенциал волн, по оценкам на сегодняшний момент, составляет более 2 ТВт.[13] Места с наибольшим потенциалом для волновой энергетики — западное побережье Европы, северное побережье Великобритании и Тихоокеанское побережье Северной, Южной Америки, Австралии и Новой Зеландии, а также побережье Южной Африки,

См. также

Примечания

Ссылки

Мощность волн — Управление энергетической информации США (EIA)

У волн много энергии

Волны образуются, когда ветер дует над поверхностью открытой воды в океанах и озерах. Океанские волны содержат огромную энергию. Теоретический годовой энергетический потенциал волн у берегов США оценивается в 2,64 триллиона киловатт-часов, что эквивалентно примерно 66% производства электроэнергии в США в 2020 году. Западное побережье США и Европы, а также побережья Японии и Новой Зеландии имеют потенциальные места для использования энергии волн.Многие различные методы и технологии для улавливания и преобразования энергии волн в электричество находятся в стадии разработки. Эти методы включают размещение устройств на поверхности воды или непосредственно под ней и крепление устройств на дне океана.

Волновой генератор Pelamis у побережья Португалии

Источник: Программа морских и гидрокинетических технологий, Министерство энергетики США, энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (общественное достояние)

Устройство подводной энергии волн CETO

Источник: Tuscanit, автор Wikimedia Commons (лицензия на бесплатную документацию GNU) (общественное достояние)

Различные способы направить силу волн

Один из способов использовать энергию волн — сгибать или фокусировать волны в узком канале, чтобы увеличить их размер и мощность, а также вращать турбины, вырабатывающие электричество.Волны также могут быть направлены в водосборный бассейн или резервуар, где вода течет к турбине на более низкой высоте, подобно тому, как работает плотина гидроэлектростанции.

Участок волновой энергии

Источник: адаптировано из Национального проекта развития энергетического образования (NEED) (общественное достояние)

База данных морских и гидрокинетических технологий Министерства энергетики США предоставляет информацию о морских и гидрокинетических возобновляемых источниках энергии в Соединенных Штатах и ​​во всем мире.

Последнее обновление: 23 сентября 2021 г.

Почему энергия волн сильно отстала от источника энергии

Инновация

Исследователи уже давно утверждают, что энергия океанских волн может внести большой вклад в качестве возобновляемого источника энергии. Но множество проблем, в том числе сложность разработки устройства для улавливания энергии волн, свели на нет усилия по выработке электроэнергии из моря.

Дэйв Левитан • 28 апреля 2014 г.

Нетрудно представить, как выглядит энергия ветра — к этому моменту мы все видели возвышающиеся турбины, усеивающие ландшафт. То же самое касается солнечной энергии и панелей, которые распространяются по крышам домов по всему миру. Но есть еще одна форма возобновляемой энергии, доступная в огромных количествах, которая на самом деле вообще ничего не напоминает: как выглядит технология энергии волн?

Ветроэнергетика и солнечная энергетика получили широкое распространение за последнее десятилетие или два, поскольку затраты быстро снизились, а угрозы, связанные с изменением климата, ясно показали необходимость отказа от ископаемого топлива.Между тем, многочисленные исследования пришли к выводу, что мощность волн и, в меньшей степени, приливов и отливов может вносить огромный вклад в общую энергетическую картину. Но хотя отрасль добилась замедленного прогресса, эксперты сходятся во мнении, что она по-прежнему отстает от других форм возобновляемых источников энергии на десятилетия, и для того, чтобы хотя бы начать наверстывать упущенное, требуются большие суммы денег и исследования.

Крупная волновая энергетическая установка у побережья Австралии будет использовать этот тип энергетического буя.Ocean Power Technologies, Inc.

В настоящее время не существует промышленных предприятий по производству энергии волн, хотя в 2008 и 2009 годах у побережья Португалии работала небольшая установка. В феврале американский корпоративный гигант Lockheed Martin объявил о создании совместного предприятия для создания крупнейшего в мире проекта по производству энергии волн. установка мощностью 62,5 мегаватт, предназначенная для побережья Австралии , которая будет производить достаточно энергии для 10 000 домов. Шотландия, окруженная бурными водами Атлантики и Северного моря, стала очагом исследований и разработок в области волновой энергии: в прошлом году правительство одобрило установку волновой энергии мощностью 40 мегаватт на Шетландских островах.

Но основной проблемой оказалась сложность использования волновой энергии, что привело к созданию множества конструкций, включая извивающиеся змеевидные аттенюаторы, качающиеся буи и даже устройства, незаметно устанавливаемые на дне океана, которые работают за счет использования разницы в давлении. как волна проходит мимо. Некоторые устройства генерируют электричество на месте и передают его по подводным кабелям на берег, в то время как другие передают механическую энергию волны на сушу, прежде чем превратить ее в электрическую энергию.Какая из этих радикально отличающихся концепций может стать победителем, далеко не ясно.

«Возможно, мы еще даже не изобрели лучшее устройство», — сказал Роберт Трешер, научный сотрудник Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.

С технической точки зрения работать в океане намного сложнее, чем на суше; например, строительство морских ветряных установок, как правило, значительно дороже, чем строительство ветряных электростанций на суше. Соленая вода является враждебной средой для устройств, а сами волны представляют собой сложную задачу для сбора энергии, поскольку они не только катятся мимо устройства, но и качаются вверх и вниз или сходятся со всех сторон в запутанных морях.Это дает заманчивые возможности для захвата энергии, но создает трудности для оптимального проектирования.

«Я хотел бы быть оптимистом, но я не думаю, что реально могу быть оптимистом», — сказал Джордж Хагерман, научный сотрудник Института перспективных исследований Технического университета Вирджинии и участник оценки волновых волн, проведенной Министерством энергетики США. потенциал энергии. «У вас есть все эти проблемы стоимости работы в океане, которые иллюстрирует оффшорный ветер, а затем у вас есть технология преобразования [энергии], которая, кажется, на самом деле никто не остановился на конструкции, которая является прочной, надежной и эффективной. .С ветром вы используете энергию в зависимости от скорости ветра. В волновой энергии у вас есть не только высота волны, но и период волны, так что это становится более сложной проблемой».

Среди экспертов по энергетике волн бытует мнение, что энергия волн находится там, где три десятилетия назад была энергия ветра.

Среди экспертов по энергетике волн постоянно повторяется мысль о том, что энергия волн находится там, где три десятилетия назад была энергия ветра.В то время инженеры еще не определились с оптимальной конструкцией ветряных турбин, но последующие десятилетия исследований привели к созданию очень сложных конструкций турбин. Что касается энергии волн, некоторые исследования проводились после арабского нефтяного эмбарго 1970-х годов, но с тех пор правительственные и коммерческие исследования и разработки в области энергии волн бледнеют по сравнению с ветровой и солнечной энергией.

Как и в случае любого источника энергии, основным препятствием на пути к более широкому внедрению является стоимость. Пока что область волновой энергии заполнена небольшими компаниями, получающими небольшие суммы государственного финансирования, где они могут.По мнению многих экспертов, вероятно, потребуется участие некоторых крупных компаний, таких как GE или Siemens (оба являются крупными производителями ветряных турбин), прежде чем энергия волн действительно начнет работать. Эти компании могут ждать, пока технология разберется, прежде чем инвестировать, что является обычной дилеммой в любой зарождающейся области.

Несмотря на проблемы, присущие среде, отрасль развивается, хотя и медленно. В воде есть несколько небольших волновых ферм и пилотных проектов, в том числе первая в мире волновая ферма Pelamis Wave Power у побережья Северной Португалии.У этой компании запланировано несколько волновых ферм мощностью в мегаватт, в то время как другие, такие как Ocean Power Technologies, продолжают развертывать тестовые устройства для улучшения технологии на основе буев.

Австралийская компания Carnegie Wave планирует ввести в эксплуатацию установку «коммерческого масштаба» недалеко от Перта в конце этого года с использованием полностью погруженного в воду устройства, использующего энергию волн для перекачки воды на берег для преобразования ее в электричество. И есть признаки того, что крупные компании начинают покупать, о чем свидетельствует австралийский проект Lockheed Martin, в котором будет использоваться технология буя, которая вырабатывает электричество за счет подъема и падения волн.

Другая компания, M3 Wave, планирует этим летом установить новое устройство недалеко от побережья Орегона. M3 будет использовать устройство, работающее под давлением, которое будет находиться вне поля зрения на дне океана. Когда волна проходит над ним, воздух внутри устройства под действием изменения давления выталкивается из одной камеры в другую, вращая турбину для выработки электроэнергии.

До сих пор проекты, производящие всего несколько мегаватт, фактически были реализованы, но эксперты говорят, что отрасли не нужно останавливаться на одном устройстве, прежде чем будет достигнут существенный прогресс.

«Я не удивлюсь, если в конце концов мы обнаружим, что будет устройство, которое мы используем в более глубокой воде, и устройство, которое мы используем ближе к берегу», — сказала Белинда Баттен, профессор Университета штата Орегон и директор Северо-западного национального центра морских возобновляемых источников энергии.

Процесс усовершенствования этих технологий продолжается. Европейский центр морской энергии на Оркнейских островах в Шотландии позволяет компаниям подключать свои устройства к существующей инфраструктуре и кабелям, чтобы проверить свои возможности по выработке электроэнергии и выявить проблемы.Баттен сказала, что ее центр, базирующийся в штате Орегон, находится в процессе получения разрешений и одобрения для аналога испытательного центра , который позволит компаниям подключаться к существующей электросети для целей тестирования.

Тихоокеанский Северо-Запад и Аляска, вероятно, будут иметь монополию на проекты первой волны США.

Расположение этих двух полигонов не случайно, так как они расположены в морских районах, известных своими энергетическими волнами.Тихоокеанский Северо-Запад и Аляска, вероятно, будут иметь монополию на первое поколение волновых проектов США, в то время как в Европе Соединенное Королевство, в частности Шотландия, уделяет большое внимание развитию волновой энергии. Правительство Великобритании заявляет, что потенциально страна может получать до 75 процентов своих потребностей в энергии за счет волн и приливов вместе взятых; Между тем, по оценкам Министерства энергетики США, мощность волн в США может генерировать до 1170 тераватт-часов в год, что эквивалентно более чем одной четверти всей энергии США.С. потребление электроэнергии.

Thresher из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии говорит, что первые рынки волновой энергии вполне могут быть в отдаленных местах, таких как Аляска, где энергия стоит дорого из-за зависимости от дорогостоящего импортного топлива, например, дизельного топлива. «Некоторые островные сообщества проявляют интерес, — сказал Трешер.

В связи с тем, что отрасль начинает разрабатывать более крупные проекты и продолжает тестировать множество устройств в поисках лучших конструкций, означает ли это, что энергия волн, наконец, может появиться, как ветер 25 лет назад?

Джейсон Буш, исполнительный директор Oregon Wave Energy Trust — некоммерческой группы, призванной содействовать развитию отрасли, — сказал, что существует слишком много переменных, таких как цена на природный газ или возможное введение налога на выбросы углерода, чтобы применить опыт ветровой или солнечной энергии к другой технологии и периоду времени.

«По моему мнению, самая большая проблема — это отсутствие цен на углерод», — сказал Буш. «Пока мы отказываемся учитывать стоимость парниковых газов, мы играем на неравном игровом поле».

Однако, несмотря на препятствия, он считает, что неуклонный технический прогресс приведет к значительному количеству волновой энергии, подключенной к сети, к 2035 году. жизнеспособным, чтобы иметь несколько в воде, и на пороге коммерческой жизнеспособности», — сказал Буш.«Мы делаем действительно хороший прогресс».


Галерея: Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Более глубокий взгляд на то, как работает волновая технология, и на некоторые проекты, разрабатываемые в Европе.

Как работает энергия волн?

Океанские волны обладают большой энергией, а энергия волн является возобновляемым источником энергии, способным генерировать электричество.

Волновая энергия бесплатна, устойчива, возобновляема и не производит отходов.Следовательно, это может способствовать сокращению нашего углеродного следа.

Существует огромный энергетический потенциал, который можно извлечь из волн и приливов. Тем не менее, ученые, компании и национальные власти еще не поняли, как сделать его жизнеспособным продуктом.

Энергия волн создается движением вверх и вниз плавучих устройств, размещенных на поверхности океана.

Другими словами, ветер производит волны , а затем волны производят энергию.

Когда волны путешествуют по океану, высокотехнологичные устройства улавливают естественные движения океанских течений и волн, чтобы генерировать энергию.

Использование силы волн

Существует три основных метода использования энергии волн и преобразования ее в электричество.

В наиболее распространенной технологии используются буи или поплавковые системы, которые основаны на подъеме и падении волн для приведения в действие гидравлических насосов.

Когда волна движется, они будут изгибаться и изгибаться, когда волны проходят, создавая движение в преобразователе энергии волны, машине, которая преобразует кинетическую энергию в электричество.

Существуют также устройства с колеблющимся водяным столбом, оснащенные вертикальными поршнями, которые используют плавучесть и гравитацию для выработки энергии.

Наконец, конический канал представляет собой установленную на берегу конструкцию, которая направляет и концентрирует волны в приподнятом резервуаре, где гидроэнергетическое устройство преобразует давление в электричество.

В первых двух случаях электричество подается на берег по подводным кабелям перед подачей электроэнергии в сеть.

Коммерческий потенциал энергии волн еще не полностью изучен, потому что преобразование энергии волн в электрическую не так просто, как энергия ветра или солнца.

Недостатками энергии волн являются высокие затраты на производство и установку, сложная логистика технического обслуживания и ремонта, потенциальные угрозы для морской жизни и шумовое загрязнение, связанное с морскими и наземными сооружениями.

Медленный пуск

В 1799 году Пьер-Симон Жирар запатентовал первую в мире концепцию волновой энергии, но первые масштабные прототипы увидели свет лишь двести лет спустя.

В 2000 году на шотландском острове Айлей была установлена ​​первая в мире коммерческая система волновой энергии.

Islay LIMPET (наземный морской передатчик энергии) представлял собой коллектор волновой энергии мощностью 500 кВт, подключенный к национальной энергосистеме. Полностью выведен из эксплуатации в 2018 году.

Текущие испытания, фермы и коммерческие установки расположены на Гавайях (Azura Wave и BOLT Lifesaver), Швеции (Sotenäs), Испании (электростанция Mutriku Wave), Израиле (электростанция SDE Sea Wave) и Греции (SINN Power). .

Тем не менее, большинство проектов все еще находятся на экспериментальной стадии. Будет справедливо сказать, что с прагматической точки зрения энергия волн все еще находится в зачаточном состоянии по сравнению с энергией ветра, солнечной энергией и другими устойчивыми и возобновляемыми источниками энергии.

Сегодня мощность, получаемая за счет использования энергии морских волн, по-прежнему минимальна, а общая мощность составляет менее 15 МВт.

Районами земного шара с самым высоким потенциалом волновой энергии являются Северная Атлантика, Северная часть Тихого океана и Южный океан.

Пять основных тенденций, влияющих на сектор в 2019 году

Бесплатный отчет

Узнайте о перспективах использования возобновляемых источников энергии в Марокко

В своей новой стратегии по снижению выбросов парниковых газов (ПГ) до 2050 года, представленной в Организацию Объединенных Наций (ООН), Министерство энергетического перехода и устойчивого развития (MEM) Марокко предложило увеличить долю возобновляемых мощностей в общей установленной мощности страны. смесь мощности до 80%. Марокко в настоящее время стремится увеличить долю возобновляемых источников энергии в общей мощности до 52% к 2030 году. В новой стратегии планируется увеличить долю возобновляемых источников энергии до 70% к 2040 году и 80% к 2050 году. Экспертный анализ GlobalData посвящен текущему состоянию и потенциальному росту рынка возобновляемых источников энергии в Марокко. Мы покрываем:
  • Цель на 2020 год по сравнению с тем, что было достигнуто
  • Цель на 2030 год и текущий прогресс
  • Энергетическая стратегия до 2050 
  • Зеленый водород
  • Прогнозы на будущее  
Загрузите полный отчет, чтобы согласовать свои стратегии для достижения успеха и опередить конкурентов. от GlobalData Введите свои данные здесь, чтобы получить бесплатный отчет.

Пожалуйста, введите рабочий/рабочий адрес электронной почты

Страна United KingdomUnited StatesAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика TheCook IslandsCosta RicaCote D «ivoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland (Мальвинские) острова Фарерские IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-bissauGuyanaHaitiHeard острова и острова МакДональд Святой Престол (город-государство Ватикан) ГондурасГонконгВенгрияИсландияИндияИндонезияИран Исламская Республика ИракИрландияОстров МэнИзраильИталияЯмайкаЯпонияДжерсиЙорданияКазахстанКенияКирибатиКорея, Народно-Демократическая Республика Республика Корея, Республика Кувейт, Кыргызстан, Лаосская Народно-Демократическая Республика ЛатвияЛиванЛесотоЛиберияЛивийская Арабская ДжамахирияЛихтенштейнЛитваЛюксембургМакаоМакедония, бывшая Югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinian край, OccupiedPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и Гренадины СамоаСан-МариноСан-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСербияСейшельские островаСьерра-ЛеонеСингапурСловакияСловенияСоломоновы островаСомалиЮжная АфрикаЮжная Джорджия и Юг Сандвичевы островаИспанияШри-ЛанкаСуданСуринамШпицберген и Ян-МайенСвазилендШвецияШвейцарияСирийская Арабская РеспубликаТайвань, провинция КитаяТаджикистанТанзания, Объединенная Республика ТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанОстрова Теркс и КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыМалые Соединенные Штаты островаУругвайУзбекистанВануатуВенесуэлаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, Ю.С.Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве Требуется проверка Загрузить бесплатный отчет

Нажимая кнопку «Загрузить бесплатный отчет», вы принимаете положения и условия и подтверждаете, что ваши данные будут использоваться в соответствии с политикой конфиденциальности GlobalData

. Загружая этот отчет, вы подтверждаете, что мы можем передавать вашу информацию нашим официальные партнеры/спонсоры, которые могут обращаться к вам напрямую с информацией о своих продуктах и ​​услугах.

Посетите нашу политику конфиденциальности для получения дополнительной информации о наших услугах, о том, как мы можем использовать, обрабатывать и передавать ваши личные данные, включая информацию о ваших правах в отношении ваших личных данных и о том, как вы можете отказаться от подписки на будущие маркетинговые сообщения. Наши услуги предназначены для корпоративных подписчиков, и вы гарантируете, что предоставленный адрес электронной почты является вашим корпоративным адресом электронной почты.

Спасибо. Чтобы загрузить отчет, проверьте свою электронную почту.

Теоретически энергия волн может стать частью мирового энергетического баланса. По оценкам Управления энергетической информации, на энергию волн могло приходиться 66% от общего объема производства электроэнергии в США в 2017 году.

Традиционно рынок базировался в Европе, но сейчас начинают утвердиться такие страны, как Австралия, Китай и США.Небольшие острова в Карибском море и в других местах также используют энергию волн для замены ископаемого топлива.

Каковы последние тенденции в волновой энергии? Power-technology.com анализирует пять текущих тенденций в отрасли.

Показатели ворот сцены

Stage gate metrics — это система, позволяющая межотраслевое международное утверждение метрик. Это гарантирует, что независимо от того, где вы находитесь в мире, у всех будет одинаковое понимание того, что является успешным в волновой энергии.Показатели Stage Gate значительно облегчают глобальные сравнения, помогая разработчикам волновых технологий выходить на новые рынки.

Компания Wave Energy Scotland изложила три причины, по которым метрики поэтапных ворот полезны. Они позволяют сравнивать различные схемы поддержки, избегая дублирования финансирования. Показатели также поощряют международное сотрудничество и стандартизируют критерии успеха в области энергетики океана.

Силовые преобразователи с качающимся телом

Одной из ключевых проблем, стоящих перед волновой энергией, является борьба с силой океанов и ущербом, который могут нанести продукты.Компании по производству энергии волн начали разрабатывать новые конструкции для борьбы с этим и повышения производительности.

Устройство «Пингвин» финской компании Wello Oy является одной из таких разработок. Penguin свободно закреплен на морском дне на глубине 50 м, при этом 2 м видны над поверхностью воды. Он работает за счет движения корпуса асимметричной формы, который катится и вздымается с каждой волной, приводя в действие генератор и вырабатывая электричество.

Устройство весит 1600 тонн и имеет длину 30 метров, но Wello заявляет, что Penguin «незаметен и не мешает работе».

Волновой дракон — изобретение Эрика Фриис-Мадсена, выполненное в виде изогнутой рампы, по которой поднимаются набегающие волны. За пандусом находится резервуар, в котором собирается вода, из которой извлекается энергия, а вода сливается из резервуара обратно в море с помощью гидротурбин.

Количество производимой энергии больше, чем у обычных конструкций из-за «длинных отражающих крыльев» по ​​обеим сторонам резервуара, которые направляют воду в рампу.

Волны Карибских островов

Карибский бассейн был описан как «пионер» в развитии волновой энергии.Область, которая традиционно полагалась на ископаемое топливо, теперь все чаще использует энергию волн, чтобы увеличить свою долю возобновляемой энергии.

Бермудские острова приобрели два волновых энергетических парка мощностью 40 МВт у шведской компании Seabase AB, которые будут введены в эксплуатацию к концу 2019 года.

Острова Аруба и Кюрасао также посетила SINN Power в декабре с целью развития волновой энергии для достижения цели островов по 50% возобновляемой генерации к 2020 году.

Микросети: управление электроэнергией на суше и на море

Микросети уже оказали значительное влияние на развитие возобновляемых источников энергии на суше, поэтому неудивительно, что они рассматриваются в качестве потенциальной технологии эксплуатации волновой энергии.

Австралийская компания Carnegie Clean Energy лидирует в использовании микросетей. В настоящее время он работает с Министерством обороны Австралии над тем, что оно называет «первой в мире интегрированной возобновляемой микросетью» у побережья острова Гарден, Западная Австралия.

Энергия волн будет сочетаться с солнечной энергией для питания солнечной фермы мощностью 2 МВт и аккумуляторных систем хранения мощностью 2 МВт для острова. Карнеги также работает с правительством Маврикия над проектом CETO по производству волновой энергии и опреснительной установки.

Работа с другими возобновляемыми источниками энергии

Энергия волн может работать с другими возобновляемыми формами энергии. Как уже упоминалось, проект Garden Island будет включать в себя солнечную ферму и аккумуляторную систему хранения.

У шотландской компании DP Power есть аналогичный волновой проект, который будет сочетаться с энергией ветра. В настоящее время он работает с плавучей электростанцией, которая имеет патент на технологию ветроволновой платформы P80.

Ветроволновая платформа первоначально будет сочетать 8 МВт ветровой энергии с 3.Мощность волны 6 МВт с потенциалом увеличения до 47 МВт.

В настоящее время он находится на стадии разработки, и обе компании считают, что он поступит в продажу в 2021/22 году.

Связанные компании
NUCAP Energy

Инновационная модификация поверхности для улучшения теплопередачи

Бесплатный отчет

Узнайте о перспективах использования возобновляемых источников энергии в Марокко

В своей новой стратегии по снижению выбросов парниковых газов (ПГ) до 2050 года, представленной в Организацию Объединенных Наций (ООН), Министерство энергетического перехода и устойчивого развития (MEM) Марокко предложило увеличить долю возобновляемых мощностей в общей установленной мощности страны. смесь мощности до 80%. Марокко в настоящее время стремится увеличить долю возобновляемых источников энергии в общей мощности до 52% к 2030 году. В новой стратегии планируется увеличить долю возобновляемых источников энергии до 70% к 2040 году и 80% к 2050 году. Экспертный анализ GlobalData посвящен текущему состоянию и потенциальному росту рынка возобновляемых источников энергии в Марокко. Мы покрываем:
  • Цель на 2020 год по сравнению с тем, что было достигнуто
  • Цель на 2030 год и текущий прогресс
  • Энергетическая стратегия до 2050 
  • Зеленый водород
  • Прогнозы на будущее  
Загрузите полный отчет, чтобы согласовать свои стратегии для достижения успеха и опередить конкурентов. от GlobalData Введите свои данные здесь, чтобы получить бесплатный отчет.

Пожалуйста, введите рабочий/рабочий адрес электронной почты

Страна United KingdomUnited StatesAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика TheCook IslandsCosta RicaCote D «ivoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland (Мальвинские) острова Фарерские IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-bissauGuyanaHaitiHeard острова и острова МакДональд Святой Престол (город-государство Ватикан) ГондурасГонконгВенгрияИсландияИндияИндонезияИран Исламская Республика ИракИрландияОстров МэнИзраильИталияЯмайкаЯпонияДжерсиЙорданияКазахстанКенияКирибатиКорея, Народно-Демократическая Республика Республика Корея, Республика Кувейт, Кыргызстан, Лаосская Народно-Демократическая Республика ЛатвияЛиванЛесотоЛиберияЛивийская Арабская ДжамахирияЛихтенштейнЛитваЛюксембургМакаоМакедония, бывшая Югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinian край, OccupiedPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и Гренадины СамоаСан-МариноСан-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСербияСейшельские островаСьерра-ЛеонеСингапурСловакияСловенияСоломоновы островаСомалиЮжная АфрикаЮжная Джорджия и Юг Сандвичевы островаИспанияШри-ЛанкаСуданСуринамШпицберген и Ян-МайенСвазилендШвецияШвейцарияСирийская Арабская РеспубликаТайвань, провинция КитаяТаджикистанТанзания, Объединенная Республика ТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанОстрова Теркс и КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыМалые Соединенные Штаты островаУругвайУзбекистанВануатуВенесуэлаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, Ю.С.Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве Требуется проверка Загрузить бесплатный отчет

Нажимая кнопку «Загрузить бесплатный отчет», вы принимаете положения и условия и подтверждаете, что ваши данные будут использоваться в соответствии с политикой конфиденциальности GlobalData

. Загружая этот отчет, вы подтверждаете, что мы можем передавать вашу информацию нашим официальные партнеры/спонсоры, которые могут обращаться к вам напрямую с информацией о своих продуктах и ​​услугах.

Посетите нашу политику конфиденциальности для получения дополнительной информации о наших услугах, о том, как мы можем использовать, обрабатывать и передавать ваши личные данные, включая информацию о ваших правах в отношении ваших личных данных и о том, как вы можете отказаться от подписки на будущие маркетинговые сообщения. Наши услуги предназначены для корпоративных подписчиков, и вы гарантируете, что предоставленный адрес электронной почты является вашим корпоративным адресом электронной почты.

Спасибо. Чтобы загрузить отчет, проверьте свою электронную почту.

Различные преимущества и недостатки волновой энергии

Энергия волн — это источник энергии, возникающий в результате бесконечного марша волн, когда они накатывают на берег, а затем снова отступают. Люди используют эту силу в прибрежных районах США, Канады, Шотландии и Австралии.Энергия, исходящая от волн в океане, звучит как безграничный и безвредный источник. Но разве он без недостатков? Давайте взглянем.

Источник: Energy.gov

Преимущества энергии волны

1. Возобновляемый

Лучшее в волновой энергии то, что она никогда не иссякнет. Всегда будут волны, разбивающиеся о берега народов вблизи населенных прибрежных районов. Волны отступают от берега, но всегда возвращаются. В отличие от ископаемого топлива, которое в некоторых местах мира заканчивается так же быстро, как люди могут его обнаружить.

В отличие от этанола, продукта из кукурузы, волны не ограничены сезоном. Они не требуют участия человека, чтобы создать свою силу, и на них всегда можно положиться.

2. Экологичность

Кроме того, в отличие от ископаемого топлива, производство электроэнергии с помощью волн не создает вредных побочных продуктов, таких как газ, отходы и загрязнение. Энергия волн может быть передана непосредственно в оборудование, производящее электричество, и использована для питания генераторов и электростанций поблизости. В современном энергетическом мире трудно найти источник чистой энергии.

3. Обильные и широко доступные

Еще одним преимуществом использования этой энергии является ее близость к местам, где ее можно использовать. Многие большие города и гавани находятся рядом с океаном и могут использовать силу волн в своих целях. Прибрежные города, как правило, густонаселены, поэтому многие люди могут привыкнуть к волновым электростанциям.

4. Разнообразие способов использования

Еще одним преимуществом является то, что его можно собрать разными способами. Современные методы сбора варьируются от установленных электростанций с гидротурбинами до морских судов, оснащенных массивными конструкциями, которые закладываются в море для сбора энергии волн.

5. Легко предсказуемый

Самым большим преимуществом энергии волн по сравнению с большинством других альтернативных источников энергии является то, что она легко предсказуема и может быть использована для расчета количества, которое она может произвести. Энергия волн постоянна и оказывается намного лучше, чем другие источники, которые зависят от воздействия ветра или солнца.

6. Меньшая зависимость от зарубежных нефтяных компаний

Зависимость от иностранных компаний в отношении ископаемого топлива может быть уменьшена, если энергия волн может быть извлечена до максимума.Это не только поможет сдержать загрязнение воздуха, но также может обеспечить экологически чистые рабочие места для миллионов людей.

7. Без повреждения земли

В отличие от ископаемого топлива, которое наносит огромный ущерб земле, поскольку оно может оставлять большие дыры при извлечении из них энергии, энергия волн не наносит никакого ущерба земле. Это безопасный, чистый и один из предпочтительных методов извлечения энергии из океана.

8. Надежный

Энергия волн — очень надежный источник энергии. Это потому, что волны почти всегда находятся в движении.Хотя бывают приливы и отливы, всегда остается среднее движение. Таким образом, энергия может использоваться непрерывно. Это факт, что количество энергии, производимой и транспортируемой волнами, меняется от сезона к сезону и от года к году. Однако выработка энергии непрерывна.

9. Можно производить огромное количество энергии

Количество энергии, которую можно получить из волн, просто огромно. Он настолько огромен, что только вдоль берега удельная мощность составляет примерно от 30 до 40 кВт на метр волны.Теперь, когда мы углубляемся в океан, плотность мощности увеличивается примерно до 100 кВт. Это действительно огромно.

10. Использование энергии волн на море

Энергию волн можно использовать и в открытом море. Электростанции, использующие энергию, могут быть размещены в открытом море. Это может помочь решить проблему слишком близкого расположения силовых установок к земле. При размещении электростанций в открытом море увеличивается и энергетический потенциал волн.

Поскольку существует большая гибкость в размещении морских заводов, негативное воздействие на окружающую среду также уменьшается.Единственная возможная проблема с морскими электростанциями заключается в том, что они очень дороги. Но для улучшения состояния окружающей среды важно, чтобы мы попытались сделать этот шаг.

Недостатки волновой энергии

Но подождите, это нечто большее, чем просто источник чистой энергии. У него есть и свои недостатки.

1. Подходит для определенных мест

Самым большим недостатком получения энергии от волн является местоположение. Непосредственную выгоду от этого получат только электростанции и города у океана.Из-за своего источника волновая энергия не является жизнеспособным источником энергии для всех. Странам, не имеющим выхода к морю, и городам, расположенным далеко от моря, приходится искать альтернативные источники энергии, поэтому энергия волн не является экологически чистым энергетическим решением для всех.

2. Воздействие на морскую экосистему

Какой бы чистой ни была энергия волн, она все же создает опасность для некоторых существ, находящихся рядом с ней. Большие машины должны быть размещены рядом и в воде, чтобы собирать энергию волн.

Эти машины воздействуют на морское дно, изменяют среду обитания прибрежных существ (таких как крабы и морские звезды) и создают шум, который мешает морской жизни вокруг них.Существует также опасность того, что токсичные химические вещества, которые используются на платформах волновой энергии, прольются и загрязнят воду рядом с ними.

3. Источник помех для частных и коммерческих судов

Другим недостатком является то, что он мешает коммерческим и частным судам. Электростанции, которые собирают энергию волн, должны быть размещены на побережье, чтобы выполнять свою работу, и они должны быть рядом с городами и другими населенными пунктами, чтобы быть полезными для кого-либо.

Тем не менее, это места, которые являются основными транспортными артериями для грузовых судов, круизных лайнеров, транспортных средств для отдыха и любителей пляжного отдыха.Все эти люди и суда будут уничтожены установкой источника сбора волновой энергии. Это означает, что государственные чиновники и частные компании, желающие инвестировать в источники волновой энергии, должны учитывать и учитывать потребности тех, кого они могут беспокоить.

4. Длина волны

Энергия ветра сильно зависит от длины волны, то есть от скорости волны, длины волны, длины волны и плотности воды. Им требуется постоянный поток мощных волн для создания значительной мощности волн.В некоторых районах наблюдается ненадежное поведение волн, и прогнозирование точной мощности волны становится непредсказуемым, и поэтому ему нельзя доверять как надежному источнику энергии.

5. Слабые характеристики в плохую погоду

Мощность волны значительно снижается в ненастную погоду. Они должны выдерживать непогоду.

6. Шум и визуальное загрязнение

Генераторы энергии волн могут быть неприятны для тех, кто живет недалеко от прибрежных районов. Они выглядят как большие машины, работающие посреди океана и разрушающие красоту океана.Они также генерируют шумовое загрязнение, но шум часто перекрывается шумом волн, который намного больше, чем у волновых генераторов.

7. Издержки производства

Хотя волновая энергия хороша практически со всех сторон, одним из ее важных побочных эффектов является огромная стоимость производства. Производство энергии из волн требует огромной установки. Кроме того, в этих случаях весьма неопределенна продолжительность жизни используемой технологии. Так как волны довольно неопределенные.

Иногда волны могут быть настолько сильными, что могут серьезно и непоправимо повредить оборудование.Стоимость ремонта, как и приобретения такой техники, огромна. Мало того, создание электростанции для использования этой энергии означало бы огромные затраты. Кроме того, просто установить мельницу не получится. Необходимо позаботиться о техническом обслуживании. Все эти затраты действительно очень высоки.

Ничто из этого не означает, что энергия волн не может быть полезной, но те, кто заинтересован в использовании ее для создания энергии, должны смотреть на обе стороны уравнения. Они должны учитывать положительные и отрицательные стороны этого нового источника энергии и учитывать, кого и что они могут беспокоить.Кто знает, что ждет в будущем этот недавно открытый источник энергии.

Будущее волновой энергии очень яркое. Эта форма энергии имеет большой потенциал. При растущей осведомленности масс в отношении возобновляемых и невозобновляемых ресурсов важно, чтобы массы больше склонялись к более устойчивым источникам энергии.

Европа в 2020 году поставила цель включить 20% энергии волн в общее потребление электроэнергии. Как только этот цикл начнется, энергия волн обязательно станет быстро развивающейся отраслью.Он также станет самым востребованным источником устойчивой энергии. По мере того, как его использование увеличивается и становится более распространенным, можно ожидать, что затраты будут нормализованы.

Самое главное, что мы должны помнить, это тот факт, что океаны являются чуть ли не крупнейшим источником энергии. Производство энергии определенно является постоянным и жизнеспособным. Мало того, что, несмотря на затраты, океан является еще и источником абсолютно чистых и возобновляемых источников энергии.

Производство электроэнергии за счет энергии волн и приливов

Общий прогноз

Что такое энергия приливов и волн?

Упомяните о гидроэлектростанциях, и образ, который приходит на ум, — это большая плотина.Сегодняшние проекты гидроэлектростанций выглядят совсем по-другому, хотя концепция та же: преобразование кинетической энергии воды в механическую энергию для привода турбины или насоса.

Проекты приливной энергетики, разрабатываемые сегодня в США, основаны не на плотинах, а на концепции, очень похожей на ветроэнергетику: приливные течения в водных путях вращают лопасти затопленных турбин для выработки электроэнергии.

В проектах по энергетике волн используется одна из наиболее заметных форм энергии — подъем и падение воды.Инженеры разрабатывают широкий спектр систем выработки электроэнергии, используя плавучие или подводные устройства, которые создают электрический сигнал с помощью насосов, плавучих буев или поглотителей. Электроэнергия передается в береговые сети по подводным кабелям.

Воодушевление и надежда — два слова, которые лучше всего описывают состояние производства электроэнергии в США за счет океанских волн и приливов. Хотя это наименее развитый из всех возобновляемых источников энергии, океан может обеспечить 10 процентов энергоснабжения страны.Развитие идет активно, но в настоящее время в США нет коммерческих генерирующих мощностей.

Инженеры используют множество новых подходов к исследованию технологий энергии приливов и волн, но большинство проектов остаются на стадии пилотного проекта и технико-экономического обоснования, поскольку разработчики выясняют, как заставить свои системы выжить в суровых морских условиях.

Барьеры на пути развития включают отсутствие государственной поддержки и субсидий, высокие нормативные барьеры и непомерно высокие затраты. Стимулы для инвестиций и разработки технологий для коммерческого использования улучшаются, но все еще намного ниже, чем для других типов проектов по возобновляемым источникам энергии.

Мощность и прогнозируемый рост

Исследовательский институт электроэнергетики (EPRI) оценивает, что энергия волн и приливов может обеспечить 10 процентов, или 400 ТВтч/год, потребности США в электроэнергии 1 — выход сопоставим с другими системами возобновляемой намного меньше, чем у обычных энергосистем. Из этих 10 процентов потенциальная мощность волн прогнозируется на уровне 6,5 процента, а потенциальная мощность приливов — 3,5 процента от общего спроса в США. 2

Двунаправленная открытая турбина Clean Current

Существующая производительность незначительна, но если федеральное правительство или правительство штата примут политику и финансовые стимулы для стимулирования производства волновой энергии, мощность в США.S. может достичь 120 МВт 3 в ближайшее время.

Несмотря на то, что число проектов, находящихся в стадии разработки, стремительно растет, все они по крайней мере через пять лет станут коммерчески жизнеспособными. Наш обзор показывает, что за последние два года Федеральная комиссия по регулированию энергетики США (FERC) получила более 15 новых заявок и выдала более 30 предварительных разрешений. Ситуация не уникальна для США. Во всем мире существует всего несколько прототипов весов, применимых для коммерческого производства.

Подходящие места ограничены

Турбины Open Hydro, устанавливаемые на морском дне

Сила волн ограничена местами между 40 и 60 градусами широты, где сильные ветры вызывают большие приливы. Орегон, Калифорния и Гавайи обладают наибольшим потенциалом для производства энергии волн. Хотя на Аляске достаточно сильные волны, население немногочисленно. Точно так же в Вашингтоне сильные волны, но ограниченные возможности для передачи электроэнергии с побережья во внутренние центры нагрузки. 4 Потенциал также существует вдоль побережья Новой Англии и Средней Атлантики. 5

Приливная энергия имеет более широкое применение, но разработчикам нужны большие каналы и быстрые течения для промышленных установок приливной энергетики мощностью МВт. Несколько подходящих каналов в США находятся на отдаленных северо-западных островах. Рынок небольших турбин мощностью от 5 до 20 кВт предлагает наилучший потенциал.

Барьеры на пути развития

  • Силовой буй Ocean Power Technologies Стоимость
    Прогнозируемые затраты на электроэнергию в настоящее время примерно в два раза выше, чем у ветровой электроэнергии, и значительно выше, чем в среднем по стране стоимость производства электроэнергии.Первоначальные затраты на инфраструктуру волновых и приливных систем также высоки. Ожидается, что затраты значительно снизятся, поскольку разработчики используют преимущества обучения за счет производства и экономии за счет масштаба.
  • Правительственная политика
    Отсутствие государственной поддержки и субсидий США постоянно упоминается как одно из самых серьезных препятствий для коммерческой жизнеспособности. До недавнего времени финансирование исследований программ волновой и приливной энергетики было незначительным. В отличие от всех других возобновляемых источников энергии, проекты энергии волн и приливов не имеют права на налоговые льготы на производство возобновляемой энергии.
  • Технология
    Хотя технические проблемы сложны, они не являются непреодолимыми. Ученые разбираются в океанографии, но им все еще необходимо нанести на карту и классифицировать области с подходящими волнами и приливами. В настоящее время разрабатывается широкий спектр конструкций, и устройствам энергии волн еще предстоит приблизиться к единственному наилучшему подходу для долгосрочной работы в суровых морских условиях. Все еще накапливаются знания о том, как лучше всего подключиться к сети и сочетать технические знания с коммерческой хваткой.
  • Разрешения регулирующих органов
    Процесс получения разрешений может быть длительным (длится до пяти лет) и сложным, требуя до 25 разрешений на федеральном уровне, уровне штата и на местном уровне. Юрисдикция правительства в отношении систем, установленных на расстоянии от трех до 12 миль от берега, не ясна. В 2007 году FERC ввел упрощенный процесс предварительного разрешения; это открыло разработчикам возможность проводить пилотные испытания прототипов, прежде чем получить полный набор разрешений, необходимых для производства энергии для коммерческого использования.Турбинная установка Verdant Power на острове Рузвельта, Нью-Йорк Турбина Sea Gen компании Marine Current Turbine
  • Воздействие на окружающую среду
    Воздействие волн и приливов на окружающую среду, вероятно, невелико, но в основном неизвестно. Обеспокоенность заинтересованных сторон сосредоточена на нарушении миграции рыб или морских млекопитающих, запутывании морских обитателей в кабелях, а также в помехах кабельных систем коммерческого рыболовства и кабельных системах связи.

Стимулы

Многоточечный поглотитель Wave Star Energy

Финансовые стимулы ограничены.Волновые и приливные энергетические системы еще не имеют права на получение налоговых льгот на производство электроэнергии из возобновляемых источников (PTC), инвестиционных налоговых льгот или пятилетней ускоренной амортизации, которые доступны для других форм возобновляемой энергии. 6

На федеральном уровне Закон об энергетической политике предусматривает общие стимулы для федеральных предприятий по приобретению возобновляемой энергии, но ничего конкретного для энергии волн и приливов. Закон также выделил 250 миллионов долларов на исследования энергии океана и учредил Национальный морской возобновляемый исследовательский, опытно-конструкторский и демонстрационный центр.Системы приливной и волновой энергетики имеют право на льготы по производству возобновляемой энергии, которые предлагают 1,5 цента за произведенный кВтч некоммерческим организациям, разрабатывающим системы возобновляемой энергии.

На уровне штатов Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии в 28 штатах требуют, чтобы определенный процент продаж энергии или установленной мощности поступал из возобновляемых источников, 7 , но конкретных стимулов для энергии волн и приливов не существует.

Разработчики проектов и технологии

Пока еще нет явных лидеров в области проектирования или технологий, и ни одна система не установила долгосрочный рекорд эксплуатации в коммерческом масштабе.Шон О’Нил, президент Ocean Renewable Energy Coalition , торговой ассоциации США по технологиям волн и приливов, отмечает, что «проекты готовы, и грядут большие дела. Министерство энергетики выделяет 7,5 млн долларов разработчикам проектов в в 2008 финансовом году было подано около дюжины заявок на тестовые системы». Некоторые проекты и разработчики с прототипами систем в Северной Америке выделены ниже.

Прилив

В Соединенных Штатах проект Verdant Power по приливной энергии на острове Рузвельт является наиболее многообещающим на сегодняшний день; его шесть турбин мощностью 34 кВт передали 50 МВтч электроэнергии в сеть Нью-Йорка во время испытаний Фазы 2.Осуществляется 3 этап этого демонстрационного проекта.

Преобразователь энергии волн Пеламиса

В настоящее время в США нет других проектов, способных поставлять энергию в сеть. Компания Ocean Renewable Power Company успешно завершила свой демонстрационный проект в Истпорте, штат Мэн, в апреле 2008 г., а окончательные испытания прототипа установки будут завершены летом 2009 г. Компании, разрабатывающие прототипы приливных технологий, перечислены в следующей таблице.

Волна

Океанские течения представляют собой более серьезные инженерные проблемы и более суровые условия, и, как следствие, технология энергии волн менее развита.В настоящее время в Соединенных Штатах нет блоков с продемонстрированной мощностью по выработке электроэнергии.

Некоторые из наиболее многообещающих технологий и разработчиков систем волновой энергии включают:

Ocean Power Technologies в настоящее время работает над проектами прототипов на Гавайях и в Нью-Джерси. В 2007 году Finnavera завершила двухмесячные предварительные испытания своего Aqua Buoy (предложенного для использования в Вашингтоне и Орегоне), но устройство было потеряно в море из-за отказа его насосной системы.

Плюсы и минусы волновой энергии

Океанские волны производят огромное количество энергии — энергии, которую можно использовать в качестве возобновляемого ресурса, известного как энергия волн или энергия приливов.Соединенные Штаты могут генерировать 2,64 трлн киловатт-часов энергии океана, или более половины энергии, вырабатываемой в США в 2020 году. 

Если бы у нас был потенциал для производства более половины электричества в США с помощью волн, что мешает использованию энергии волн?

В этой статье мы более подробно рассмотрим плюсы и минусы энергии волн, а также то, что усложняет внедрение электростанций на энергии волн.

Плюсы и минусы волновой энергии

Плюсы и минусы волновой энергии
Плюсы Минусы
Без выбросов Воздействие на окружающую среду
Возобновляемый Высокие затраты
Энергетический потенциал Масштабируемость
Надежный  

Что такое волновая энергия?

Проще всего представить это так: сила волны приводит в действие подводные турбины, прикрепленные к бую.Затем турбины вращаются под действием силы воды и вырабатывают электричество.

Энергия волн производит электричество, используя естественные силы воды в океане. Волны невероятно мощны, и заводы, использующие энергию волн, используют эту силу, используя шаги, указанные на инфографике ниже.

Буи внизу справа служат системой забора воды. Затем вода устремляется к генератору, оснащенному турбинами или преобразователями волновой энергии (WEC), которые вращаются, когда на них попадает движущаяся вода.Движение WEC — это то, что генерирует электроэнергию. Это электричество затем отправляется в сеть по линиям электропередач.

Гидроэнергетика, с другой стороны, использует поток движущейся воды, чтобы напрямую толкать турбину, которая подключена к генератору и вырабатывает электричество. На самом деле, единственное, что объединяет энергию волн и гидроэнергию, это то, что обе они питаются силами воды.

Узнать больше : Плюсы и минусы гидроэнергетики 

Энергия волн обладает огромным потенциалом, но ее очень сложно использовать из-за природы морской воды — она агрессивна и ее движения часто меняются.

Однако в настоящее время не используются какие-либо крупномасштабные установки по производству волновой энергии. Есть только очень маленькие, которые в основном используются для исследования того, как лучше всего улавливать энергию волн.

Преимущества волновой энергии

1. Нулевые выбросы

По своей природе энергия волн не выделяет парниковых газов при генерации, как это делают ископаемые виды топлива.

Турбины генерируют электричество за счет силы волн, что делает их полностью экологически чистым возобновляемым источником энергии.

Если мы сможем правильно разработать технологию, приливная энергия может стать огромной частью зеленой энергетики, дополняя солнечную энергию, ветряные турбины, геотермальную и гидроэнергетику.

2. Возобновляемый

Как и все альтернативные источники энергии, энергия волн является возобновляемой.

Волны создаются ветром, а ветер возникает из-за неравномерного нагрева поверхности планеты, в основном из-за того, что солнце нагревает разные места с разной скоростью.

Ветер переносит тепловую энергию из одной части планеты в другую, что вызывает образование волн.Поскольку ветер всегда будет существовать, волны всегда будут доступны на поверхности воды для выработки электроэнергии, что делает этот источник возобновляемым.

3. Огромный энергетический потенциал

Количество кинетической энергии, выделяемой волной, огромно — эта энергия затем захватывается преобразователями энергии волн для производства электричества.

Например, средняя 4-футовая 10-секундная волна может выдавать 35 000 лошадиных сил на милю побережья. Океан предоставляет большой потенциал для производства энергии, потому что он постоянно движется и генерирует энергию.

Существует также большой потенциал, поскольку многие страны имеют доступ к океану, который может помочь в питании их электрических сетей.

4. Надежный источник энергии

Волны практически не прерываются и почти всегда находятся в движении. Это делает производство электроэнергии из энергии волн более надежным источником энергии по сравнению с энергией ветра, поскольку ветер не дует постоянно.

Следует отметить, что количество энергии, переносимой волнами, меняется каждый год и от сезона к сезону.Как правило, волны более активны зимой из-за усиления ветра, что связано с более низкими температурами.

Недостатки волновой энергии

1. Воздействие на окружающую среду

Поскольку энергия волн все еще находится в зачаточном состоянии, в основном в исследованиях, нет никаких измерений воздействия на окружающую среду крупномасштабных электростанций на берегу.

Строительство заводов или электрических проводов прямо на пляже может оказаться сложной задачей, потому что это будет неприглядно и может нанести ущерб морской флоре и фауне и окружающим экосистемам.

Местные рыболовные зоны могут быть затронуты, или растения могут привести к усилению береговой коррозии. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы определить истинное воздействие на окружающую среду, которое могут вызвать волновые энергетические установки.

2. Высокие затраты

Энергия волн — это новая энергетическая технология, находящаяся на ранних стадиях развития, что затрудняет расчет стоимости.

Системы энергии волн могут стоить всего 07,5 цента за кВтч, но это будет зависеть от местоположения и затрат на техническое обслуживание.Однако в настоящее время затраты на энергию волн, как правило, очень высоки, поскольку они находятся на стадии исследований и обычно оплачиваются за счет государственных грантов или исследовательских грантов. Нет энергетических компаний, использующих энергию волн в больших масштабах, что могло бы снизить стоимость.

Прогнозируется, что техническое обслуживание этих заводов будет очень дорогим, поскольку они будут погружены в постоянно движущуюся соленую воду. Поскольку постоянное движение может привести к большему количеству поломок, волновые энергетические установки, скорее всего, будут нуждаться в регулярном (и дорогостоящем) обслуживании.

3. Сложно масштабировать

Возможно, самым большим недостатком на данный момент является то, что ни одна коммунальная служба не может установить волновые фермы, потому что они еще недостаточно велики, чтобы обеспечить значительное количество электроэнергии.

Хотя некоторые системы волновой энергии были испытаны в Шотландии, на Гавайях и совсем недавно в Австралии, их мощность по выработке электроэнергии составляет всего около 2,5 МВт на пике. Ожидается, что отрасль будет расти, но по-прежнему сложно внедрить генераторы волновой энергии в пригодных для использования масштабах.

Будущее волновой энергии

Для многих стран, граничащих с океаном, энергия волн может стать отличным дополнением к возобновляемым источникам энергии.

Waves обеспечит круглосуточную подачу энергии, которую можно будет использовать для производства экологически чистой электроэнергии. Поскольку энергия волн все еще находится на ранней стадии, ее установка остается дорогой, а потенциальные экологические недостатки еще полностью не известны.

Суть в том, что энергия волн имеет огромный глобальный потенциал. Тем не менее, отрасль нуждается в большем финансировании и исследованиях, чтобы завершить разработку технологии, чтобы страны и коммунальные предприятия могли начать добавлять энергию волн в свой арсенал возобновляемых источников энергии.

Узнайте, сколько вы можете сэкономить с солнечными батареями

Ключевые блюда на вынос

  • Энергия волн, которая представляет собой энергию, получаемую от океанских волн буями, еще не доступна в масштабе, достаточно большом, чтобы быть законным источником энергии.
  • Энергия волн создает энергию из силы естественных волн в океане для приведения в движение турбин, в то время как гидроэлектростанции вырабатывают энергию, используя силу воды, проходящей через плотину.
  • Энергия волн обладает огромным глобальным потенциалом и может быть чрезвычайно надежной, поскольку волны генерируют энергию круглосуточно и без выходных.
  • Строительство и обслуживание волновых электростанций будет дорогостоящим, но они могут стать важным дополнением к структуре возобновляемых источников энергии.

Ищете списки плюсов и минусов для других типов источников энергии?

.

0 comments on “Волновые электростанции: принцип работы, плюсы и минусы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.