De golf- of golfenergie Het is de mechanische energie die door de golven wordt opgewekt en die wordt omgezet in elektrische energie. Het is de kinetische energie van water, geproduceerd door de energie van de wind in zijn wrijving met het oppervlak van watermassa's..
Deze kinetische energie wordt door turbines omgezet in elektrische energie, zijnde een hernieuwbare en schone energie. De antecedenten van het gebruik van deze energie dateren uit de 19e eeuw, maar het is aan het einde van de 20e eeuw wanneer het een vlucht begint te nemen..
Tegenwoordig zijn er een groot aantal systemen voorgesteld om te profiteren van golfenergievormen. Deze omvatten golfoscillatie, golfschok of drukvariaties onder de golf..
Het algemene principe van deze systemen is vergelijkbaar en bestaat uit het ontwerpen van apparaten die de kinetische energie van de golven omzetten in mechanische energie en vervolgens in elektrische energie. Het ontwerp en de uitvoering zijn echter zeer variabel en kunnen zowel aan de kust als op zee worden geïnstalleerd..
Uitrusting kan worden ondergedompeld, half ondergedompeld, drijvend of op de kustlijn gebouwd. Er zijn systemen zoals Pelamis, waarbij de opwaartse beweging van de golven hydraulische systemen activeert door stuwkracht die motoren activeren die zijn gekoppeld aan elektrische generatoren..
Anderen profiteren van de kracht van de golven bij het breken aan de kust, hetzij door hydraulische zuigers of luchtkolommen die turbines bewegen te duwen (Voorbeeld: OWC-systeem, Oscillerende Waterkolom).
In andere ontwerpen wordt de kracht van de golf gebruikt terwijl deze op de kust breekt om deze te kanaliseren en reservoirs te vullen. Vervolgens wordt de potentiële energie van het opgeslagen water gebruikt om turbines door zwaartekracht te laten bewegen en elektrische energie op te wekken..
Golfenergie heeft ongetwijfeld voordelen, aangezien het hernieuwbaar, schoon, gratis is en een lage impact op het milieu heeft. Het brengt echter enkele nadelen met zich mee die verband houden met de omgevingsomstandigheden waarin de apparatuur werkt en de kenmerken van de golven..
De omstandigheden van het mariene milieu stellen de constructies bloot aan corrosie door salpeter, de inwerking van zeefauna, hoge zonnestraling, wind en stormen. Daarom kunnen de werkomstandigheden, afhankelijk van het type systeem, moeilijk zijn, vooral in ondergedompelde of verankerde offshore-systemen..
Evenzo is onderhoud duur, vooral bij offshore-systemen, aangezien de ankers periodiek moeten worden gecontroleerd. Aan de andere kant kunnen ze, afhankelijk van het systeem en het gebied, een negatieve invloed hebben op navigatie-, visserij- en recreatieactiviteiten..
Artikel index
Het heeft zijn antecedenten in de 19e eeuw toen de Spanjaard José Barrufet patenteerde op wat hij "marmotor" noemde. Deze machine produceerde elektriciteit uit de verticale oscillatie van de golven en werd pas in de jaren 80 van de 20e eeuw op de markt gebracht.
Het apparaat van Barrufet bestond uit een reeks boeien die met de golven op en neer slingerden en een elektrische generator aandreven. Het systeem was niet erg efficiënt, maar kon volgens de uitvinder 0,36 kW genereren.
Tegenwoordig zijn er meer dan 600 patenten om te profiteren van de kracht van de golven om elektrische energie op te wekken. Deze kunnen werken door middel van de kracht die wordt geproduceerd door de verticale oscillatie of die wordt gegenereerd door de impact van de golf op de kust..
De werking van golfkrachtsystemen is afhankelijk van de beweging waarvan u wilt profiteren van de golven. Er zijn drijvende of verankerde systemen aan land die profiteren van de verticale oscillatie van het water, terwijl andere de kracht van de schok van de golven aan de kust opvangen.
Evenzo zijn er die de variatie van druk onder het oppervlak van de golf gebruiken. In sommige gevallen zorgt de kinetische energie van de golven ervoor dat het zeewater kan worden opgeslagen en kan profiteren van zijn potentiële energie (val door de zwaartekracht) om elektrische turbines te activeren.
In andere systemen produceert de mechanische energie van de golven bewegingen van hydraulische zuigers of luchtmassa's die hydraulische motoren of turbines activeren om elektriciteit op te wekken..
Deze systemen kunnen semi-ondergedompeld of ondergedompeld zijn en profiteren van de oscillerende beweging veroorzaakt door onshore deining. Sommige systemen gebruiken de kracht van de oppervlaktezwelling en andere de diepe beweging.
Er zijn systemen van gelede segmenten, zoals de Pelamis of "zeeslang", waarin de golven gelede modules bewegen die hydraulische motorsystemen activeren die zijn gekoppeld aan elektrische generatoren..
Een ander alternatief is de Salter eend, waar boeien die aan een as zijn bevestigd een stampbeweging uitvoeren met de golven, waarbij ook hydraulische motoren worden geactiveerd. Aan de andere kant is er een hele reeks voorstellen gebaseerd op boeien waarvan de oscillatie ook hydraulische systemen activeert.
De Archimedean Wave Oscillator bestaat uit twee cilinders die in serie zijn gemonteerd op een constructie die aan de zeebodem is verankerd. De bovenste cilinder heeft zijmagneten en beweegt verticaal naar beneden met de druk van de golf.
Wanneer de cilinder naar beneden gaat, drukt hij op de onderste cilinder die lucht bevat en, naarmate de druk van de golf meebrengt, drijft de luchtdruk het systeem omhoog. Door de verticale oscillerende beweging van de gemagnetiseerde cilinder kan elektriciteit worden opgewekt door middel van een spoel.
Het bestaat uit een drijvend platform dat aan de bodem is vastgemaakt met vinnen waarmee het water kan opvangen dat door de golven wordt bewogen, waardoor de constructie onder water komt te staan. Het water hoopt zich op en wordt vervolgens door een centrale kolom door een turbine gecirculeerd.
Deze systemen worden aan de kust geïnstalleerd en profiteren van de energie die wordt opgewekt door het breken van de golven. De beperking van deze systemen is dat ze alleen werken aan kusten met sterke golven.
Een voorbeeld is het systeem ontworpen door de Baskische ingenieur Iñaki Valle, dat bestaat uit een platform dat met een magneet op rails verankerd is aan de glooiende kust. De golf duwt de magneet omhoog, hij daalt door de zwaartekracht en de beweging zet een spoel aan om elektriciteit te produceren.
Het bestaat uit een systeem van platen die heen en weer oscilleren met de eb en vloed van de golven en deze beweging, door middel van een zuigerpomp, activeert de elektrische turbine..
In dit geval gaat het om drijvende platen die aan de kust zijn verankerd die de kracht van het breken van de golf opvangen en een hydraulisch systeem activeren. De hydraulische motor drijft op zijn beurt een turbine aan die elektriciteit opwekt.
Het bestaat uit een reeks ondergedompelde boeien die aan de zeebodem zijn verankerd en waarvan de trilling hydraulische pompen activeert die zeewater naar de kust transporteren. Het opgepompte water activeert een turbine om elektriciteit op te wekken.
Er zijn een aantal systemen die zeewater in tanks opslaan en vervolgens door de zwaartekracht Kaplan-turbines kunnen activeren en elektriciteit kunnen opwekken. Het water bereikt de tanks aangedreven door de golf zelf zoals in het TAPCHAN-systeem (Tapered Channel Wave Power System) of de SSG Wave Energy (Sea-wave Slot-cone Generator).
In andere gevallen wordt de kracht van het water aangedreven door de golven gebruikt om een luchtkolom te verplaatsen die, wanneer het door een turbine gaat, elektriciteit opwekt.
In het OWC-systeem (Oscillating Water Column) komt het water in de golfstroom bijvoorbeeld via een kanaal binnen en drijft het de binnenlucht aan. De luchtkolom stijgt door een schoorsteen en gaat door de turbine naar buiten.
Terwijl het water zich terugtrekt in de eb van de golven, komt de lucht weer de schoorsteen binnen en beweegt de turbine weer. Dit heeft een ontwerp waardoor het in beide stromen in dezelfde richting beweegt.
Een ander soortgelijk systeem is de ORECON, waarbij de oscillatie van het water in de kamer een vlotter aandrijft die op zijn beurt de lucht aandrijft om door de turbine te stromen. Dit systeem werkt gelijkelijk door lucht in beide richtingen te verplaatsen.
Het is een energie uit een vrijwel onuitputtelijke natuurlijke bron zoals de oceaangolven.
De bron van golfenergie zijn oceaangolven, waarover geen economisch eigendom wordt uitgeoefend.
Golfenergie genereert geen afval en de tot dusver voorgestelde systemen voor het gebruik ervan genereren geen relevant afval in het proces..
Elke inmenging in het water- of kustmilieu heeft enige impact op het milieu, maar de meeste voorgestelde systemen hebben een geringe impact.
Sommige golfenergiesystemen maken de winning van zeewater mogelijk om ontziltingsprocessen uit te voeren en drinkwater te verkrijgen, of voor de productie van waterstof.
Bijvoorbeeld degenen die actief zijn in het opvangen en opslaan van zeewater aan de kust, zoals de TAPCHAN en de SSG Wave Energy.
De meeste nadelen zijn niet absoluut, maar hangen af van het specifieke golfsysteem dat we evalueren..
De snelheid van energieproductie hangt af van het willekeurige gedrag van de golven in regelmaat en kracht. Daarom zijn de gebieden waar het gebruik van deze energie effectief kan zijn, beperkt..
De amplitude en richting van de golf hebben de neiging onregelmatig te zijn, dus het binnenkomende vermogen is willekeurig. Dit maakt het moeilijk voor het apparaat om maximale prestaties te verkrijgen over het gehele frequentiebereik en het energieomzettingsrendement is niet hoog..
Het onderhoud van de betrokken constructies brengt bepaalde moeilijkheden en kosten met zich mee, gezien de corrosieve effecten van mariene salpeter en de impact van de golven zelf. In het geval van offshore- en onderwaterinstallaties stijgen de onderhoudskosten vanwege toegangsproblemen en de noodzaak van periodiek toezicht..
De constructies om golfenergie op te vangen en om te zetten in elektrische energie worden blootgesteld aan extreme omstandigheden in het mariene milieu. Deze omvatten onder meer vochtigheid, salpeter, wind, regen, stormen, orkanen..
Stormen betekenen dat het apparaat 100 keer hogere belastingen dan de nominale belasting moet weerstaan, wat schade of totale schade aan de apparatuur kan veroorzaken.
Het zeeleven is ook een factor die de functionaliteit van uitrusting zoals grote dieren (haaien, walvisachtigen) kan beïnvloeden. Aan de andere kant hechten tweekleppige dieren en algen zich aan het oppervlak van de apparatuur, waardoor de kwaliteit aanzienlijk wordt aangetast..
De initiële economische investering is hoog vanwege de vereiste apparatuur en de moeilijkheden bij de installatie. De apparatuur heeft speciale materialen en coatings nodig, hermetische en verankeringssystemen.
Afhankelijk van het type systeem dat wordt gebruikt, kunnen deze de navigatie, de visserij en de toeristische attractie in de omgeving beïnvloeden..
Hoewel het potentieel van de Middellandse Zee laag is in termen van golfenergie, is het in de Cantabrische Zee en in de Atlantische Oceaan erg hoog. In de Baskische stad Mutriku is in 2011 een energiecentrale gebouwd met 16 turbines (300 kW vermogen).
In Santoña (Cantabrië) is er nog een golfenergiecentrale die 10 ondergedompelde boeien gebruikt om te profiteren van de verticale oscillatie-energie van de golven en om elektriciteit op te wekken. Op de Canarische Eilanden zijn er verschillende projecten om golfenergie te stimuleren vanwege de gunstige omstandigheden van hun kusten.
In 2008 installeerde het bedrijf Ocean Power Delivery (OPD) drie Pelamis P-750-machines op 5 km van de Portugese kust. Deze zijn gelegen nabij Póvoa de Varim, met een geïnstalleerd vermogen van 2,25 MW.
OWC-technologie wordt gebruikt op het eiland Orkney, waar sinds 2000 een systeem is geïnstalleerd genaamd LIMPET. Dit systeem heeft een maximale productie van 500 KW.
In 2004 een proefproject van het type Wave Draak in Denemarken, zijnde de afmetingen van 58 x 33 m en met een maximaal vermogen van 20 KW.
De installatie van een installatie van het SSG Wave Energy-systeem in Svaaheia (Noorwegen) is aan de gang.
In 2002 werd in New Jersey een proefproject voor een Power Buoy-apparaat geïnstalleerd met een offshore-boei van 5 m in diameter, 14 m lang en met een maximaal vermogen van 50 kW..
In Oregon werd een SSG Wave Energy-proeffabriek geïnstalleerd in de haven van Garibaldi. Evenzo promoten ze in Hawaï hernieuwbare energiebronnen en, in het geval van het eiland Maui, is golfenergie de belangrijkste hernieuwbare bron..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.