2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21
Les aigües dels oceans amaguen innombrables riqueses, la principal de les quals, potser, són fonts il·limitades d'energia en forma d'ones marines. Per primera vegada, l'ús de l'energia cinètica dels eixos rodant a terra es va pensar al segle XVIII a París, on es va presentar la primera patent d'un molí d'ones. Ara la tecnologia ha avançat molt i la primera central comercial d'energia d'onatge es va crear gràcies als esforços conjunts dels científics, que va començar a funcionar l'any 2008.
Per què és beneficiós?
No és cap secret que els recursos naturals estan a punt d'esgotar-se. Les reserves de carbó, petroli i gas -les principals fonts d'energia- estan arribant a la seva fi. Segons les previsions més optimistes dels científics, les reserves seran suficients per a 150-300 anys de vida. L'energia nuclear tampoc no va estar a l' altura de les expectatives. L' alta potència i la productivitat paguen els costos de construcció, operació, però els problemes d'eliminació de residus i els danys ambientals obligaran aviat a abandonar-los. Per aquests motius, els científics busquen noves fonts d'energia alternatives. Ara jafuncionen centrals eòliques i solars. Però, malgrat tots els seus avantatges, tenen un inconvenient important: baixa eficiència. No serà possible satisfer les necessitats de tota la població. Per tant, calen noves solucions.
Per generar electricitat, una central elèctrica de les ones utilitza l'energia cinètica de les ones. Segons les estimacions més conservadores, aquest potencial s'estima en 2 milions de MW, que és comparable a 1000 centrals nuclears que funcionen a plena capacitat, i uns 75 kW/m3 per metre de front d'ona. No hi ha cap efecte nociu sobre el medi ambient.
Esquema general de treball
Les centrals elèctriques d'ones són estructures flotants que són capaços de convertir l'energia mecànica del moviment de les ones en energia elèctrica i transmetre-la al consumidor. Al mateix temps, intenten utilitzar dues fonts:
- Reserves cinètiques. Els eixos marins passen per una canonada de gran diàmetre i fan girar les pales, que transmeten la força a un generador elèctric. També s'aplica el principi pneumàtic: l'aigua, penetrant en una cambra especial, desplaça l'oxigen des d'allà, que es redirigeix a través d'un sistema de canals i fa girar les pales de la turbina.
- Energia rodant. En aquest cas, la central d'onatge actua com un flotador. Desplaçant-se a l'espai juntament amb el perfil de l'ona, fa que la turbina giri a través d'un complex sistema de palanques.
Diferents països utilitzen la seva pròpia tecnologia per convertir el moviment mecànic de les ones en electricitat, però el gener altenen el mateix esquema d'acció.
Inconvenients de les centrals onades
El principal obstacle per a la introducció generalitzada de les centrals d'energia ondulatòria és el seu cost. A causa del disseny complex i la complexa instal·lació a la superfície de les aigües marines, els costos de la posada en funcionament d'aquestes instal·lacions són més elevats que els de la construcció d'una central nuclear o tèrmica.
A més, hi ha una sèrie d' altres mancances, que es relacionen principalment amb l'aparició de problemes socioeconòmics. El cas és que les grans estacions de flotació creen un perill i interfereixen amb la navegació i la pesca: una central elèctrica d'ones flotant simplement pot forçar una persona a sortir de les zones de pesca. També hi ha possibles conseqüències ambientals. L'ús d'instal·lacions apaga notablement les onades del mar, les fa més petites i evita que arribin a terra. Mentrestant, les ones juguen un paper important en el procés d'intercanvi de gasos a l'oceà, netejant la seva superfície. Tot això pot provocar un canvi en l'equilibri ecològic.
Aspectes positius de les centrals d'energia ondulatòria
Juntament amb els desavantatges, una central d'energia d'unatge també té una sèrie d'avantatges que tenen un impacte positiu en les activitats humanes:
- Les instal·lacions, a causa del fet que apaguen l'energia de les ones, poden protegir les estructures costaneres (molls, ports) de la destrucció per la força de l'oceà;
- L'electricitat es genera amb un cost mínim;
- l'energia d'onatge alta fa que els parcs eòlics siguin més viables econòmicament que les centrals eòliques o solars.
Les reserves energètiques també les tenen les aigües terrestres, principalment els rius. La construcció d'estacions en ponts, encreuaments, molls és una perspectiva per al desenvolupament d'aquesta àrea de generació elèctrica.
Problemes per resoldre
La principal tasca a la qual s'enfronta ara la comunitat científica és millorar el disseny, que permetrà reduir el cost de l'electricitat generada per les centrals d'onatge. El principi de funcionament hauria de seguir sent el mateix, però s'utilitzaran noves tecnologies i materials per crear instal·lacions.
La potència mitjana de l'ona és de 75-85 kW/m; aquest és l'interval al qual estan sintonitzades la majoria de les estacions. No obstant això, durant una tempesta, la força de les ones del mar augmenta diverses vegades i hi ha el perill de destrucció de les instal·lacions. Més d'una fulla ja estava arrugada o doblegada després d'una tempesta. Per resoldre aquest problema, els científics redueixen artificialment la potència específica de les ones. Un dels problemes és que l'ús massiu de les estacions d'onades provocarà el canvi climàtic. La generació d'energia elèctrica es realitza a causa de la rotació de la Terra (és així com es formen les ones). L'ús generalitzat de les estacions farà que el planeta giri més lentament. Una persona no sentirà la diferència, però això destruirà una sèrie de corrents que tenen un paper important en l'intercanvi de calor de la Terra.
El primer WPP experimental del món
La primera central elèctrica onada va aparèixer el 1985 a Noruega. La seva potència era de 500 kW, i ella mateixaera un prototip. El seu principi de funcionament es basa en la compressió cíclica i l'expansió del medi:
- un cilindre amb el fons obert està submergit a l'aigua de manera que la seva vora estigui per sota del buit de l'ona, el seu punt més baix;
- l'aigua corrent periòdicament comprimeix l'aire a la cavitat interna;
- quan s'arriba a una determinada pressió, s'obre una vàlvula que permet que l'oxigen comprimit passi a la turbina.
Aquesta central generava 500 kW d'energia, la qual cosa va ser suficient per confirmar l'eficàcia de les instal·lacions, que van contribuir al seu desenvolupament.
La primera central elèctrica industrial del món
La primera instal·lació a escala industrial del món és Oceanlinx offshore Port Kemble, Austràlia. Es va posar en funcionament l'any 2005, però després es va enviar a la reconstrucció i va començar a funcionar de nou l'any 2009, motiu pel qual ara s'utilitzen centrals d'energia mareomotriu i ondulatòria a la regió. El seu principi de funcionament és el següent:
- Les ones corren periòdicament cap a cambres especials, fent que l'aire es comprimeixi.
- Quan s'arriba a la pressió crítica, l'aire comprimit fa girar el generador elèctric a través d'una xarxa de canals.
- Per capturar el moviment i la força de les ones, les pales de la turbina canvien el seu angle d'inclinació.
La capacitat de la instal·lació era d'uns 450 kW, tot i que cada tram de l'estació és capaç de lliurar des de 100 kWh fins a 1,5 MWh d'energia elèctrica.
El primer parc eòlic comercial del món
La primera central elèctrica d'onatge comercialNomenament obtingut l'any 2008 a Agusador, Portugal. A més, és la primera instal·lació del món que utilitza directament l'energia mecànica de l'ona. El projecte va ser preparat per l'empresa anglesa Pelamis Wave Power.
L'estructura inclou diverses seccions que s'alliberen i s'eleven juntament amb el perfil de l'ona. Les seccions estan articulades al sistema hidràulic i l'accionen durant el moviment. El mecanisme hidràulic fa que el rotor del generador giri, per la qual cosa es genera electricitat. Les centrals elèctriques d'onatge utilitzades a Portugal tenen avantatges i inconvenients. L'avantatge de la instal·lació és la seva gran potència: uns 2,25 MW, així com la possibilitat d'instal·lar seccions addicionals. Només hi ha un inconvenient d'instal·lar el sistema: hi ha dificultats amb la transmissió d'energia elèctrica a través de cables al consumidor.
La primera central elèctrica onada a Rússia
A Rússia, el 2014 va aparèixer el primer parc eòlic al territori de Primorsky. El desenvolupament va ser dut a terme per un equip de científics de la Universitat Federal Ural i l'Institut Oceanològic del Pacífic de la branca de l'Extrem Orient de l'Acadèmia de Ciències de Rússia. La instal·lació és experimental. La seva particularitat és que utilitza l'energia no només de les ones, sinó també de les marees.
A Moscou, està previst construir un laboratori d'investigació que desenvoluparà i crearà la primera estació flotant domèstica. Potser, després d'això, les centrals d'energia d'onatge a Rússia també tindran una finalitat industrial o comercial.
Recomanat:
Locomotora elèctrica 2ES6: història de la creació, descripció amb foto, característiques principals, principi de funcionament, característiques de funcionament i reparació
Avui, la comunicació entre diferents ciutats, el transport de passatgers, el lliurament de mercaderies es realitza de diferents maneres. Una d'aquestes vies era el ferrocarril. La locomotora elèctrica 2ES6 és un dels tipus de transport que s'utilitza activament actualment
Màquina de perforació de diamants: tipus, dispositiu, principi de funcionament i condicions de funcionament
La combinació d'una configuració complexa de direcció de tall i un equip de treball d'estat sòlid permet que els equips de perforació de diamant realitzin operacions de treball del metall extremadament delicades i crítiques. Aquestes unitats són de confiança per a les operacions de creació de superfícies conformades, correcció de forats, acondicionament d'extrems, etc. Al mateix temps, la perforadora de diamant és universal pel que fa a les possibilitats d'aplicació en diversos camps. S'utilitza no només en indústries especialitzades, sinó també en tallers privats
Escalfadors de baixa pressió: definició, principi de funcionament, característiques tècniques, classificació, disseny, característiques de funcionament, aplicació a la indústria
Els escalfadors de baixa pressió (LPH) s'utilitzen actualment de manera força activa. Hi ha dos tipus principals que són produïts per diferents plantes de muntatge. Naturalment, també es diferencien en les seves característiques de rendiment
Central elèctrica de pistons de gas: el principi de funcionament. Explotació i manteniment de centrals elèctriques de pistons de gas
La central elèctrica de pistons de gas s'utilitza com a font principal o de reserva d'energia. El dispositiu requereix accés a qualsevol tipus de gas combustible per funcionar. Molts models GPES també poden generar calor per a calefacció i fred per a sistemes de ventilació, magatzems, instal·lacions industrials
Reductor d'ones: definició, descripció, tipus i principi de funcionament
Actualment, la gent utilitza una gran varietat d'unitats que realitzen qualsevol moviment. Tanmateix, aquesta operació probablement seria impossible si no s'hagués inventat el reductor d'ones
