kraften hos havsvågsenergi

Havsvattenenergi kan förändra världen

Människor letar efter olika källor till förnybar energi för att minska luftföroreningar, utsläpp av växthusgaser och användningen av fossila bränslen. Sol- och vindenergi blir allt populärare, men har någon hört talas om havsproducerad energi?

Ofta för termen “förnybar energi” tankarna till solpaneler, vindkraftverk eller till och med geotermisk värme. Men de har flera nackdelar och är inte alltid så effektiva som havet kan vara. Solen skiner till exempel bara på dagarna och även det största av vindkraftverk fungerar inte utan vind. Med dessa källor är det praktiskt taget omöjligt att spara energi till senare. Det finns bara ett fåtal områden i världen där vinden producerar el hela tiden. 

Lösningen är havet som täcker 70 % av jordens yta. Det är en av de mest förekommande förnybara energikällorna på planeten. Envågsenergi kan driva ett elfordon hundratals kilometer och havet har potential att driva hela världen två gånger om.

Vågenergiteknik

Termisk energi från solens värme och mekanisk energi från tidvatten och vågor är två energikällor som havet kan tillhandahålla. Både vad gäller installerad kapacitet och investeringar förväntas våg- och tidvattenkraften öka dramatiskt i framtiden. De är de två huvudsakliga sätten att skörda energi från havet.

Enligt IRENA (International Renewable Energy Agency), lovande havsteknologier inkluderar:

  1. Vågenergi – omvandlar lagrad energi från havsvågor genom att oscillera vattenpelare som fångar upp luftfickor för att driva en turbin eller utnyttja vågrörelser.
  2. Tidvattenenergi – genereras av tidvattenområdesteknologier som samlar kraft eller tidvattenströms-/tidvattenströmsteknologier och hybridtillämpningar.
  3. Salthaltsgradientenergi – härrör från skillnader i saltkoncentrationer, såsom de som finns där floder rinner ut i havet. Sötvatten passerar över ett membran för att höja trycket i en tank med saltvatten.
  4. Havstermisk energiomvandling –  skapa energi från temperaturskillnaden mellan varmt ytsaltvatten och kallt havsvatten på 800–1 000 meters djup.

Det finns oro för kollisionsrisk, elektromagnetiska fält, undervattensljud och ekosystemförändringar. Ändå uppstår frågan om havsenergi är bra för miljön. Som framgår av forskningen, har havsenergiinstallationer inte visat sig orsaka ett allvarligt hot mot den marina miljön. Till skillnad från havsbrytning, skadas inte livsmiljön av att få energi från vattnet och det kan till och med hjälpa jorden.

Varför är havsenergi viktig?

En av de största farorna för havet är klimatförändringarna. De flesta vilda djur men också marina livsmiljöer lider på grund av stigande havstemperaturer och försurning. Havsenergi hjälper miljön genom att minska jordens kolproblem och rena luftföroreningar. De “rena” energikällorna genererar elektricitet utan att förorena luften och de släpper inte ut koldioxid i atmosfären.

Förnybara energikällor, vindkraftverk och havsbaserad plattform i vattnet.

Enligt Ocean Energy Technologies, några av de viktigaste fördelarna med havsenergiteknik är:

  • begränsning av klimatförändringar
  • konceptet att kombinera förnybara energikällor
  • konceptet att kombinera förnybara energikällor kombinerar kraftproduktion med avsaltning av vatten
  • ger kraft till slutanvändningssektorer
  • erbjuder fast kapacitet

Havsenergi är mer förutsägbar än andra former av variabel förnybar energi (VRE, variable renewable energy). Especially when connected with offshore wind energy, it supplies electricity because the waves last longer following the wind speed.

Som rapporterats av Economist Group’s World Ocean Initiative, hjälper installation av mer havsenergi andra kolfria, förnybara energikällor, som vind- eller solenergi. Havets vatten rör sig alltid. Även när solen inte skiner och vinden inte blåser är havsenergi idealisk för att upprätthålla strömförsörjningen.

Hur fungerar vågenergi?

Havsvågor omvandlas till elektricitet med vågenergiomvandlare (WEC, wave energy converters) eller enheter. Vågorna rör omvandlaren och det skapar elektricitet. Eftersom vågkraften är begränsad till områden nära havet. När vattnet blir grundare kan det inte längre röra sig i cirklar. “Svallet” producerar de vågenergisystem som är baserade på vattnets rörelse. Det är så kraft produceras.

Abstrakta system för att generera elektricitet från vattnet.

Vågenergi är mycket förutsägbar och kan utvecklas nära ledningscentra för att minska överföringsbehoven. Dessutom kan energin i havsvatten driva distribuerade applikationer. Några av dem är avsaltningsanläggningar som avlägsnar salt från saltvatten till förmån för samhällen med vattenbrist och militärbaser.

Havet är en oändlig förnybar energikälla för att skapa elektricitet till världen. Generellt, teorin om potentiell energibedömning av havet kan nå 100 000 TWh/år (medan världens elförbrukning är 16 000 TWh/år).

Nguyen, P. and Dong, V. (2019) “Ocean Energy – A Clean Energy Source”, European Journal of Engineering and Technology Research.

Utmaningar inom förnybar havsenergi 

Många ingenjörer och forskare undrar hur man framgångsrikt kan generera energi till havs. Det finns vissa fördelar och nackdelar med vågenergi. Som installatör eller energiingenjör bör du vara medveten om för- och nackdelar med vattenkraft.

Inverkan på den naturliga miljön

För att samla energi från vågor måste ofta stora maskiner placeras under vattnet. Det finns en oro att dessa enheter kan störa havsbottnen och varelser nära stranden, som krabbor eller sjöstjärnor? 

Det är avgörande att investera i godkända enheter. Havsenergimaskiner är vanligtvis snabba och tysta att installera så att de lugnt kan samexistera med all slags flora och fauna. Tidvattenturbiner och vågenergimaskiner är synkroniserade med havets rörelser. De arbetar avsevärt långsammare än vindkraftverk i luften. Dessutom är det osannolikt att djuren som lever i närheten av de elektromagnetiska fälten kommer att skadas.

Havsenergistation, i synnerhet hur turbintekniken fungerar under vatten.

Lämpliga platser

Marintekniker måste ta hänsyn till många faktorer innan de skickar ut maskiner till havet. Utrustningen kan även störa privata och kommersiella fartyg. Havsenergistationer måste finnas nära kusten för att fungera korrekt. Men ofta är dessa områden avsädda för lastfartyg, för kryssningar eller strandgäster. 

Byggandet av en vågenergikälla kommer att beröra alla dessa människor och fartyg. Dessutom är vågenergi inte ett alternativ för ren energi för alla. Landlåsta länder och städer långt från havet måste hitta alternativa kraftkällor.

Effektiv utrustning

Vågenergianordningar som genererar energi från havsvågor måste kunna motstå en instabil, ogästvänlig och oordnad miljö. De minsta elementen måste undersökas för att den ska vara fullt fungerande och ekonomiskt genomförbar, från de höga krafterna som appliceras på den till hur komponenterna tål upprepad exponering för havsvatten.

Vattenkraften har påverkat designen och tillverkningen av maskiner från vattendrivna bruk sedan det första vattenkraftverket 1882. Nu erbjuder tekniken de moderna vattenkraftverken som hjälper till med omställningen av ren energi genom att leverera nödvändiga tjänster för el, flexibilitet, lagring och klimatskydd.

OWC-turbinteknik

Utmaningen med (OWC, oscillating water column)-turbinteknologi är att uppnå en hög verkningsgrad vid en mängd olika driftsförhållanden. Luftflödet ändrar inte bara riktning när det rör sig fram och tillbaka, utan det varierar också mellan noll och 100 procent. Samtidigt måste axeln rotera i samma riktning (dvs medurs rotation).

Olika typer av förnybara, miljövänliga energikällor i cirklarna, mot naturlandskapets bakgrund.

Tekniken växer snabbt och med allmänhetens ökande förståelse för förnybara och icke-förnybara resurser måste människor luta sig mot mer miljövänliga energikällor. Effekten av arbete på OWC-turbintekniken är HydroAir-turbinen som har många fördelar, inklusive miljövänliga produkter (utsläppsfria och med lågt buller), med en rörlig del, minskat underhåll och minimerat fotavtryck.

Framtiden för havsenergi

Vågenergi har en enorm potential att tillfredsställa behovet av ren energi i framtiden. Det är en möjlighet att fylla energigapet med vågenergi. Men för att skydda miljön måste det göras på ett hållbart sätt och i harmoni med det marina ekosystemet. 

Havets livsmiljö är en prioritet för projektutvecklare. Forskare måste studera var de ska installeral omvandlare för att säkerställa att vattnets ekosystem inte kommer att skadas. En del av utrustningen avger ljud eller har kablar som vissa arter kan trassla in sig i. Många maskiner kan orsaka djurförflyttningar. Det är därför avgörande att investera i beprövad utrustning.

För att förvärva havsenergi bör tillverknings- och transportindustrin fokusera på styrtekniklösningar, HMI:er och automation för marina applikationer. För att skydda ekosystemet är det viktigt att använda godkända anordningar och söka företag som erbjuder innovativa och certifierade lösningar för fartyg och offshoreplattformar.


Total
6
Shares
Tidigare inlägg
New-Commercial-Space-Capsule-Orbiting-Planet-Earth.-3D-illustration.

Hur byggdes den återanvändbara raketen SpaceX Falcon 9?

Nästa inlägg

Ethernet utökar sin räckvidd till industriella automationssensorer och ställdon genom SPE-nätverksteknik

Relaterade inlägg