Морская энергетика

Морская энергия или морская энергия (также иногда называемая энергией океана , энергией океана или морской и гидрокинетической энергией ) относится к энергии, переносимой океанскими волнами , приливами , соленостью и разницей температур океана . Движение воды в Мировом океане создает огромный запас кинетической энергии , или энергии движения. Часть этой энергии может быть использована для выработки электроэнергии для питания домов, транспорта и промышленности.

Термин «морская энергия» охватывает как мощность волн , т. е. мощность поверхностных волн, так и энергию приливов , т . е. получаемую из кинетической энергии больших масс движущейся воды. Морская ветроэнергетика не является формой морской энергии, поскольку энергия ветра получается из ветра , даже если ветряные турбины расположены над водой.

Океаны . обладают огромным количеством энергии и находятся рядом со многими, если не с наиболее концентрированными, популяциями Энергия океана потенциально может обеспечить значительное количество новой возобновляемой энергии по всему миру. ^[1]

Глобальный потенциал

Существует потенциал для выработки 20 000–80 000 тераватт-часов в год (ТВтч/год) электроэнергии, вырабатываемой за счет изменений температуры океана, содержания соли, движения приливов, течений, волн и волн. ^[2]

Глобальный потенциал
Форма	Ежегодный поколение
Приливная энергия	>300 ТВтч
Морская текущая мощность	>800 ТВтч
Осмотическая сила Градиент солености	2000 ТВтч
Тепловая энергия океана Термический градиент	10 000 ТВтч
Волновая энергия	8 000–80 000 ТВтч
Источник: IEA-OES, годовой отчет за 2007 г. ^[3]

Индонезия , как страна-архипелаг, на три четверти занимающая океан, имеет признанный потенциал энергии океана в 49 ГВт и теоретический потенциал энергии океана в 727 ГВт. ^[4]

Формы энергии океана

Океаны представляют собой обширный и практически неиспользованный источник энергии в виде поверхностных волн, потоков жидкости, градиентов солености и температурных различий.

Морская и гидрокинетическая (MHK) или разработка морской энергетики в США и международных водах включает проекты с использованием следующих устройств:

Преобразователи мощности волн на открытых прибрежных территориях со значительным волнением;
Приливные турбины, размещенные в прибрежных и устьевых районах;
Рулевые турбины на реках с быстрым течением;
Турбины океанских течений в районах сильных морских течений;
Преобразователи тепловой энергии океана в глубоких тропических водах.

Морская текущая мощность

Сильные океанские течения возникают в результате сочетания температуры, ветра, солености, батиметрии и вращения Земли. Солнце действует как основная движущая сила, вызывая ветры и разницу температур. Поскольку существуют лишь небольшие колебания скорости течения и местоположения потока без изменения направления, океанские течения могут быть подходящими местами для размещения устройств извлечения энергии, таких как турбины.

Океанские течения играют важную роль в определении климата во многих регионах мира. Хотя мало что известно о последствиях удаления энергии океанских течений, воздействие удаления текущей энергии на окружающую среду в дальней зоне может стать серьезной экологической проблемой. Типичные проблемы с турбиной, связанные с ударами лопастей, запутыванием морских организмов и акустическими эффектами, все еще существуют; однако они могут быть увеличены из-за присутствия более разнообразных популяций морских организмов, использующих океанские течения в целях миграции. Места могут находиться дальше от берега и, следовательно, требовать более длинных силовых кабелей, которые могут повлиять на морскую среду электромагнитным излучением. ^[5]

Осмотическая сила

В устьях рек, где пресная вода смешивается с соленой, энергию, связанную с градиентом солености, можно использовать с помощью процесса обратного осмоса с замедлением давления и связанных с ним конверсионных технологий. Другая система основана на использовании апвеллинга пресной воды через турбину, погруженную в морскую воду, а система, включающая электрохимические реакции, также находится в стадии разработки.

Значительные исследования проводились с 1975 по 1985 год и дали различные результаты относительно экономики растений PRO и RED. Небольшие исследования по производству энергии из соленой воды проводятся в других странах, таких как Япония, Израиль и США. В Европе исследования сосредоточены в Норвегии и Нидерландах, там и там проходят испытания небольшие пилоты. Энергия градиента солености — это энергия, получаемая за счет разницы концентраций соли в пресной и соленой воде. Этот источник энергии нелегко понять, поскольку он не встречается непосредственно в природе в виде тепла, водопадов, ветра, волн или радиации. ^[6]

Тепловая энергия океана

Температура воды обычно варьируется от поверхности, нагретой прямыми солнечными лучами, до больших глубин, куда солнечный свет не может проникнуть. Эта разница наиболее велика в тропических водах, что делает эту технологию наиболее применимой в водных акваториях. Жидкость часто испаряется, чтобы привести в движение турбину, которая может вырабатывать электричество или производить опресненную воду. Системы могут быть открытого, закрытого или гибридного типа. ^[7]

Приливная сила

Энергия движущихся масс воды – популярный вид гидроэнергетики . Генерация приливной энергии включает в себя три основные формы, а именно мощность приливного потока , мощность приливного заграждения и динамическую мощность прилива .

Волновая мощность

Солнечная энергия Солнца создает перепады температур, которые приводят к появлению ветра. Взаимодействие ветра и поверхности воды создает волны, которые становятся больше, когда они могут образоваться на большем расстоянии. Потенциал волновой энергии наиболее велик между 30° и 60° широты в обоих полушариях на западном побережье из-за глобального направления ветра. При оценке энергии волн как типа технологии важно различать четыре наиболее распространенных подхода: точечные поглотительные буи , поверхностные глушители, колеблющиеся столбы воды и перекрывающие устройства. ^[8]

Сектор волновой энергетики достигает важной вехи в развитии отрасли, при этом предпринимаются позитивные шаги в направлении коммерческой жизнеспособности. Более продвинутые разработчики устройств в настоящее время выходят за рамки демонстрационных устройств, состоящих из одного устройства, и переходят к разработке массивов и проектам мощностью в несколько мегаватт. ^[9] Поддержка крупных коммунальных компаний в настоящее время проявляется через партнерство в процессе развития, что открывает возможности для дальнейших инвестиций и, в некоторых случаях, международного сотрудничества.

На упрощенном уровне, технологии волновой энергетики могут быть расположены вблизи берега и на море. Преобразователи волновой энергии также могут быть предназначены для работы в определенных глубинных условиях: на глубокой воде, в средней воде или на мелководье. Фундаментальная конструкция устройства будет зависеть от местоположения устройства и предполагаемых характеристик ресурса.

Воздействие на окружающую среду

Общие экологические проблемы, связанные с развитием морской энергетики, включают:

риск поражения морских млекопитающих и рыб лопастями приливных турбин ^[10]
воздействие ЭМП и подводного шума, излучаемого работающими морскими энергетическими устройствами ^[11]
физическое присутствие морских энергетических проектов и их потенциал изменить поведение морских млекопитающих, рыб и морских птиц путем их привлечения или избегания.
потенциальное воздействие на морскую среду и процессы ближней и дальней зоны, такие как перенос отложений и качество воды ^[12]

База данных Тетис обеспечивает доступ к научной литературе и общей информации о потенциальном воздействии морской энергии на окружающую среду. ^[13]

См. также

Ссылки

^ Carbon Trust, Будущая морская энергетика. Результаты конкурса морской энергетики: конкурентоспособность затрат и рост энергии волн и приливов , январь 2006 г.
^ «Океан-потенциал» . Международное энергетическое агентство (МЭА) . Архивировано из оригинала 22 мая 2015 года . Проверено 8 августа 2016 г.
^ «Соглашение о реализации энергетических систем океана (IEA-OES), годовой отчет за 2007 год» (PDF) . Международное энергетическое агентство, Йохен Бард ISET . 2007. с. 5. Архивировано из оригинала (PDF) 1 июля 2015 года . Проверено 9 февраля 2016 г.
^ «Энергия Индонезийского океана» . indopos.co.id . Архивировано из оригинала 2 февраля 2014 года . Проверено 5 апреля 2018 г.
^ «Тетис» . Архивировано из оригинала 22 июня 2017 года . Проверено 21 апреля 2014 г.
^ «Энергия океана Европы – Градиент солености» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 года . Проверено 20 февраля 2014 г.
^ «Тетис» . Архивировано из оригинала 21 июня 2017 года . Проверено 26 сентября 2014 г.
^ «Тетис» . Архивировано из оригинала 20 мая 2014 года . Проверено 21 апреля 2014 г.
^ «Ocean Energy Europe — торговая ассоциация по возобновляемым источникам энергии океана — Главная» . Архивировано из оригинала 11 февраля 2014 года . Проверено 20 февраля 2014 г.
^ «Динамическое устройство – Тефия» . tethys.pnnl.gov . Архивировано из оригинала 27 сентября 2018 года . Проверено 5 апреля 2018 г.
^ «ЭМП-Тетис» . tethys.pnnl.gov . Архивировано из оригинала 27 сентября 2018 года . Проверено 5 апреля 2018 г.
^ «Тетис» . Архивировано из оригинала 25 июня 2018 года . Проверено 21 апреля 2014 г.
^ «Тетис» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2014 года.

Дальнейшее чтение

Омар Эллаббан, Хайтам Абу-Руб, Фреде Блаабьерг : Возобновляемые источники энергии: текущее состояние, будущие перспективы и их технология. Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 39, (2014), 748–764, дои : 10.1016/j.rser.2014.07.113 .

Внешние ссылки

[1] Carbon Trust, Будущая морская энергетика. Результаты конкурса морской энергетики: конкурентоспособность затрат и рост энергии волн и приливов , январь 2006 г.

[2] «Океан-потенциал» . Международное энергетическое агентство (МЭА) . Архивировано из оригинала 22 мая 2015 года . Проверено 8 августа 2016 г.

[3] «Соглашение о реализации энергетических систем океана (IEA-OES), годовой отчет за 2007 год» (PDF) . Международное энергетическое агентство, Йохен Бард ISET . 2007. с. 5. Архивировано из оригинала (PDF) 1 июля 2015 года . Проверено 9 февраля 2016 г.

[4] «Энергия Индонезийского океана» . indopos.co.id . Архивировано из оригинала 2 февраля 2014 года . Проверено 5 апреля 2018 г.

[5] «Тетис» . Архивировано из оригинала 22 июня 2017 года . Проверено 21 апреля 2014 г.

[6] «Энергия океана Европы – Градиент солености» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 года . Проверено 20 февраля 2014 г.

[7] «Тетис» . Архивировано из оригинала 21 июня 2017 года . Проверено 26 сентября 2014 г.

[8] «Тетис» . Архивировано из оригинала 20 мая 2014 года . Проверено 21 апреля 2014 г.

[9] «Ocean Energy Europe — торговая ассоциация по возобновляемым источникам энергии океана — Главная» . Архивировано из оригинала 11 февраля 2014 года . Проверено 20 февраля 2014 г.

[10] «Динамическое устройство – Тефия» . tethys.pnnl.gov . Архивировано из оригинала 27 сентября 2018 года . Проверено 5 апреля 2018 г.

[11] «ЭМП-Тетис» . tethys.pnnl.gov . Архивировано из оригинала 27 сентября 2018 года . Проверено 5 апреля 2018 г.

[12] «Тетис» . Архивировано из оригинала 25 июня 2018 года . Проверено 21 апреля 2014 г.

[13] «Тетис» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2014 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

v т и Энергия
History Index Outline
Fundamental concepts	Conservation of energy Energetics Energy Units Energy condition Energy level Energy system Energy transformation Energy transition Mass Negative mass Mass–energy equivalence Power Thermodynamics Enthalpy Entropic force Entropy Exergy Free entropy Heat capacity Heat transfer Irreversible process Isolated system Laws of thermodynamics Negentropy Quantum thermodynamics Thermal equilibrium Thermal reservoir Thermodynamic equilibrium Thermodynamic free energy Thermodynamic potential Thermodynamic state Thermodynamic system Thermodynamic temperature Volume (thermodynamics) Work
Types	Binding Nuclear Chemical Dark Elastic Electric potential energy Electrical Gravitational Binding Interatomic potential Internal Ionization Kinetic Magnetic Mechanical Negative Phantom Potential Quantum chromodynamics binding energy Quantum fluctuation Quantum potential Quintessence Radiant Rest Sound Surface Thermal Vacuum Zero-point
Energy carriers	Battery Capacitor Electricity Enthalpy Fuel Fossil Oil Heat Latent heat Hydrogen Hydrogen fuel Mechanical wave Radiation Sound wave Work
Primary energy	Bioenergy Fossil fuel Coal Natural gas Petroleum Geothermal Gravitational Hydropower Marine Nuclear fuel Natural uranium Radiant Solar Wind
Energy system components	Biomass Electric power Electricity delivery Energy engineering Fossil fuel power station Cogeneration Integrated gasification combined cycle Geothermal power Hydropower Hydroelectricity Tidal power Wave farm Nuclear power Nuclear power plant Radioisotope thermoelectric generator Oil refinery Solar power Concentrated solar power Photovoltaic system Solar thermal energy Solar furnace Solar power tower Wind power Airborne wind energy Wind farm
Use and supply	Efficient energy use Agriculture Computing Transport Energy conservation Energy consumption Energy policy Energy development Energy security Energy storage Renewable energy Sustainable energy World energy supply and consumption Africa Asia Australia Canada Europe Mexico South America United States
Misc.	Carbon footprint Jevons paradox
Category Commons Portal WikiProject

v т и Морская энергетика
Волновая мощность	Список волновых электростанций Список проектов волновой энергетики Австралия Новая Зеландия Соединенные Штаты Шотландия
Приливная сила	Список приливных электростанций Приливный заграждение Генератор приливных потоков Разработка генераторов приливных течений
Другой	Список морских ветряных электростанций Морская текущая мощность Преобразование тепловой энергии океана Морское строительство Осмотическая сила
Энергетический портал Портал возобновляемой энергетики Портал океанов Категория

v т и Физическая океанография
Waves	Airy wave theory Ballantine scale Benjamin–Feir instability Boussinesq approximation Breaking wave Clapotis Cnoidal wave Cross sea Dispersion Edge wave Equatorial waves Fetch Gravity wave Green's law Infragravity wave Internal wave Iribarren number Kelvin wave Kinematic wave Longshore drift Luke's variational principle Mild-slope equation Radiation stress Rogue wave Rossby wave Rossby-gravity waves Sea state Seiche Significant wave height Soliton Stokes boundary layer Stokes drift Stokes wave Swell Trochoidal wave Tsunami megatsunami Undertow Ursell number Wave action Wave base Wave height Wave nonlinearity Wave power Wave radar Wave setup Wave shoaling Wave turbulence Wave–current interaction Waves and shallow water one-dimensional Saint-Venant equations shallow water equations Wind setup Wind wave model
Circulation	Atmospheric circulation Baroclinity Boundary current Coriolis force Coriolis–Stokes force Craik–Leibovich vortex force Downwelling Eddy Ekman layer Ekman spiral Ekman transport El Niño–Southern Oscillation General circulation model Geochemical Ocean Sections Study Geostrophic current Global Ocean Data Analysis Project Gulf Stream Halothermal circulation Humboldt Current Hydrothermal circulation Langmuir circulation Longshore drift Loop Current Modular Ocean Model Ocean current Ocean dynamics Ocean dynamical thermostat Ocean gyre Overflow Princeton ocean model Rip current Subsurface currents Sverdrup balance Thermohaline circulation shutdown Upwelling Wind generated current Whirlpool World Ocean Circulation Experiment
Tides	Amphidromic point Earth tide Head of tide Internal tide Lunitidal interval Perigean spring tide Rip tide Rule of twelfths Slack tide Tidal bore Tidal force Tidal power Tidal race Tidal range Tidal resonance Tide gauge Tideline Theory of tides
Landforms	Abyssal fan Abyssal plain Atoll Bathymetric chart Coastal geography Cold seep Continental margin Continental rise Continental shelf Contourite Guyot Hydrography Knoll Oceanic basin Oceanic plateau Oceanic trench Passive margin Seabed Seamount Submarine canyon Submarine volcano
Plate tectonics	Convergent boundary Divergent boundary Fracture zone Hydrothermal vent Marine geology Mid-ocean ridge Mohorovičić discontinuity Vine–Matthews–Morley hypothesis Oceanic crust Outer trench swell Ridge push Seafloor spreading Slab pull Slab suction Slab window Subduction Transform fault Volcanic arc
Ocean zones	Benthic Deep ocean water Deep sea Littoral Mesopelagic Oceanic Pelagic Photic Surf Swash
Sea level	Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis Future sea level Global Sea Level Observing System North West Shelf Operational Oceanographic System Sea-level curve Sea level rise Sea level drop World Geodetic System
Acoustics	Deep scattering layer Hydroacoustics Ocean acoustic tomography Sofar bomb SOFAR channel Underwater acoustics
Satellites	Jason-1 Jason-2 (Ocean Surface Topography Mission) Jason-3
Related	Acidification Argo Benthic lander Color of water DSV Alvin Marginal sea Marine energy Marine pollution Mooring National Oceanographic Data Center Ocean Explorations Observations Reanalysis Ocean surface topography Ocean temperature Ocean thermal energy conversion Oceanography Outline of oceanography Pelagic sediment Sea surface microlayer Sea surface temperature Seawater Science On a Sphere Stratification Thermocline Underwater glider Water column World Ocean Atlas
Oceans portal Category Commons