Rozdiel medzi prílivovou a vlnovou energiou

úvod

Prílivy a vlny sú dva prírodné udalosti, ktoré sa objavujú na vode a hoci sú podobné tým, že súvisia s vodnými útvarmi, ich schopnosť vytvárať energiu sa líši v rôznych aspektoch, pokiaľ ide o výrobu, výkon a spoľahlivosť [1]. Keď sa svet začína odchyľovať od neobnoviteľných zdrojov energie, začínajú sa skúmať nové a inovatívne spôsoby výroby energie, ktoré budú mať minimálny vplyv na okolité prostredie a komunity. Špeciálne bóje a turbíny sa bežne používajú na zachytenie svojej energie a jej premenu na čistú elektrinu, ale rovnako ako väčšina nových technológií, ich navrhovanie a vývoj sú drahé. Napriek prílivovej a vlnovej energii pochádzajúcej z oceánu je medzi nimi stále veľký rozdiel.

Čo je prílivová energia?

Prílivy sú definované ako stúpanie a klesanie hladiny mora spôsobené gravitačným ťahom Mesiaca a Slnka na Zemi. Nie sú obmedzené iba na oceány, ale môžu sa vyskytnúť aj v iných systémoch vždy, keď existuje gravitačné pole. Navyše, zatiaľ čo väčšina Zeme je ovplyvnená gravitačnou silou Slnka, na vode to nie je také ľahké. Samotný mesiac má výraznejší vplyv na príliv a odliv, pretože je oveľa bližšie k Zemi v porovnaní so slnkom. Shorelíny zažívajú buď denný príliv denného alebo polodenného prílivu pozostávajúci z jedného alebo dvoch prílivov a odlivov. Tieto prílivy a odlivy sú ovplyvňované celým radom faktorov, ako sú napríklad zarovnanie slnka a mesiaca, tvar pobrežia a zmeny hĺbky vody..

Čo je energia vĺn?

Vlnová energia, známa aj ako energia oceánu, je definovaná ako energia využívaná z morských vĺn. Keď vietor fúka cez hladinu oceánu, vytvára vlny, a preto ich možno nazvať aj energiou pohybujúcou sa po hladine vody. Vlny vytvorené v dôsledku vetra sa zvyčajne označujú ako veterné vlny a vyskytujú sa najúčinnejšie na vodných plochách, pretože neexistujú žiadne masy pôdy, ktoré by odolali sile vetra [2]. Tieto vlny, ktoré sa bežne vyskytujú na hladine oceánov, sa vyskytujú voľne aj na jazerách, riekach a kanáloch a dajú sa definovať ako kapilárne vlny, vlnky, moria alebo opuchy. Žiadne dve vlny nie sú rovnaké, pričom každá vlna sa líši výškou a vzdialenosťou medzi hrebeňmi a žľabmi.

Ako sa formujú prílivy a odlivy?

Keď sa Mesiac otáča okolo Zeme, pôsobí gravitačným ťahom a vytvára príliv, ktorý sa pohybuje po Zemi. Keď Mesiac obieha Zem, aj samotná Zem sa pohybuje v miernom kruhu a táto zotrvačnosť spôsobuje príliv na opačnej strane Zeme. Toto je známe ako dva prílivy a odlivy, medzi ktorými dôjde k odlivu [3].

Ako vznikajú vlny?

Meniace sa vzorce rýchlosti, trvania a vzdialenosti, s ktorou vietor fúka, ovplyvnia tvar vytvorených vĺn. Okrem toho bude tvar a veľkosť vytvorených vĺn tiež závisieť od výsledného ovplyvňovacieho systému a môže ľahko pomôcť pri zúžení pôvodu vĺn. Napríklad vysoké, strmé vlny, ktoré rýchlo stúpajú a klesajú, sú novo vytvorené a často sú výsledkom blízkych poveternostných systémov, ako sú miestne búrky, zatiaľ čo dlhé stabilné vlny sa zvyčajne vytvárajú z extrémnych poveternostných podmienok vyskytujúcich sa oveľa ďalej, niekedy z búrok, ktoré môžu byť dokonca v ďalšiu hemisféru.

Využívanie energie vĺn

Túto energiu z vĺn možno využiť a využiť na celý rad užitočných činností, ako je výroba elektrickej energie, odsoľovanie a čerpanie vody do nádrží. Často sa označuje ako energia vĺn, čím silnejšie vlny, tým väčšia je schopnosť vyrábať energiu. Drsný vertikálny pohyb morských vĺn obsahuje veľké množstvo kinetickej energie, ktorá je zachytená technológiami vĺnovej energie. Vlnová energia sa zvyčajne využíva pomocou dvoch typov systémov, a to pobrežných a pobrežných systémov. Offshore systémy pracujú v hlbokej vode a využívajú buď čerpadlá alebo hadice na zhromažďovanie energie rotujúcimi turbínami. Pobrežné systémy sú na druhej strane vybudované pozdĺž pobrežia a získavajú energiu z lámajúcich sa vĺn. Jednou z výhod vlnovej energie je to, že je obnoviteľná a udržateľná, pretože vlny sa budú vždy umývať na breh v závislosti od poveternostných podmienok a s najväčšou pravdepodobnosťou sa neprestanú formovať na dlhú dobu. Okrem toho, keďže tieto bežne používané technológie nie sú ľahko viditeľné okolitými komunitami, vplyv na estetickú hodnotu je nízky, čo z nich robí ľahšie prijímanú technológiu na použitie. Aj keď ide o obnoviteľný zdroj energie, je ťažké túto energiu efektívne premeniť na elektrickú energiu. Zariadenia sa tiež ťažko vyvíjajú a navrhujú tak, aby odolali škodám spôsobeným búrkami a korozívnym pôsobením okolitých slaných vôd. Aj keď sú mnohé z týchto technológií nákladovo efektívne, nie sú také lacné v porovnaní s inými systémami na výrobu energie.

Energetické technológie vĺn

K dnešnému dňu existujú tri hlavné typy vlnových energetických technológií. Prvý používa plaváky alebo bóje na výrobu elektriny z oceánskych opuchov, ktoré poháňajú hydraulické čerpadlá. Druhý typ využíva oscilačný vodný stĺpec na výrobu elektriny zo stúpania a klesania vody vo valcovom hriadeli. To sa zvyčajne deje na brehu. Voda vytlačí vzduch z hriadeľa, ktorý potom poháňa vzduchom poháňanú turbínu. Tretí typ využíva skosený kanál, s ktorým je umiestnený buď na pobreží alebo na mori. Táto technológia sústreďuje vlny a poháňa ich do vyvýšenej nádrže, kde sa energia generuje pomocou turbíny [5]..

Využívanie prílivovej energie

Zatiaľ čo všetky pobrežné oblasti zažívajú vysoký a nízky príliv, túto energiu možno využiť a použiť na výrobu elektriny iba vtedy, ak je rozdiel medzi prílivom a odlivom dostatočne veľký. Medzi hlavné typy prílivovej energie patrí 1) kinetická energia získaná z prúdov meniaceho sa prílivu a 2) potenciálna energia získaná z meniacich sa výšok medzi vysokým a nízkym prílivom a odlivom. Jednou z výhod použitia prílivu a odlivu ako zdroja energie je to, že je spoľahlivejší, pretože je založený na gravitačnom ťahu Mesiaca, a preto ho možno predvídať. Jednou z nevýhod je, že je možné povedať, že jednou z nevýhod je, že tento zdroj bude súčasne vyrábať energiu iba 6 - 12 hodín, čím sa zníži dlhodobá dostupnosť [4]. Táto prerušovaná výroba energie vytvára menej spoľahlivý zdroj energie. Využitie tejto energie môže narušiť prirodzené migračné trasy pre morské zvieratá a pravidelné plavby. Turbíny používané na výrobu energie môžu v tejto oblasti zabiť veľké množstvo rýb. Schopnosť využívať prílivovú energiu ako zdroj elektrickej energie môže následne znížiť závislosť od uhoľných výrobných zdrojov, čo zase zníži množstvo CO₂ emisie.

Technológie prílivovej energie

Bežne používané technológie na výrobu prílivovej energie zahŕňajú prílivové priehrady alebo hrádze, ktoré obsahujú vodný tok cez vodný útvar. Za stavidlom sú vodné turbíny. Pri zmene prílivu a odlivu sa nerovná hladina vody pretláča cez priepusť a poháňa turbínu [5]. Postupom času sa však zaznamenalo veľké množstvo následných vplyvov na pobrežie a okolité morské ekosystémy, ktoré viedlo k vývoju nových, ekologickejších modelov. Patria medzi ne prílivové lagúny, prílivové ploty a prílivové turbíny.

Rozdiel medzi prílivovou a vlnovou energiou

Už sme definovali, že prílivy a vlny sa formujú za úplne odlišných podmienok. Prílivy sú vzostup a pokles oceánu spôsobený gravitačným ťahom Mesiaca a Slnka na zemi, zatiaľ čo vlny sú veternou energiou pohybujúcou sa po hladine oceánu, čím sa vlny oveľa ľahšie merajú v porovnaní s prílivom a odlivom. Prílivy sú menej zreteľné v porovnaní s vlnami a najčastejšie sa dajú pozorovať na brehoch, ktoré ovplyvňujú množstvo viditeľnej vody a piesku. Na druhej strane vlny vidno, že hladina oceánu stúpa a klesá. Hoci prílivová energia kolíše každý deň a energia vĺn môže byť trvalo udržateľnejším zdrojom energie, nie je široko využívaná, pretože na celom svete existuje iba malý počet testovacích miest [4]..

Zhrnutie rozdielov

Prílivová energia	Vlnová energia
Využívané od stúpania a klesania hladín mora	Využívané vlnami pohybujúcimi sa po hladine oceánu
Spôsobené gravitačným ťahom Mesiaca a Slnka na Zemi	Spôsobené vetrom
Intenzita je ovplyvnená polohou a polohou Zeme	Intenzita je ovplyvnená silou vetra
	Často sa označuje ako energia vĺn
Typy prílivovej energie zahŕňajú kinetickú a potenciálnu energiu	Typy energie vĺn zahŕňajú kinetickú energiu
Využívané pomocou bariér, priehrad, prílivových plotov a prílivových turbín	Využívané v pobrežných a pobrežných systémoch
Spoľahlivejšie, pretože je založené na gravitačnom ťahu Mesiaca a Slnka	Menej spoľahlivé, pretože je založené na účinku sily vetra na hladine vody
Diskontinuálny zdroj energie, ktorý sa generuje naraz asi 6 - 12 hodín	Nepretržitý zdroj energie
Môže narušiť migračné trasy vtákov a vodácke dráhy a viesť k veľkému zabíjaniu rýb	Vplyv na okolité prostredie, ekosystémy a komunity je nízky
Vysoké stavebné náklady, ale nízke náklady na údržbu	Mimoriadne vysoké počiatočné náklady na návrh a vývoj požadovanej technológie