Sahil Gücü Için Okyanus Dalgalarının Potansiyeli

Küresel enerji talebi yükselmeye devam ediyor ve okyanus dalgalarını azaltmak için acil durumlarını genişletiyor: büyük ölçüde keşfedilmemiş olan yoğun bir enerji kaynağı olan bu muazzam enerji dağıtımını geliştirmek için tasarlanmış mühendislerdir.

Wave Energy Converters'ı anlamak

Dalga enerji dönüştürücüleri, okyanus dalgalarının hareketini engelleyen elektromekanik cihazlardır - hem de yüzeyin altındaki yörünge hareketi - ve mekanik enerjinin elektriksel güce dönüştürülmesi gerekir. temel prensip basit: dalga hareketi bir birincil hareketçi (örneğin, bir sinek, ya da bir hava sütunu gibi), ki bu da jeneratörü yönlendiren.

1970'lerden sonra WEC'lerin modern gelişimi ciddi bir şekilde başladı, ancak 1970'lerde petrol krizinin ardından, İngiltere'deki Stephen Salter ve Norveç'teki Johannes Falnes gibi araştırmacılar tarafından erken öncü çalışmalar ortaya çıktı.

Dalga enerji sistemleri, çalışma prensibi ile kategorize edilebilir, konum (oturucu, yakın, ya da deniz) ve güç toplama mekanizması.En yaygın sınıflandırmalar, su sütunları, nokta emiciler, attenuatörler, osilatörler, dalga dalga yükselticileri ve altmerged baskı diferansiyel cihazlar için.

Dalga Enerji Fiziği

Okyanus dalgaları, olağanüstü verimlilikle geniş mesafelerde enerji taşır. Derin su dalgaları için, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Bunu bağlam olarak koymak için, Dünya'nın yüzeyinde güneş ışınlaması sadece yoğun değil, aynı zamanda birkaç dakika içinde enerji yetersizliğinin daha da sorunsuz bir şekilde değiştirilmesini sağlamak için, önemli bir yüksekliğe ve zaman zaman içinde ortalama 7 metreye kadar kareküresel enerji yoğunluğuna sahip olmak için önemli ölçüde hıza sahip olmak için önemli bir miktar enerji miktarı ve zaman aralığına sahip olmak için önemli ölçüde hıza sahip olmak için önemli ölçüde entegre edilebilir.

Dalga Enerji Operalarının Büyük Türleri

Su Köşeleri Yanıyor

Su sütunları (OWC) en eski ve en yoğun olarak incelenen WEC tasarımları biridir. Bir OWC, 2011 yılında denize açık, aynı yönde hareket eden ve dışarı çıkmaksızın, hassas mekanik ve dekompresyon yapan bir hava akışına sahiptir.Bu oscillating hava akışı, 2011 yılında iyi bir şekilde bağlı değildir.

Point Absorbers

Point emiciler, yüksek çözünürlükte ve bir deniz parçası veya deniz yataklı bir tether ile aşağı yukarı doğru yüz yüzen enerjiyi dalgalar nedeniyle tüm yönlerden absorbe ediyor.Buoy ve referans gövdesi arasındaki göreceli hareket - ya da bir altmış reaksiyon plakası veya bir deniz yataklı tether - bir güç almak için bir güç alıyor, genellikle bir lineer jeneratörü veya hidrolik pompa. Point emiciler derin su için iyi bir şekilde dağıtılıyor ve dalga çiftlikleri oluşturmak için ayarlayabiliyor.

Attenuators

Attenuators uzun, çok fazla yatırım yapılarına baskın dalga yönünde paralel olarak hitap ediyor.Influences diğerleriyle birlikte geçiyor ve menajerlerin 2008'den 2009'a kadar pompa hidrolik sıvıya yönelik hareket, ticari zorluklar nedeniyle en iyi bilinen attenuator, Pelamis Wave Power tarafından geliştirildi.

Oscillating Wave Cerrahları

Dalga dalgalanma dönüştürücüleri (OWSCs) alt üst düzeydedir, geri dönüş ve sığ su parçacığı hareketine sığarak geri çekilmenin yoğun olduğu hava durumuyla ilgili olarak kullanılan OWSC'ler özellikle de yüksek güç yakalama ve çatıdaki yüksek güç yakalaması nedeniyle yoğunlaşan süpürücü sistemdir.

Submerged Basınç Diferansiyel Cihazları

Bu cihazlar deniz yatağına monte edilir ve dalgalar kadar çıkan baskı varyasyonlarına güvenirler. Esnek bir membran veya Batı Avustralya'daki baskı diferansiyeline yanıt veren, yüksek basınçlı deniz basıncı sularını kıyıya taşırlar, bu cihazlar hidroelektrikli bir türbini azaltır ve ayrıca fırtına hasarına maruz kalırlar.

Dalga Enerjisinin Anahtar Avantajları

Dalga enerjisi, yenilenebilir enerji karışımına cazip bir ek oluşturan avantajların bir paketi sunar. Birincisi ve en önemlisi, operasyon sırasında doğrudan gaz emisyonu olmayan sıfır karbon enerji kaynağıdır.

Tahmin edilebilirlik başka bir büyük avantajdır. Ocean dalgaları, güneş ve rüzgarın pahalı depolama veya yedekleme nesli olmadan eşleştirilemeyeceği rüzgarlar tarafından üretilir ve dalga yayılımı sayısal modeller yoluyla iyi anlaşılmaktadır.Bu, operatörlerin önümüzdeki birkaç gün boyunca güç nesli tahmin etmesine izin verir, güneş enerjisinin ve rüzgarın pahalı depolama veya yedekleme nesli olmadan eşleştirilebilmesine yardımcı olur. Wave enerjisi de birçok bölgede mevsimsel tamamlayıcılığı gösterir: dalga gücü, güneş enerjisinin en düşük olduğu zaman, güneş enerjisinin en düşük olduğu zaman, yıllık elektrik tedarikinin düzgün bir şekilde azaltılmasına yardımcı olur.

Arazi kullanımı açısından, dalga enerjisi net bir pozitiftir.GCs, deniz rüzgar çiftlikleri ile birlikte, alt deniz kabloları ve diğer altyapıyı genel proje maliyetleri gibi diğer kullanımlar için ücretsiz olarak dağıtmaktadır.Özellikle, enerji depolama veya hidrojen üretimi ile birlikte küçük bir görsel ayak izi vardır, deniz yüzeyinin değerini maksimize edebilir.

Ada ülkeleri ve uzak kıyı toplulukları için, dalga enerjisi enerji bağımsızlığına bir yol sunuyor. Birçok bu bölge, yüksek maliyetler ve çevresel zararlar için ithal dizel üretimine güveniyor. Yerel olarak üretilen dalga gücü, yakıt tedarik riskini azaltabilir ve daha düşük elektrik fiyatları.

Meydanlar ve Meydanlar Genişleme

Teknik Meydanlar

Okyanus, deniz organizmalarından, fırtınalı sular ve yüksek hidrodinamik yüklerden oluşan bir cihaz, orta denizlerde verimli enerji yakalama için tasarlanmış bir cihaz, daha büyük bir miktar yüksekliğe yol açabilecek bir yüksekliğe sahip olabilir.Bu tasarımcılar, yüksek çözünürlükte, düşük seviyeli bir uygulama aşamasındaki tüm tasarımda, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan bir maliyet ve karmaşıklıkta kalır.

Güç alma sistemleri - herhangi bir WEC'nin kalbi - kabul edilebilir verimlilik ve güvenilirlik elde etmek için yavaş, yüksek performanslı dalga hareketi yüksek hızlı bir jeneratör için yüksek çözünürlükte ve iyi kontrol sağlar, ancak verimlilik kayıpları ve sızıntı riskleri için acı çeker. Doğrudan sürücü lineer jeneratörler hidrolikleri ortadan kaldırır, ancak kabul edilebilir verimlilik ve güvenilirlik elde etmek için sofistike manyetik ve yapısal tasarım gerektirir.

Ekonomik Meydanlar

Dalga gücü için enerji seviyesi yüksek oranda yenilenebilir enerjilerle karşılaştırıldığında yüksek kalır.Mevcut tahminler, erken ticari projeler için, yere ve teknolojiye bağlı olarak, yüksek rüzgar ve güneşe bağlı olarak, yüksek deniz ekipmanlarından, pahalı yüklemeden dolayı 50-80 / MWh'ye kadar € 200'e kadar değişir.Bu maliyet boşluğu, enerji tasarrufuna ve yüksek maliyetle yüksek maliyetle daha yüksek maliyetle hızlanır.

Bununla birlikte, dalga enerjisi için eğrilerin, diğer yenilenebilir enerjilerle dalga geçmek için beklendiği gibi takip etmesi bekleniyor. Avrupa Okyanus Enerji Derneği projeleri, 2 ila 3 gigawatts kapasiteye sahip, LCOE, 60- €80 / MWh'ye düşebilir, bu ölçekle dalga gücü rekabetçi hale getirmek, beslenme tarifeleri, farklar için sözleşmeler ve finansman fonları dahil olmak üzere sürekli politika desteği gerektirecektir.

Çevre ve Düzenleme Challenges

Dalga enerjisi genellikle çevresel olarak iyi huylu olarak kabul edilirken, potansiyel etkiler dikkatli bir şekilde değerlendirilmelidir ve azaltılmalıdır. WECs ve onların mooringler yerel dalga rejimlerini, sediyaj taşımalarını ve kıyı erozyon modellerini değiştirebilir ve araçların varlığı deniz memelilerinin davranışını etkileyebilir ve alt deniz kabloları aracılığıyla kimyasal maddeler ve hayvan algılama sistemleri daha da zayıftır.

Dalga enerjisi için düzenlemeler parçalanmış ve genellikle deniz yenilenebilirlerine adapte edilmiş durumdadır. İzin verme, deniz uzayı planlaması, çevresel koruma, navigasyon güvenliği, balıkçılar ve elektrik üretimi için sorumlu birçok ajans içerebilir. Süreç genellikle yavaş, pahalı ve belirsizdir, özellikle de dalga enerjisinin yeni olduğu ülkelerde - deniz rüzgarı için gelişmiş olan kurumlarda modelleme - proje gecikmelerini ve maliyetlerini azaltacaktır, dağıtımını azaltır.

Global Deployments ve Pilot Projects

Dalga enerjisi hala orta düzey aşamasında, Avrupa'nın deniz enerji Merkezi (EMEC) gibi dünya çapında kurulmuş birkaç megawatt'ı kullanarak, İngiltere'nin demiryolu için kritik veriler sağlıyor. Bu tesisler, Avrupa'nın dalga enerjisi geliştirmesine yol açıyor ve gerçek okyanus koşullarında test cihazlarının varlığını test ediyor.

Kuzey Amerika'da, ABD Enerji Su Enerji Teknolojileri Ofisi'nin araştırma ve test alanlarında araştırma ve testler ve deniz enerji test siteleri ağı. Pasifik'te enerjik dalga iklimini kullanarak, Çin'in Guangzhouli Yeni Enerji Teknolojisi Programı tarafından geliştirilen çeşitli ızgara dalga enerji sistemleriyle bir araya geldi.

Bu ilerlemeye rağmen, toplam yüklü dalga enerjisi kapasitesi 5 MW altında kalıyor. Yavaş hız kısmen sermaye yoğun okyanus enerji projeleri için yatırım sağlama zorluğu nedeniyle, özellikle de Pelamis gibi yüksek profilli girişimlerden sonra. Ancak, yeni bir nesil geliştiricilerin hacminde üretebileceği, per-unit maliyetleri azaltma ve yüksek performanslı dağıtım için yatırım sağlama zorluğu nedeniyle.Bu yaklaşım aynaları özellikle de ilk rüzgar endüstrisinin ticari başarısızlığından sonra ve ticarileşmeye daha gerçekçi bir yol sunuyor.

Diğer Yenilenebilirlerin Context of Other Wave Energy in the Context of Other Yenilenebilirs

Dalga enerjisi güneş ve rüzgarla rekabet olarak görülmemelidir, ancak onları tamamlamak yerine. En güçlü dalga kaynakları genellikle güneş ve rüzgarın daha az tutarlı olduğu bölgelerde bulunur ve güneş enerjisinin en düşük ve elektrik talebinin eğriliğini azaltabilir.Bu mevsimsel enerji depolama veya yedekleme nesli için ihtiyaçları azaltır, genel bir sistem verimliliği artırabilir.

Offshore rüzgarla karşılaştırıldığında, dalga enerjisi birkaç farklı avantaja sahiptir: daha düşük görsel etki, potansiyel olarak çeşitli kategorilerde dağıtılırsa nakliye ve balıkçılığa sahip daha düşük bir kaynaktır ve bu da nakliye maliyetinin daha düşük olduğu kıyıya erişilebilir. Offshore rüzgar, daha yüksek bir kapasite faktörüne sahiptir (40-50% modern türbinleri için% 50).

Tidal enerji - hem intihar aralığı (baraklar) hem de intihar akışı - dalga enerjisinden daha öngörülebilir, ancak yüksek intihar aralıkları veya güçlü intihar akımları ile sitelerle sınırlı. Wave enerji özellikle de maruz kalan kıyı şeridi boyunca daha yaygın olarak mevcuttur.

Wave Energy'nin Geleceği: Ticari Viability'e Yol Yolu

Dalga enerjisinin geleceği sürekli teknoloji geliştirme, maliyet azaltma ve politika desteğine bağlıdır. Birkaç temel eğilim iyimserlik için bir neden sunar. İlk, malzemeler ve üretim ilerlemeleri - korozyona dayanıklı kompozitler, gelişmiş kaplamalar ve özel bileşenler için üretime izin verir - finansal riskin artırılması ve gelirin azaltılmasına olanak tanır.İkinci, dijital ikiz ve yapay zeka, gerçek zamanlı koşul izleme ve adaptif kontrol sağlar, bakım ihtiyaçlarını azaltırken güç yakalamaya yardımcı olur.

Hibritizasyon özellikle umut verici bir avenue. Tek bir platformdaki yüz rüzgar türbinleri ile dalga enerji dönüşümünü birleştirmek yapısal maliyetleri, mooringleri ve elektrik altyapısını da beraberinde getiriyor. Wave action ayrıca rüzgar türbinlerinin performansını artırmak ve yükleri azaltmak için bir baraj etkisine sahiptir. Örneğin, CETO ve X-Media dahil olmak üzere, bu sinerjik toplulukları araştırmak ve su parkına karşı bir değer sunmak.

Politika desteği kritik kalıyor. Avrupa Birliği'nin Okyanus Enerji Forumu ve Yenilenebilir Enerji Direktifi, okyanus enerjisi ve çeşitli ülkeler için hedefler belirledi - İskoçya, İrlanda ve Portekiz dahil olmak üzere - deniz enerji test merkezlerinde ve araştırma altyapısının da ivme sağlamak için özel destek programları yürüttü.

Pazar projeksiyonları yaygın olarak farklı, ancak çoğu analist, 2030'a kadar güçlü bir senaryo altında dünya çapındaki dalga enerjisinin 2040'a katkıda bulunmasını bekliyor.Uluslararası Enerji Ajansının Ocean Energy Systems grubu, kıyı ve ada ağları için 10 GW'yi tahmin ediyor - şebeke avantajları açısından ağırlıklarının üzerinde yumruk atabilir.

Sonuç: Dalgayı İleriye binin

Dalga enerji dönüştürücüleri, gezegendeki en güçlü ve kalıcı doğal kaynakların birine dokunmak için olağanüstü bir mühendislik fırsatı temsil ediyor. Teknoloji, okyanusta çalışan gerçek cihazlarla, güvenilir bir ağ bağlantılı operasyonla ilgili olarak, yüksek yoğunluk, tahmin edilebilirlik, düşük arazi kullanımı ve mevsimsel tamamlayıcı bir enerji tasarrufu sağlayan, çok yönlü yenilenebilir enerji dağıtımlarında önemli olan bir yenilenebilir enerji tesisatından yararlanabilecek şekilde, yüksek enerji tasarrufuna sahip olan bazı pilotları dikkate alıyor.