Морская энергетика
| Часть серии о |
| Устойчивая 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 можно использовать 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]
| Форма | Ежегодный поколение |
|---|---|
| Энергия приливов | >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 [ править ]
Океаны представляют собой огромный 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.
тока Сила морского
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 [ править ]
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 [ править ]
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 [ править ]
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 [ править ]
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 [ править ]
- Сбор энергии
- Гидроэнергетика
- Морская текущая мощность
- Возобновляемая энергия
- Коммерциализация возобновляемых источников энергии
Ссылки [ править ]
- ^ 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 [ править ]
- 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 [ править ]
- Соглашение о реализации энергетических систем океана
- Европейская ассоциация энергетики океана
- Европейский центр морской энергетики (EMEC)
- Совет по энергии океана
- SuperGen Британский центр исследований морской энергетики
- Marine Energy Times, информационный сайт
- Тетис - Воздействие ветра и морских возобновляемых источников энергии на окружающую среду
| Мощность волны |  | |
|---|---|---|
| Приливная сила | ||
| Другой | ||
