Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Часть серии по
Возобновляемая энергия
Логотип «Возобновляемая энергия» Мелани Меккер-Турсун V1 bgGreen.svg

Морская энергия или морская мощность (также иногда называют энергией океана , мощностью океана , или морские и гидрокинетической энергией ) относится к энергии , переносимой океанских волны , приливы , соленость и перепадам температур океана . Движение воды в Мировом океане создает огромный запас кинетической энергии или энергии движения. Часть этой энергии можно использовать для выработки электроэнергии для домов, транспорта и промышленности.

Термин «морская энергия» охватывает как мощность волн, то есть мощность поверхностных волн, так и приливную энергию, то есть получаемую из кинетической энергии больших движущихся водоемов. Оффшорная ветровая энергия не является формой морской энергии, поскольку энергия ветра получается из ветра , даже если ветряные турбины размещены над водой.

В океанах есть огромное количество энергии , и близко ко многим , если не большинство концентрированных населений. Энергия океана обладает потенциалом обеспечения значительного количества новой возобновляемой энергии по всему миру. [1]

Глобальный потенциал [ править ]

Существует потенциал для выработки 20 000–80 000 тераватт-часов в год (ТВт-ч / год) электроэнергии, вырабатываемой в результате изменений температуры океана, содержания соли, движения приливов, течений, волн и волн [2]

Глобальный потенциал
ФормаГодовая
генерация
Энергия приливов> 300 ТВтч
Мощность морского тока> 800 ТВтч
Осмотическая мощность Градиент солености2,000 ТВтч
Тепловая энергия океана Температурный градиент10,000 ТВтч
Волновая энергия8,000–80,000 ТВтч
Источник: IEA-OES, Annual Report 2007 [3].

Индонезия как страна-архипелаг, три четверти площади которой составляют океан, имеет 49 ГВт признанной потенциальной энергии океана и 727 ГВт теоретической потенциальной энергии океана. [4]

Формы энергии океана [ править ]

Возобновляемый [ править ]

Океаны представляют собой обширный и в значительной степени неиспользованный источник энергии в виде поверхностных волн, потоков жидкости, градиентов солености и термиков.

Морская и гидрокинетическая (MHK) или морская энергетика в американских и международных водах включает проекты с использованием следующих устройств:

  • Преобразователи мощности волн на открытых прибрежных территориях со значительными волнами;
  • Приливные турбины, размещенные в прибрежных и устьевых районах;
  • Приточные турбины на быстротекущих реках;
  • Турбины океанских течений в районах сильных морских течений;
  • Преобразователи тепловой энергии океана в глубоких тропических водах.

Морская сила течения [ править ]

Основная статья: Морская сила тока

Сильные океанские течения возникают в результате сочетания температуры, ветра, солености, батиметрии и вращения Земли. Солнце действует как основная движущая сила, вызывая ветры и перепады температур. Поскольку есть только небольшие колебания скорости течения и местоположения потока без изменения направления, океанские течения могут быть подходящими местами для развертывания устройств для извлечения энергии, таких как турбины.

Океанские течения играют важную роль в определении климата во многих регионах мира. Хотя мало что известно о последствиях удаления энергии течений океана, влияние удаления текущей энергии на окружающую среду в дальней зоне может быть серьезной экологической проблемой. Типичные проблемы турбины, связанные с ударами лопастей, запутыванием морских организмов и акустическими эффектами, все еще существуют; однако они могут быть увеличены из-за присутствия более разнообразных популяций морских организмов, использующих океанические течения для миграции. Местоположение может быть дальше от берега и, следовательно, потребуются более длинные силовые кабели, которые могут влиять на морскую среду из-за электромагнитного излучения. [5]

Осмотическая сила [ править ]

Основная статья: Осмотическая сила

В устье рек, где пресная вода смешивается с соленой водой, энергия, связанная с градиентом солености, может быть использована с помощью процесса обратного осмоса с замедленным давлением и связанных технологий преобразования. Другая система основана на использовании пресноводного апвеллинга через турбину, погруженную в морскую воду, и система, включающая электрохимические реакции, также находится в стадии разработки.

Значительные исследования проводились с 1975 по 1985 год и дали различные результаты относительно экономии заводов PRO и RED. Важно отметить, что мелкомасштабные исследования выработки соленой энергии проводятся в других странах, таких как Япония, Израиль и США. В Европе исследования сосредоточены в Норвегии и Нидерландах, в обоих местах проходят испытания маленькие пилоты. Энергия градиента солености - это энергия, доступная за счет разницы в концентрации соли между пресной и соленой водой. Этот источник энергии непросто понять, поскольку он не встречается в природе напрямую в форме тепла, водопадов, ветра, волн или излучения. [6]

Тепловая энергия океана [ править ]

Основная статья: Преобразование тепловой энергии океана

Вода обычно различается по температуре от поверхности, нагретой прямым солнечным светом, до больших глубин, куда солнечный свет не может проникнуть. Эта разница является наибольшей в тропических водах, что делает эту технологию наиболее применимой в водной среде. Жидкость часто испаряется для привода турбины, которая может вырабатывать электричество или производить опресненную воду. Системы могут быть как с открытым, так и с закрытым циклом или гибридными. [7]

Приливная сила [ править ]

Основная статья: Приливная сила

Энергия от движущихся масс воды - популярный вид гидроэнергетики . Приливная выработка электроэнергии включает в себя три основных форм, а именно: приливная энергия потока , энергия приливов и отливы заграждения и динамическая энергия приливов и отливов .

Сила волн [ править ]

Основная статья: Сила волн

Солнечная энергия от Солнца создает перепады температур, в результате чего возникает ветер. Взаимодействие ветра и поверхности воды создает волны, которые тем больше, чем больше расстояние, на которое они могут накапливаться. Потенциал энергии волн максимален между 30 ° и 60 ° широты в обоих полушариях на западном побережье из-за глобального направления ветра. При оценке энергии волн как типа технологии важно различать четыре наиболее распространенных подхода: точечные поглотительные буи , поверхностные аттенюаторы , колеблющиеся водяные столбы и устройства перекрытия . [8]

Сектор волновой энергетики приближается к важной вехе в развитии отрасли, при этом предпринимаются позитивные шаги в направлении коммерческой жизнеспособности. Разработчики более продвинутых устройств теперь выходят за рамки демонстрационных устройств с единичным блоком и переходят к разработке массивов и многомегаваттным проектам. [9] Поддержка крупных коммунальных компаний теперь проявляется через партнерство в процессе развития, открывая дополнительные инвестиции и, в некоторых случаях, международное сотрудничество.

На упрощенном уровне технологии волновой энергии могут быть расположены на берегу и на море. Преобразователи волновой энергии также могут быть спроектированы для работы в условиях определенной глубины воды: глубокая вода, промежуточная вода или мелководье. Основная конструкция устройства будет зависеть от местоположения устройства и предполагаемых характеристик ресурса.

Невозобновляемый [ править ]

Нефть и природный газ под дном океана также иногда считаются формой энергии океана. Инженер океана направляет все этапы обнаружения , извлечения и доставки нефти на шельфе (через нефтеналивные танкеры и трубопроводы ,) сложную и трудную задачу. Также центральное значение имеет разработка новых методов защиты морской флоры и фауны и прибрежных районов от нежелательных побочных эффектов морской добычи нефти.

Развитие морской энергетики [ править ]

Великобритания лидирует в производстве энергии волн и приливов (морской). Первый в мире испытательный центр морской энергии был основан в 2003 году, чтобы дать толчок развитию морской энергетической отрасли в Великобритании. Европейский центр морской энергии (EMEC), расположенный в Оркнейских островах, Шотландия.поддержал развертывание большего количества устройств волновой и приливной энергии, чем в любом другом месте в мире. Центр был основан на финансирование около 36 миллионов фунтов стерлингов от правительства Шотландии, Highlands and Islands Enterprise, Carbon Trust, правительства Великобритании, Scottish Enterprise, Европейского Союза и Совета Оркнейских островов и является единственным аккредитованным центром испытаний волн и приливов для проведения испытаний. морские возобновляемые источники энергии в мире, подходящие для одновременного тестирования нескольких полномасштабных устройств в некоторых из самых суровых погодных условий при производстве электроэнергии в национальную сеть.

Среди клиентов, прошедших тестирование в центре: Aquamarine Power, AW Energy, Pelamis Wave Power, Seatricity, ScottishPower Renewables и Wello на сайте wave, а также Alstom (ранее Tidal Generation Ltd), ANDRITZ HYDRO Hammerfest, Kawasaki Heavy Industries, Magallanes, Nautricity, Откройте Hydro, Scotrenewables Tidal Power и Voith на приливном участке.

Возглавляя проект FORESEA (Финансирование возобновляемых источников энергии в океане через стратегические европейские действия) стоимостью 11 млн евро, который предоставляет финансовую поддержку разработчикам технологий океанской энергетики для доступа к ведущим в мире испытательным объектам океанической энергии в Европе, EMEC будет приветствовать ряд клиентов, работающих с волнами и приливами, в свой трубопровод для тестирования на месте.

Помимо тестирования устройств, EMEC также предоставляет широкий спектр консультационных и исследовательских услуг и тесно сотрудничает с Marine Scotland, чтобы упростить процесс согласования для разработчиков морской энергетики. EMEC находится в авангарде разработки международных стандартов морской энергетики и создает альянсы с другими странами, экспортируя свои знания по всему миру, чтобы стимулировать развитие мировой индустрии возобновляемых источников энергии для морской среды. [10]

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Общие экологические проблемы, связанные с развитием морской энергетики, включают:

  • риск столкновения с морскими млекопитающими и рыбами лопастями приливных турбин [11]
  • воздействие ЭМП и подводного шума от работающих морских энергетических устройств [12]
  • физическое присутствие морских энергетических проектов и их потенциал для изменения поведения морских млекопитающих, рыб и морских птиц с привлечением или избеганием
  • потенциальное воздействие на морскую среду ближнего и дальнего поля и такие процессы, как перенос наносов и качество воды [13]

База данных Tethys обеспечивает доступ к научной литературе и общей информации о потенциальном воздействии морской энергии на окружающую среду. [14]

См. Также [ править ]

  • Сбор энергии
  • Гидроэнергетика
  • Мощность морского тока
  • Возобновляемая энергия
  • Коммерциализация возобновляемой энергии

Ссылки [ править ]

  1. ^ Carbon Trust, Future Marine Energy. Результаты конкурса «Морская энергия»: конкурентоспособность затрат и рост энергии волн и приливов , январь 2006 г.
  2. ^ «Океан - потенциал» . Международное энергетическое агентство (МЭА) . Архивировано из оригинального 22 мая 2015 года . Проверено 8 августа +2016 .
  3. ^ «Реализация соглашения по энергетическим системам океана (IEA-OES), Годовой отчет 2007» (PDF) . Международное энергетическое агентство, Йохен Бард ISET . 2007. с. 5. Архивировано из оригинального (PDF) 1 июля 2015 года . Проверено 9 февраля +2016 .
  4. ^ "Энергия Индонезийского океана" . Indopos.co.id . Архивировано из оригинального 2 -го февраля 2014 года . Проверено 5 апреля 2018 года .
  5. ^ "Тетис" .
  6. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинального 24 сентября 2015 года . Проверено 20 февраля 2014 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  7. ^ "Тетис" .
  8. ^ "Тетис" .
  9. ^ http://www.oceanenergy-europe.eu/
  10. ^ http://www.emec.org.uk/
  11. ^ «Динамическое устройство - Тетис» . tethys.pnnl.gov . Проверено 5 апреля 2018 года .
  12. ^ "ЭДС - Тетис" . tethys.pnnl.gov . Проверено 5 апреля 2018 года .
  13. ^ "Тетис" .
  14. ^ "Тетис" . Архивировано из оригинального 10 ноября 2014 года.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Омар Эллаббан, Хайтам Абу-Руб, Фреде Блаабьерг: Возобновляемые источники энергии: текущее состояние, перспективы на будущее и технологии, позволяющие использовать их. Возобновляемые и устойчивой энергетики Отзывы 39, (2014), 748-764, DOI : 10.1016 / j.rser.2014.07.113 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Соглашение о реализации энергетических систем океана
  • Европейская энергетическая ассоциация океана
  • Европейский центр морской энергии (EMEC)
  • Совет по энергии океана
  • Британский центр исследований морской энергии SuperGen
  • Марин Энерджи Таймс, информационный сайт
  • Тетис - Воздействие ветряной и морской возобновляемой энергии на окружающую среду