Ero vuorovesi- ja aaltoenergian välillä

esittely

Vuorovedet ja aallot ovat kaksi vedessä leviävää luonnonilmiötä, ja vaikka ne ovat samankaltaisia ​​siltä osin kuin ne liittyvät vesistöihin, niiden kyky tuottaa energiaa eroaa monilla näkökohdilla tuotannon, tehon ja luotettavuuden suhteen [1]. Kun maailma alkaa luottaa uusiutumattomiin energialähteisiin, alkaa tutkia uusia ja innovatiivisia tapoja energian tuotantoon, joilla on minimaalinen vaikutus ympäröivään ympäristöön ja yhteisöihin. Erityisiä poijuja ja turbiineja käytetään yleisesti ottamaan voimansa talteen ja muuttamaan se puhtaaseksi sähköksi, mutta kuten useimmissa nousevissa tekniikoissa, niiden suunnittelu ja kehittäminen ovat kalliita. Huolimatta mereltä peräisin olevasta vuorovesi- ja aaltoenergiasta, niiden välillä on edelleen suuri ero.

Mikä on vuoroveden energia??

Vuorovedet on määritelty merenpinnan nousuksi ja laskuksi, jonka aiheuttaa kuun ja auringon painovoima veto Maan päällä. Ne eivät rajoitu pelkästään valtameriin, vaan niitä voi esiintyä myös muissa järjestelmissä aina kun gravitaatiokenttää on. Lisäksi vaikka auringon painovoima vaikuttaa suurimpaan osaan maapalloa, tämä ei ole yhtä helposti nähtävissä vedessä. Itse kuulla on näkyvämpi vaikutus vuorovesiin, koska se on paljon lähempänä maata verrattuna aurinkoon. Rantaviivat kokevat joko päivittäisen vuoroveden vuoroveden tai puolipäivän vuoroveden, joka koostuu yhdestä tai kahdesta ylä- ja alavuorovesistä. Näihin vuorovesiin vaikuttavat monet tekijät, kuten aurinko ja kuut, suuntaus, rannikon muoto ja veden syvyyden muutokset.

Mikä on aaltoenergia?

Aaltoenergia, joka tunnetaan myös nimellä valtamerienergia, määritellään energiana, joka on valjastettu valtameren aalloista. Kun tuuli puhaltaa valtameren pinnan yli, se luo aaltoja ja siten niitä voidaan kutsua myös energiaksi, joka liikkuu veden pinnan yli. Tuulen seurauksena syntyneisiin aaltoihin viitataan yleensä tuulen aalloina ja ne esiintyvät tehokkaimmin vesipinnoilla, koska tuulen voimaa vastaan ​​ei ole maamassia [2]. Nämä aallot, vaikka ne näkyvät yleisesti valtameren pinnalla, esiintyvät myös vapaasti järvissä, jokissa ja kanavilla, ja ne voidaan määritellä joko kapillaari-aaltoiksi, aallotuksiksi, meriksi tai turpoamisiksi. Mikään kaksi aaltoa ei ole sama, ja jokainen aalto eroaa korkujen ja kourujen välisestä korkeudesta ja etäisyydestä.

Kuinka vuorovesi muodostuu??

Kun kuu pyörii ympäri maata, se kohdistuu painovoimaan, mikä luo vuoroveden, joka liikkuu maan yli. Kuun kiertäessä maata myös maa itse liikkuu pienessä ympyrässä ja tämä hitaus aiheuttaa vuoroveden maan vastakkaisella puolella. Tätä kutsutaan kahdella nousuvedellä, joiden välillä laskuvesi tapahtuu [3]

Kuinka aallot muodostuvat??

Tuulen nopeuden, keston ja etäisyyden muuttuvat kuviot vaikuttavat muodostettujen aaltojen muotoon. Lisäksi muodostuneiden aaltojen muoto ja koko riippuvat myös tuloksena olevasta vaikuttavasta järjestelmästä ja voivat helposti auttaa kaventamaan aaltojen alkuperää. Esimerkiksi korkeat, jyrkät aallot, jotka nousevat ja laskevat nopeasti, ovat vasta muodostuneita ja johtuvat usein läheisistä sääjärjestelmistä, kuten paikallisista myrskyistä, kun taas pitkät tasaiset aallot muodostuvat yleensä äärimmäisistä sääoloista, jotka tapahtuvat paljon kauempana, joskus myrskyistä, jotka saattavat olla jopa toinen pallonpuolisko.

Valjastaa aaltoenergiaa

Tätä aaltojen energiaa voidaan valjastaa ja käyttää moniin hyödyllisiin toimintoihin, kuten sähkön tuotantoon, suolanpoistoon ja veden pumppaamiseen säiliöihin. Niitä kutsutaan usein aaltovoimaan, mitä voimakkaampia aaltoja on, sitä suurempi kyky tuottaa energiaa. Merellisten aaltojen karkea pystysuuntainen liike sisältää suuren määrän kineettistä energiaa, joka vangitaan aaltoenergiatekniikoilla. Aaltoenergia valjastetaan yleensä kahden tyyppisillä järjestelmillä, nimittäin merellä ja rannalla. Offshore-järjestelmät toimivat syvässä vedessä ja hyödyntävät joko pumppuja tai letkuja energian keräämiseksi pyörivien turbiinien kautta. Toisaalta rannikkojärjestelmät on rakennettu rantoja pitkin ja keräävät energiaa aaltojen murtamisesta. Yksi aaltoenergian eduista on, että se on täydentävä ja kestävä, koska aallot pesevät aina maassa sääolosuhteista riippuen eikä todennäköisesti lakkaa muodostumasta pitkään aikaan. Lisäksi koska nämä yleisesti käytetyt tekniikat eivät ole helposti nähtävissä läheisissä yhteisöissä, vaikutus esteettiseen arvoon on vähäinen, mikä tekee niistä helpoimmin hyväksyttävän tekniikan käytettäväksi. Vaikka se on uusiutuva energialähde, on vaikea muuntaa tätä energiaa tehokkaasti sähköksi. Laitteiden on myös osoittautunut vaikeaksi kehittää ja suunnitella niin, että ne kestävät myrskyjen aiheuttamat vahingot ja ympäröivän suolaisen veden syövyttävät vaikutukset. Vaikka monet näistä tekniikoista ovat kustannustehokkaita, se ei ole yhtä halpaa verrattuna muihin energiantuotantojärjestelmiin.

Aaltoenergiatekniikat

Tähän päivään mennessä on olemassa kolme päätyyppiä aaltoenergiatekniikoita. Ensimmäinen käyttää kelluksia tai poijuja sähkön tuottamiseen meripohjaisista turvotuksista, jotka käyttävät hydraulipumppuja. Toinen tyyppi käyttää värähtelevää vesipylväästä sähkön tuottamiseksi veden noususta ja putoamisesta lieriömäisen akselin sisällä. Tämä tehdään yleensä rannalla. Vesi ohjaa ilmaa ulos akselista, mikä puolestaan ​​antaa voiman ilmakäyttöiselle turbiinille. Kolmas tyyppi käyttää kapenevaa kanavaa, jonka sijainti on joko merellä tai merellä. Tämä tekniikka keskittää aallot ja ajaa ne kohotettuun säiliöön, jossa energiaa tuotetaan turbiinilla [5].

Hyödyntämällä vuoroveden energiaa

Vaikka kaikilla rannikkoalueilla on korkeita ja matalia vuorovesiä, tämä energia voidaan valjastaa ja käyttää sähköntuotantoon vain, jos ero laskuveden ja laskuveden välillä on riittävän suuri. Päävuoroveden energian tyyppejä ovat 1) kineettinen energia, joka saadaan muuttuvien vuorovesien virtoista, ja 2) potentiaalienergia, joka saadaan muuttuvista korkeuksista laskuveden ja laskuveden välillä. Yksi vuorovesien energianlähteen käytön eduista on, että se on luotettavampi, koska se perustuu kuun painovoimavetoon ja voidaan siten ennustaa. Yksi haitoista on, että vaikka tämä voidaan ennustaa, tämä lähde tuottaa energiaa vain 6 - 12 tuntia kerrallaan, mikä vähentää pitkittynyttä saatavuutta [4]. Tämä ajoittainen energiantuotanto luo vähemmän luotettavan energialähteen. Tämän energian hyödyntäminen voi häiritä merieläinten luonnollisia muuttoreittejä ja säännöllisiä veneilyreittejä. Energian tuottamiseen käytetyt turbiinit voivat tappaa suuren määrän kaloja alueella. Kyky käyttää vuoroveden energiaa sähkön lähteenä voi myöhemmin vähentää riippuvuutta hiilen käyttämistä lähteistä, mikä puolestaan ​​vähentää hiilidioksidin määrää₂ päästöt.

Vuoroveden energiateknologiat

Vuorovesienergian tuottamiseen yleisesti käytettyihin tekniikoihin kuuluvat vuorovesipatokset tai proomut, joissa on sulku vesimuodostuman yli. Sulkun ulkopuolella ovat vesiturbiinit. Kun vuorovesi muuttuu, epätasaiset vedenpinnat työntyvät ohitse ja ohjaavat turbiinia [5]. Ajan myötä kuitenkin huomattiin paljon loppupään vaikutuksia sekä rantaviivaa että sitä ympäröiviin meren ekosysteemeihin, minkä seurauksena kehitettiin joukko uudempia, ympäristöystävällisempiä malleja. Näitä ovat vuorovesilaguunit, vuorovesiaidat ja vedenalaiset vuorovesiturbiinit.

Ero vuorovesienergian ja aaltoenergian välillä

Olemme jo määritellyt, että vuorovedet ja aallot muodostuvat täysin erilaisissa olosuhteissa. Vuorovedet ovat valtameren nousua ja laskua, jonka aiheuttaa kuun ja aurinkojen painovoima veto maan päällä, kun taas aallot ovat tuulen energiaa, joka liikkuu valtameren pinnan yli, mikä tekee aallot huomattavasti helpommaksi vuorovesiin verrattuna. Vuorovedet ovat vähemmän havaittavissa verrattuna aaltoihin, ja ne voidaan yleisimmin nähdä rannoilla, jotka vaikuttavat näkyvän veden ja hiekan määrään. Toisaalta aaltoja voidaan nähdä valtameren pinnalla nousevan ja laskevan. Vaikka vuoroveden voima vaihtelee päivittäin ja aaltovoima voi olla kestävämpi energialähde, sitä ei käytetä laajasti, koska maailmanlaajuisesti on olemassa vain pieni määrä koepaikkoja [4].

Yhteenveto eroista

Vuorovesienergia	Aaltoenergia
Valjastettu merenpinnan noususta ja laskusta	Valjastettu valtameren pintaa pitkin liikkuvista aalloista
Kuun ja aurinkojen vetovoiman aiheuttama maan päällä	Tuulen aiheuttama
Intensiivisyyteen vaikuttaa maan sijainti ja sijainti	Tuulen voimakkuus vaikuttaa voimakkuuteen
	Kutsutaan usein aaltovoimaan
Vuoroveden energiatyyppeihin kuuluvat kineettinen ja potentiaalienergia	Aaltoenergian tyyppeihin sisältyy kineettinen energia
Valjastettu proomut, padot, vuorovesiaidat ja vuorovesiturbiinit avulla	Valjaat offshore- ja onshore-järjestelmien avulla
Luotettavampi, koska se perustuu kuun ja auringon vetovoimaan	Vähemmän luotettava, koska se perustuu tuulen voimakkuuden vaikutukseen veden pintaan
Epäjatkuva energialähde, jota syntyy noin 6 - 12 tuntia kerrallaan	Jatkuva energialähde
Voi häiritä lintujen muuttoreittejä ja veneilyreittejä ja aiheuttaa suuria määriä kaloja	Vaikutus ympäröivään ympäristöön, ekosysteemeihin ja yhteisöihin on vähäinen
Korkeat rakennuskustannukset, mutta alhaiset ylläpitokustannukset	Erittäin korkeat käynnistyskustannukset tarvittavan tekniikan suunnittelulle ja kehittämiselle