Что такое энергия волн и как энергия волн преобразуется в электричество сохранить энергию будущего

Тема возобновляемой энергии считается вечно актуальной, тем более в мире, где доминирует ископаемое топливо. О возобновляемой энергии много говорят в нынешнем мире, поскольку она безгранична, а это означает, устойчивая и не выделяет тепличных газов, которые наносят вред внешней среде и человеческому здоровью. Традиционным примером возобновляемой энергии считается энергия волн.

Энергия волн появилась еще во второй половине 90-ых годов XVIII века, когда Жирар и его сыновья подали патент на применение энергии волн в Париже. Современное применение энергии волн началось в Японии в первой половине 40-ых годов двадцатого века, когда она была разработана Йошио Масудой, бывшим японским военно-морским начальником, который считается отцом сегодняшней технологии применения энергии волн. Волновая энергия стала популярной исключительно после нефтяного кризиса 1963 года, когда профессор Стивен Хью Солтер изобрел одноимённое волновое энергетическое устройство Salter duck, какое было способно преобразовывать 90% волнового движения в электричество, генерируя 80% КПД.

Что такое энергия волн и как энергия волн преобразуется в электричество сохранить энергию будущего

Волновая энергия, также популярная как энергия океана или энергия морских волн, — это энергия, получаемая из океана или морских волн. Строгое вертикальное движение поверхностных волн океана содержит приличное количество кинетической энергии (энергии движения), которая улавливается технологиями волновой энергии для выполнения полезных задач, к примеру, выработки электрической энергии, опреснения воды и перекачки воды в резервуары.

Волновая энергия или энергия волн — это, в сущности, энергия, получаемая от волн. Когда ветер дует по поверхности моря, он передает энергию волнам. Они считаются мощными энергетическими источниками. Выход энергии измеряется скоростью волны, высотой волны, длиной волны и плотностью воды.

Чем сильнее волны, тем возможностей больше для производства энергии. Полученная энергия может быть применена для производства электроэнергии, электростанций или перекачки воды. Получить энергию от волновых генераторов непросто, и собственно благодаря этому в мире довольно мало волновых генераторов.

Когда вы обращаете внимание на пляж и видите волны, разбивающиеся о берег, вы наблюдаете энергию волн. Она не осваивается и не применяется в интересах кого-либо в этом государстве, однако она там формирует энергию. А некоторые находчивые люди скажут, что она только и ждет, чтобы ее применяли, чтобы сделать нашу жизнь лучше, а потребление энергии чище и дешевле. Энергию волн часто перемешивают с энергетикой приливов и отливов, что абсолютно другое.

Но как появляются эти волны? Когда ветер дует по водной поверхности очень сильно, он создаёт волны. Очень часто и сильнее всего это происходит на океане из-за отсутствия суши, которая могла бы сопротивляться силе ветра.

Волновая энергетика

Виды волн, которые появляются в зависимости от места их воздействия. Длинные, стойкие волны, которые бесконечно набегают на берег, быстрее всего, появляются в результате штормов и сложных атмосферных условий вдалеке от берега. Сила штормов и их влияние на поверхность воды настолько мощны, что могут вызвать волны на берегах другого полушария. К примеру, когда в 2011 году на Японию обрушилось мощное цунами, оно вызвало мощные волны на берегу Гавайских островов и даже на пляжах штата Вашингтон.

Если вы видите высокие, неспокойные волны, они очень быстро поднимаются и опускаются, быстрее всего, это волны, сделанные близлежащей погодной системой. Такие волны обычно появляются не так давно. Потом энергия таких волн может быть применена при помощи преобразователя энергии волн (WEC).

Как энергия волн превращается в электричество?

Чтобы применять энергию волн и заставить ее производить энергию для нас, мы должны отправиться туда, где есть волны. Успешное и доходное применение энергии волн в больших масштабах происходит только в нескольких регионах по всему миру. Эти места включают штаты Вашингтон, Орегон и Калифорния и прочие районы вдоль побережья на западе Северной Америки. Сюда также относятся берега Шотландии Африки и Австралии.

Энергия волн — это, в сущности, конденсированная форма энергии солнца, производимой ветром, дующим по поверхности океанской воды, которая потом может быть применена в качестве энергетического источника. Когда интенсивные лучи солнца попадают в атмосферу, они греют ее. Интенсивность солнечных лучей, попадающих в атмосферу Земли, существенно отличается в самых различных частях света. Такой разброс атмосферной температуры по всему миру приводит к тому, что погодный воздух передвигается из более жарких регионов в намного холодные, порождая ветры.

Когда ветер скользит над поверхностью океана, часть кинетической энергии ветра переносится на воду под ним, что приводит к образованию волн. В сущности, океан можно рассматривать как громадное хранилище энергии, которую лучи солнца передают океанам, а волны переносят переданную кинетическую энергию по поверхности океана. Если из этого исходить, делаем вывод, что волны — это форма энергии, и собственно эта энергия, а не вода, скользит по поверхности океана.

Эти волны способны передвигаться по просторам океана, не теряя одновременно много энергии. Но, когда они могут достигать линии берега, где глубина воды существенно мала, их скорость уменьшается, тогда как их размер сильно возрастает. По завершению волны ударяются о линию берега, высвобождая большое количество кинетической энергии.

Преобразователь волновой энергии (ПВЭ)

Энергия волн, ударяющих в берег, превращается в электричество при помощи преобразователя энергии волн (WEC), в сущности, электростанции. Рабочий принцип этой электростанции одновременно прост и гениален. Это закрытая камера с отверстием под морем, которое дает возможность сильным морским волнам поступать в камеру и обратно.

Водный уровень в камере подымается и опускается в соответствии с ритмом волн, поэтому воздух нагнетается вперед и назад через турбины, соединенные с верхним отверстием в камере. Сжатый и разжатый воздух обладает достаточной силой для приведения в движение турбин. Турбина двигается в одном направлении под действием воздушного потока, проходящего через турбину взад и вперед. Турбина вращает вал, совмещённый с генератором.

Генератор формирует электрическую энергию, которая подается в электросети, а потом поступает в центры спроса и распределительные линии, объединяющие отдельные дома и предприятия промышленности. Преимущество данного преобразователя энергии волн состоит в том, что даже существенно низкие волновые движения могут создавать достаточный воздушный поток для поддерживания движения турбины для выработки энергии.

Детальнее о преобразователе энергии волн можно прочесть на ресурсе SINN Power.

Плюсы волновой энергии

Высокая предсказуемость

Характер прихода волн в высокой степени предсказуем. Они приходят днем и ночью и укрывают больше энергии, чем прочие возобновляемые источники, например ветер и солнце. Энергия ветра и энергия солнца, с другой стороны, очень непредсказуемы.

Скорость ветра внезапно уменьшается, что оказывает влияние на производство электрической энергии. Энергия солнца зависит от действия солнца, поэтому облачность и ночные часы существенно уменьшают это действие, что приводит к уменьшению эффективности.

Это возобновляемая форма энергии

Возобновляемость означает, что это безграничный ресурс. Он не нуждается во вмешательстве человека, чтобы продолжать существовать. Никто не осмелился высказать предположение, что океаны и моря когда-нибудь пропадут. Люди будут продолжать применять его до самого конца. Этот аспект делает энергию волн надежным и успешным энергетическим ресурсом.

Энергия волн считается экологически чистой

Энергия волн считается полностью чистым энергетическим источником, другими словами она не выделяет в атмосферу опасных тепличных газов. Ископаемые виды топлива, к примеру, нефть, уголь и газ, вносят очень большой депозит в загрязнение внешней среды, поскольку выделяют в атмосферу опасные парниковые газы, включая двуокись углерода, закись азота, метан и озон.

Создание "зеленых" мест для работы

Общины, проживающие в отдаленных районах, и упадочные отрасли промышленности, например кораблестроение, несут самую большую тяжесть безработицы и экономичной неустойчивости из-за отсутствия электрической энергии.

Сектор волновой энергии имеет потенциал для создания многих зеленых возможностей как для удалённого, так же и для городского населения, поскольку удалённые районы, которые не могут быть охвачены обычным электроснабжением, хорошо обслуживаются волновой энергетикой.

ВИДЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В МОРЕ

Экспоненциальный рост удалённых районов

Энергия волн может быть направлена в далекие районы, а это значит возникновение промышленности и бизнеса. В таких отдаленных районах будет наблюдаться сильный экономический рост.

Безопасность энергоснабжения

Создание мощной сферы услуг волновой энергии может существенно помочь стране избавиться от чрезмерной зависимости от ископаемого топлива. Рынок ископаемого топлива в большой мере нестабилен и может нанести ущерб экономике, если появится его дефицит. Энергия волн — правильный способ одолеть этот разрыв в волатильности, потому что она дешева, надежна и эффективна.

Земля остается неповрежденной

Волновые электростанции могут быть размещены в море, что уменьшает любой риск, связанный с загрязнением почвы. Помимо того, земля остается в собственном естественном состоянии, в отличии от добычи ископаемого топлива, которая требует значительных объемов работ с землей, в результате которых земля сильно повреждается.

Недостатки волновой энергии

Высокие первоначальные капитальные затраты

Строительство волновых электростанций требует очень больших капитальных затрат. Обслуживание энергетических установок, подключение к электрической сети, волновые ресурсы, ожидаемое снижение стоимости энергии после того, как сфера услуг будет запущена, и срок годности технологии — вот только некоторые из переменных факторов, повышающих стоимость энергии волн. Определение фактической стоимости также затруднено, поскольку волновая энергия находится на ранней стадии развития.

Переменчивость величины волн способна повредить оборудование

Величина волны в морях непредсказуемая. Иногда они приходят с яростью и могут вызвать большой износ турбин, генерирующих энергию волн. Повреждение данного оборудования может быть очень дорогим с точки зрения ремонта. Это также означает завершение подачи электрической энергии.

Повреждение экосистемы морской жизни

Оффшорные проекты волновой энергетики более экстремальные, чем наземные. Проекты в себя включают платформы, кабели, турбины, соединения, дноуглубительные работы и многое иное. В экологическом плане, мелководье считается плодородной средой для размножения и отдыха большинства обитателей моря.

Таким образом, деятельность, связанная со строительством и работой волновой электростанции, максимально влияет на морскую экосистему. Случайные утечки или разливы гидравлических жидкостей на станции могут потенциально загрязнить воду, что приводит к гибели обитателей моря.

Недостаток расположения

Недостатком волновой энергии считается расположение. Люди или города, размещенные вблизи океанов и морей, смогут воспользоваться плодами энергии волн. Поскольку источник волновой энергии ограничен океанами и морями, его нельзя применять для обслуживания всего жителей государства. Это значит, что города, деревни и страны, не размещенные вблизи подобных водоемов, не смогут воспользоваться плодами энергии волн.

Экологические проблемы

Хотя энергия волн считается чистым энергетическим источником, шум, производимый генераторами установок, может быть невыносимым для некоторых здешних жителей. Помимо того, установки нарушают натуральный красивый вид океана. Однако шум волн в множестве случаев уравнивает шум, производимый генераторами.

Когда плюсы и минусы энергии волн рассматриваются рядом, плюсы существенно перевешивают недостатки, тем более в наше время, когда все сосредоточены на возобновляемых формах энергии. Ископаемое топливо оказалось вредным для человеческого здоровья и внешней среды, поэтому ожидайте, что большинство кабинетов министров расширят производство энергии волн.

Итак, теперь, когда вы знаете, возможно, в следующий раз, когда вы посмотрите на пляж, вы сможете увидеть что то большее, чем просто волны.

Что такое энергия воды Расскажем об электроэнергетике Электроэнергетика как новый источник энергии

Ссылки:

наука.howstuffworks.com