ENERHIYA NG WAVE: KASAYSAYAN, KUNG PAANO ITO GUMAGANA, PAKINABANG, KAWALAN - KAPALIGIRAN - 2024

Ang lakas ng alon o alon - ang lakas ay ang mekanikal na enerhiya na nabuo ng alon at kung saan ay binago sa elektrikal na enerhiya. Ito ang kinetic enerhiya ng tubig, na ginawa ng enerhiya ng hangin sa alitan nito sa ibabaw ng mga katawan ng tubig.

Ang kinetic na enerhiya na ito ay binago ng mga turbin sa de-koryenteng enerhiya, pagiging isang mababago at malinis na enerhiya. Ang kasaysayan ng paggamit ng enerhiya na ito ay nag-date sa ikalabinsiyam na siglo, ngunit ito ay sa pagtatapos ng ikadalawampu siglo kapag nagsisimula itong mag-boom.

Kapangyarihan ng mga alon. Pinagmulan: Mostafameraji

Ngayon mayroong isang malaking bilang ng mga system na iminungkahing upang samantalahin ang mga form ng enerhiya ng alon. Kasama dito ang pag-oscillation ng alon, shock shock, o mga pagkakaiba-iba ng presyon sa ilalim ng alon.

Ang pangkalahatang prinsipyo ng mga sistemang ito ay magkatulad at binubuo ng pagdidisenyo ng mga aparato na nagbabago ng kinetic energy ng mga alon sa mechanical mechanical at pagkatapos ay sa de-koryenteng enerhiya. Gayunpaman, ang disenyo at pagpapatupad ay lubos na nagbabago, at maaaring mai-install sa baybayin o sa baybayin.

Ang kagamitan ay maaaring lumubog, semi-lubog, lumulutang, o itayo sa baybayin. Mayroong mga sistema tulad ng Pelamis, kung saan ang paitaas na paggalaw ng mga alon ay nagpapa-aktibo ng mga haydroliko na sistema sa pamamagitan ng thrust na nag-activate ng mga motor na kaisa sa mga electric generator.

Sinasamantala ng iba ang lakas ng alon kapag kumalas sa baybayin, alinman sa pamamagitan ng pagtulak ng haydroliko na mga piston o mga haligi ng hangin na gumagalaw ng turbines (Halimbawa: OWC system, Oscillating Water Column).

Sa iba pang mga disenyo, ang lakas ng alon ay ginagamit habang nakakasira sa baybayin upang ma-channel ito at punan ang mga reservoir. Kasunod nito, ang potensyal na enerhiya ng naka-imbak na tubig ay ginagamit upang ilipat ang mga turbine sa pamamagitan ng grabidad at makabuo ng de-koryenteng enerhiya.

Ang enerhiya ng wave ay walang duda na mga kalamangan, dahil ito ay mababago, malinis, walang bayad at may mababang epekto sa kapaligiran. Gayunpaman, nagsasangkot ito ng ilang mga kawalan na nauugnay sa mga kondisyon ng kapaligiran kung saan gumagana ang kagamitan at mga katangian ng mga alon.

Ang mga kondisyon ng kapaligiran sa dagat ay sumasailalim sa mga istruktura sa kaagnasan mula sa saltpeter, ang pagkilos ng marine fauna, mataas na solar radiation, hangin at bagyo. Samakatuwid, depende sa uri ng system, ang mga kondisyon sa pagtatrabaho ay maaaring maging mahirap, lalo na sa mga lubog o naka-angkla na mga sistemang malayo sa pampang.

Gayundin, ang pagpapanatili ay magastos, lalo na sa mga sistemang malayo sa pampang, dahil ang mga anchor ay dapat suriin nang pana-panahon. Sa kabilang banda, depende sa system at lugar, maaari silang magkaroon ng negatibong epekto sa mga aktibidad sa boating, fishing at libangan.

Kasaysayan

Mayroon itong antecedents nito noong ika-19 na siglo nang patayan ng Spanish na si José Barrufet ang tinatawag niyang "marmotor". Ang makina na ito ay gumawa ng koryente mula sa patayo na pag-oscillation ng mga alon at hindi nai-komersyo hanggang 80s ng ika-20 siglo.

Ang patakaran ng Barrufet ay binubuo ng isang serye ng mga buoy na naka-oscillated pataas at pababa sa mga alon, na nagmamaneho ng isang de-koryenteng generator. Ang sistema ay hindi masyadong mahusay ngunit, ayon sa tagagawa nito, may kakayahang makabuo ng 0.36 kW.

Ngayon mayroong higit sa 600 na mga patente upang magamit ang lakas ng alon upang makabuo ng de-koryenteng enerhiya. Maaari itong gumana sa pamamagitan ng puwersa na ginawa ng patayong pag-oscillation o na nabuo ng epekto ng alon sa baybayin.

Paano gumagana ang enerhiya ng alon?

Pelamis converter sa Peniche, Portugal. Pinagmulan: Dipl. Ing. Guido Grassow

Ang pagpapatakbo ng mga sistema ng lakas ng alon ay nakasalalay sa kilusan na nais mong samantalahin mula sa mga alon. May mga lumulutang o naka-angkla na mga sistema sa dalampasigan, na sinasamantala ang patayo na pag-oscillation ng tubig, habang ang iba ay nakakakuha ng lakas ng alon ng alon sa baybayin.

Gayundin, mayroong mga gumagamit ng pagkakaiba-iba ng presyon sa ilalim ng ibabaw ng alon. Sa ilang mga kaso, ang kinetic enerhiya ng mga alon ay nagpapahintulot sa tubig ng dagat na maimbak at samantalahin ang potensyal na enerhiya (pagkahulog ng gravity) upang maisaaktibo ang mga electric turbines.

Sa iba pang mga system, ang mekanikal na enerhiya ng mga alon ay gumagawa ng mga paggalaw ng mga haydroliko na piston o masa ng hangin na nagpapa-aktibo ng mga haydroliko na motor o turbina upang makabuo ng koryente.

- Lumulutang o naka-angkla na mga sistema sa labas

Ang mga sistemang ito ay maaaring semi-lubog na tubig o lumubog at samantalahin ang oscillating na kilusan na sanhi ng mga onshore waves. Ang ilang mga system ay gumagamit ng lakas ng pag-swell ng ibabaw at ang iba ay ang malalim na paggalaw.

Ang swell ng ibabaw

Mayroong mga system ng mga articulated segment, tulad ng Pelamis o "sea ahas", kung saan ang mga alon ay gumagalaw ng mga articulated modules na nag-activate ng mga haydroliko na sistema ng motor na isinama sa mga electric generator.

Ang isa pang kahalili ay ang Salter Duck, kung saan ang mga buoy na naayos sa isang axis ay nagsasagawa ng isang paggalaw ng paggalaw na may mga alon, din ang pag-activate ng haydroliko na motor. Sa kabilang banda, mayroong isang buong serye ng mga panukala batay sa mga buoy na ang pag-oscillation ay nagpapa-aktibo din ng mga hydraulic system.

Malalim na paggalaw na paggalaw

Ang Archimedean Wave Oscillator ay binubuo ng dalawang cylinders na naka-mount sa serye sa isang istraktura na naka-angkla sa seabed. Ang itaas na silindro ay may mga magnet na bahagi at gumagalaw nang patayo pababa kasama ang presyon ng alon.

Kapag bumaba ang silindro, pinipilit nito ang mas mababang silindro na naglalaman ng hangin at, habang ang presyon ng magbubunga ng alon, itinutulak ng presyon ng hangin ang system nang paitaas. Ang paggalaw ng paggalaw sa patayong direksyon ng magnetized cylinder ay nagbibigay-daan sa kuryente na mabuo sa pamamagitan ng isang coil.

Wave Dragon

Binubuo ito ng isang lumulutang na platform na nakatali sa ilalim ng mga palikpik na pinapayagan itong makatanggap ng tubig na inilipat ng mga alon, na nagiging sanhi ng pagbaha sa istraktura. Ang tubig ay nag-iipon at pagkatapos ay naikalat sa pamamagitan ng isang gitnang haligi sa pamamagitan ng isang turbina.

- Mga sistema ng baybayin

Ang mga sistemang ito ay naka-install sa baybayin at sinasamantala ang enerhiya na nabuo sa pamamagitan ng pagsira ng mga alon. Ang limitasyon ng mga sistemang ito ay gumagana lamang sa mga baybayin na may malakas na alon.

Ang isang halimbawa ay ang sistema na dinisenyo ng Basque engineer na si Iñaki Valle, na binubuo ng isang platform na nakaangkla sa sloping baybayin na may magnet sa riles. Itinulak ng alon ang magnet na paitaas, bumababa ito sa pamamagitan ng grabidad at ang paggalaw ay nag-uudyok ng isang likid upang makagawa ng koryente.

System

Binubuo ito ng isang sistema ng mga plate na nag-oscillate nang paulit-ulit kasama ang ebb at daloy ng mga alon at ang kilusang ito, sa pamamagitan ng isang piston pump, ay pinapagana ang electric turbine.

System ng

Sa kasong ito ito ay isang katanungan ng mga lumulutang na plate na naka-angkla sa baybayin na natatanggap ang puwersa ng pagbasag ng alon at isaaktibo ang isang haydroliko na sistema. Ang haydroliko motor ay nagtutulak ng isang turbine na bumubuo ng koryente.

CETO system

Binubuo ito ng isang serye ng mga nakalubog na buoy na naka-angkla sa seabed at kung saan ang pag-oscillation ay nagpapa-aktibo ng mga hydraulic pump na nagdadala ng dagat sa baybayin. Ang pumped water ay nag-activate ng turbine upang makabuo ng kuryente.

Mga sistema na gumamit ng potensyal na enerhiya

Mayroong isang bilang ng mga system na nag-iimbak ng tubig sa dagat sa tangke at pagkatapos, sa pamamagitan ng grabidad, ay maaaring maisaaktibo ang mga Kaplan turbines at makabuo ng kuryente. Naabot ng tubig ang mga tangke na minamaneho ng alon mismo tulad ng sa TAPCHAN system (Tapered Channel Wave Power System) o SSG Wave Energy (Sea-wave Slot-cone Generator).

Mga sistema ng haligi ng tubig-air

Sa iba pang mga kaso, ang lakas ng tubig na minamaneho ng mga alon ay ginagamit upang ilipat ang isang haligi ng hangin na, kapag dumadaan sa isang turbine, ay bumubuo ng koryente.

Halimbawa, sa sistema ng OWC (Oscillating Water Column) ang tubig sa daloy ng alon ay pumapasok sa pamamagitan ng isang tubo at nagtutulak ng panloob na hangin. Ang haligi ng hangin ay tumataas sa pamamagitan ng isang tsimenea at dumaan sa turbine upang pumunta sa labas.

Kapag ang tubig ay umatras sa pagtaas ng alon, ang hangin ay muling pumapasok sa tsimenea, inilipat muli ang turbine. Ito ay may isang disenyo na ginagawang ilipat sa parehong direksyon sa parehong daloy.

Ang isa pang magkatulad na sistema ay ang ORECON, kung saan ang pag-oscillation ng tubig sa loob ng kamara ay nagtutulak ng isang lumutang na naman ay pinipilit ang hangin na dumaan sa turbine. Ang sistemang ito ay pantay na gumagana sa pamamagitan ng paglipat ng hangin sa parehong direksyon.

Kalamangan

Wave sakahan. Pinagmulan: P123

Renewable na enerhiya

Ito ay isang enerhiya mula sa halos hindi masasayang natural na mapagkukunan tulad ng mga alon ng karagatan.

Libre ang mapagkukunan ng enerhiya

Ang pinagmulan ng enerhiya ng alon ay mga alon ng karagatan, na kung saan walang pagmamay-ari ng ekonomiya ang naisagawa.

Malinis na enerhiya

Ang enerhiya ng wave ay hindi bumubuo ng basura at ang mga system na iminungkahing hanggang sa ngayon para sa paggamit nito ay hindi rin bumubuo ng may-katuturang basura sa proseso.

Mababang epekto sa kapaligiran

Ang anumang pagkagambala sa kapaligiran ng aquatic o baybayin ay bumubuo ng ilang epekto sa kapaligiran, ngunit ang karamihan sa mga iminungkahing sistema ay mababa ang epekto.

Pakikisama sa iba pang mga produktibong layunin

Ang ilang mga sistema ng lakas ng alon ay nagpapahintulot sa pagkuha ng tubig sa dagat upang magsagawa ng mga proseso ng desalination at makakuha ng inuming tubig, o para sa paggawa ng hydrogen.

Halimbawa, ang mga na ang operasyon ay nagsasangkot sa pagkolekta at pag-iimbak ng tubig sa dagat sa baybayin, tulad ng TAPCHAN at SSG Wave Energy.

Mga Kakulangan

Karamihan sa mga kawalan ay hindi ganap, ngunit nakasalalay sa tiyak na sistema ng alon na sinusuri namin.

Lakas na lakas at pagiging regular

Ang rate ng paggawa ng enerhiya ay nakasalalay sa random na pag-uugali ng mga alon sa pagiging regular at lakas. Samakatuwid, ang mga lugar kung saan ang paggamit ng enerhiya na ito ay maaaring maging epektibo ay limitado.

Ang amplitude at direksyon ng alon ay may kaugaliang hindi regular kung kaya random ang papasok na kapangyarihan. Napakahirap para sa patakaran ng pamahalaan na makuha ang maximum na pagganap sa buong saklaw ng dalas at ang kahusayan ng conversion ng enerhiya ay hindi mataas.

Pagpapanatili

Ang pagpapanatili ng mga istraktura na kasangkot ay nangangailangan ng ilang mga paghihirap at gastos, na ibinigay sa mga kinakaing unti-unting epekto ng marine saltpeter at ang epekto ng mismong mga alon. Sa kaso ng mga pasilidad sa labas ng pampang at nakalubog, ang gastos ng pagpapanatili ay nadagdagan sa pamamagitan ng mga paghihirap sa pag-access at ang pangangailangan para sa pana-panahong pangangasiwa.

Klimatiko at kondisyon sa kapaligiran sa pangkalahatan

Ang mga istruktura para sa pagkuha ng enerhiya ng alon at pag-convert sa elektrikal na enerhiya ay napapailalim sa matinding mga kondisyon sa kapaligiran ng dagat. Kasama dito ang kahalumigmigan, saltpeter, hangin, pag-ulan, bagyo, bagyo, at iba pa.

Ang mga bagyo ay nagpapahiwatig na ang aparato ay kailangang makatiis ng mga naglo-load ng 100 beses na mas malaki kaysa sa nominal, na maaaring magdulot ng pinsala o kabuuang pinsala sa kagamitan.

Buhay sa dagat

Ang buhay sa dagat ay isang kadahilanan na maaaring makaapekto sa pag-andar ng mga kagamitan tulad ng mga malalaking hayop (pating, cetaceans). Sa kabilang banda, ang mga bivalves at algae ay sumunod sa ibabaw ng kagamitan na nagdudulot ng makabuluhang pagkasira.

Paunang pamumuhunan

Ang paunang pamumuhunan sa ekonomiya ay mataas, dahil sa kinakailangang kagamitan at mga paghihirap ng pag-install nito. Ang kagamitan ay nangangailangan ng mga espesyal na materyales at coatings, hermetic at mga sistema ng pag-angkla.

Epekto sa mga aktibidad na antropiko

Depende sa uri ng system na ginamit, ang mga ito ay maaaring makaapekto sa nabigasyon, pangingisda at atraksyon ng turista sa lugar.

Mga bansang gumagamit ng lakas ng alon

Motrico Wave Power Plant (Espanya). Pinagmulan: Txo

Espanya

Bagaman ang potensyal ng Dagat Mediteraneo ay mababa sa mga tuntunin ng enerhiya ng alon, sa Dagat Cantabrian at sa Atlantiko ay napakataas. Sa bayan ng Basque ng Mutriku mayroong isang planta ng kuryente na itinayo noong 2011 na may 16 turbines (300kW power).

Sa Santoña (Cantabria) mayroong isa pang istasyon ng lakas ng alon na gumamit ng 10 mga lubog na buoy upang samantalahin ang vertical oscillation energy ng mga alon at makabuo ng kuryente. Sa Canary Islands mayroong maraming mga proyekto upang mapalakas ang lakas ng alon dahil sa kanais-nais na mga kondisyon ng kanilang mga baybayin.

Portugal

Noong 2008, ang kumpanya ng Ocean Power Delivery (OPD) na naka-install ng tatlong Pelamis P-750 machine na matatagpuan 5 km sa baybayin ng Portuges. Ang mga ito ay matatagpuan malapit sa Póvoa de Varim, na may isang naka-install na kapasidad na 2.25 MW.

Scotland (UK)

Ginagamit ang teknolohiyang OWC sa isla ng Orkney, kung saan naka-install ang isang sistema mula pa noong 2000 na tinawag na LIMPET. Ang sistemang ito ay may isang maximum na produksyon ng 500 KW.

Denmark

Noong 2004 isang proyekto ng pilot na Wave Dragon ay na-install sa Denmark, ang mga sukat nito ay 58 x 33 m at may isang maximum na kapangyarihan ng 20 KW.

Norway

Ang pag-install ng isang halaman para sa SSG Wave Energy system sa Svaaheia (Norway) ay isinasagawa.

U.S

Noong 2002, ang isang pilot na proyekto para sa isang aparato ng Power Buoy ay na-install sa New Jersey, na may isang offshore buoy na may sukat na 5 m ang diameter, 14 m ang haba at may isang maximum na kapangyarihan ng 50 KW.

Sa Oregon, isang planta ng pilot ng SSG Wave Energy ang na-install sa Port ng Garibaldi. Gayundin, sa Hawaii ay nagtataguyod sila ng mga nababagong mapagkukunan ng enerhiya at, sa kaso ng Maui Island, ang pangunahing nababagong mapagkukunan ay ang enerhiya ng alon.

Mga Sanggunian

1. Amundarain M (2012). Renewable na enerhiya mula sa mga alon. Ikastorratza. E-Journal ng Didactics 8. Binago 08/03/2019 mula ehu.eus
2. Cuevas T at Ulloa A (2015). Enerhiya ng wave. Maginoo at Renewable Energy Market Seminar para sa mga Civil Engineers. Faculty ng Physical Sciences at Matematika, University of Chile. 13 p.
3. Falcão AF de O (2010). Paggamit ng enerhiya ng wave: Isang pagsusuri ng mga teknolohiya. Renewable at Sustainable Energy Mga Review 14: 899–918.
4. Si Rodíguez R at Chimbo M (2017). Paggamit ng enerhiya ng alon sa Ecuador. Ingenius 17: 23-28.
5. Suárez-Quijano E (2017). Pag-asa ng enerhiya at lakas ng alon sa Espanya: ang malaking potensyal ng dagat. Degree sa Pagpaplano ng Heograpiya at Spatial, Faculty of Philosophy and Letters, University of Cantabria. 52 p.
6. Vicinanza D, Margheritini L, Kofoed JP at Buccino M (2012). Ang SSG Wave Energy Converter: Pagganap, Katayuan at Kamakailang Mga Pag-unlad. Energies 5: 193-226.
   Nanghihina. Online: taperedchannelwaveenergy.weebly.com