Разлика между приливната и вълновата енергия

Въведение

Приливите и вълните са две естествени събития, които се превръщат във вода и макар да са сходни по това, че са свързани с водни тела, способността им да генерират енергия се различава в редица аспекти по отношение на производството, мощността и надеждността [1]. Тъй като светът започва да се отдалечава от тяхното разчитане на невъзобновяеми енергийни източници, започват да се изследват нови и иновативни начини за производство на енергия, които ще имат минимален ефект от заобикалящата среда и общностите. Специални шамандури и турбини обикновено се използват за улавяне на мощността им и превръщането им в чиста електроенергия, но като повечето нововъзникващи технологии, те са скъпи за проектиране и разработване. Въпреки енергията на приливите и вълните, произхождаща от океана, все още има голямо разграничение между тях.

Какво е приливна енергия?

Приливите и отливите се определят като покачване и спадане на морското равнище, причинено от гравитационното дърпане на Луната и Слънцето на Земята. Те не са ограничени само до океаните, но могат да се появят и в други системи, когато съществува гравитационно поле. Освен това, докато по-голямата част от Земята е засегната от гравитационната сила на слънцето, това не е толкова лесно видимо във водата. Самата Луна има по-подчертан ефект върху приливите и отливите, тъй като е много по-близо до Земята в сравнение със слънцето. Бреговите линии имат ежедневен дневен или полудневен прилив, състоящ се съответно от един или два приливи и отливи. Тези приливи и отливи се влияят от редица фактори като изравняване на слънцето и луните, формата на бреговата линия и промените в дълбочината на водата.

Какво е вълнова енергия?

Енергията на вълните, известна още като океанска енергия, се определя като енергия, използвана от океанските вълни. Тъй като вятърът духа по повърхността на океана, той създава вълни и по този начин те могат да бъдат наречени като енергия, движеща се по повърхността на водата. Вълните, създадени в резултат на вятър, обикновено се наричат ​​вятърни вълни и те се появяват най-ефективно на водни повърхности, тъй като няма сухопътни маси, които да устоят на силата на вятъра [2]. Тези вълни, докато обикновено се виждат на повърхността на океана, също се срещат свободно по езера, реки и канали и могат да бъдат определени като капилярни вълни, пулсации, морета или набъбващи. Няма две вълни, които са еднакви с всяка вълна, различаваща се по височина и разстояние между гребените и коритата.

Как се образуват приливи и отливи?

Докато Луната се върти около земята, тя упражнява гравитационно дърпане, създавайки прилив, който се движи по земята. Докато Луната обикаля земята, самата земя също се движи в лек кръг и тази инерция предизвиква прилив от противоположната страна на земята. Това е известно като двата приливи и отливи, между които ще настъпят отливите [3]

Как се образуват вълни?

Променящите се модели на скоростта, продължителността и разстоянието, с които духа вятърът, ще повлияят на формата на образуваните вълни. В допълнение, формата и размерът на съответните образувани вълни също ще зависят от получената въздействаща система и могат лесно да помогнат за стесняване на произхода на вълните. Например високите, стръмни вълни, които бързо се издигат и падат, са новообразувани и често са резултат от близките метеорологични системи като местни бури, докато дългите устойчиви вълни обикновено се формират от екстремни метеорологични условия, възникващи много по-далеч, понякога от бури, които дори могат да бъдат в друго полукълбо.

Използване на вълнова енергия

Тази енергия от вълните може да се използва и използва за редица полезни дейности като производство на електроенергия, обезсоляване и изпомпване на вода в резервоари. Често се нарича мощност на вълната, колкото по-силни са вълните, толкова по-голяма е способността за производство на енергия. Грубото вертикално движение на океанските вълни съдържа голямо количество кинетична енергия, която се улавя от вълновите енергийни технологии. Енергията на вълните обикновено се използва чрез използване на два типа системи, а именно на брега и на бреговите системи. Офшорните системи работят в дълбоки води и използват или помпи, или маркучи, за да събират енергия чрез въртящи се турбини. От друга страна, бреговите системи са изградени по протежение на бреговата ивица и добиват енергия от счупване на вълни. Едно от предимствата на енергията на вълните е, че тя е възстановима и устойчива, тъй като вълните винаги ще се измият на брега в зависимост от метеорологичните условия и най-вероятно няма да спрат да се образуват за дълъг период от време. Освен това, тъй като тези често използвани технологии не са лесно видими от близките общности, ефектът върху естетическата стойност е нисък, което ги прави по-лесно приета технология. Въпреки че е възобновяем енергиен източник, е трудно да преобразувате тази енергия в електричество ефективно. Оборудването също се оказа трудно да се разработи и проектира така, че да издържа на щети от бури и корозивно действие от заобикалящата се солена вода. Въпреки че много от тези технологии са рентабилни, това не е толкова евтино в сравнение с други енергогенериращи системи.

Вълнови енергийни технологии

Към днешна дата има три основни типа вълнови енергийни технологии. Първият използва поплавъци или шамандури, за да генерира електричество от океанските набъбвания, които задвижват хидравлични помпи. Вторият тип използва осцилиращ воден стълб, за да генерира електричество от издигането и падането на вода вътре в цилиндричен вал. Това обикновено се прави на брега. Водата изгонва въздуха от шахтата, което от своя страна задвижва турбината, задвижвана с въздух. Третият тип използва конусен канал, с който се намира или в офшорна зона. Тази технология концентрира вълните и ги завежда в повишен резервоар, където се генерира енергия с помощта на турбина [5].

Използване на приливна енергия

Въпреки че всички крайбрежни райони имат приливи и отливи, тази енергия може да бъде използвана и използвана за производство на електроенергия само ако разликата между високия и ниския прилив е достатъчно голяма. Основните видове приливна енергия включват 1) кинетична енергия, получена от теченията на променящите се приливи и 2) потенциална енергия, получена от промяната на височината между прилив и отлив. Едно от предимствата на използването на приливите и отливите като източник на енергия е, че е по-надеждно, тъй като се основава на гравитационното дърпане на Луната и по този начин може да се предвиди. Въпреки че може да се предвиди, един от недостатъците е, че този източник ще генерира енергия само за 6 - 12 часа наведнъж, като по този начин ще намали продължителната наличност [4]. Това периодично производство на енергия създава по-малко надежден източник на енергия. Използването на тази енергия може да наруши естествените мигриращи маршрути за морски животни и редовни пътеки за лодки. Турбините, използвани за производство на енергия, могат да убият голямо количество риба в района. Като се има предвид, възможността да се използва приливна енергия като източник на електроенергия може впоследствие да намали зависимостта от източници, генерирани от въглища, което от своя страна ще намали количеството на CO₂ емисии.

Технологии за приливни и енергийни технологии

Често използваните технологии за производство на приливна енергия включват приливни язовири или баражи, които съдържат шлюз по водното тяло. Отвъд шлюза са хидротурбините. Докато приливът се променя, неравномерните водни нива се изтласкват през минаващия шлюз и захранват турбината [5]. С течение на времето обаче бяха забелязани голяма част от въздействието надолу по течението както на бреговата линия, така и на околните морски екосистеми, което доведе до разработването на редица нови, по-екологични модели. Те включват приливни лагуни, приливни огради и подводни приливни турбини.

Разлика между приливната и вълновата енергия

Вече сме дефинирали, че приливите и вълните се образуват при напълно различни условия. Приливите и отливите са издигането и падането на океана, причинени от гравитационното дърпане на луната и слънцето върху земята, докато вълните са енергията на вятъра, движеща се по повърхността на океана, което прави вълните много по-лесни за измерване в сравнение с приливите и отливите. Приливите и отливите са по-малко забележими в сравнение с вълните и най-често могат да се видят на бреговите линии, засягащи количеството на видимата вода и пясък. Вълните от друга страна могат да се видят на повърхността на океана, издигащи се и спадащи. Въпреки че силата на приливите се колебае ежедневно и силата на вълната може да бъде по-устойчив източник на енергия, тя не се използва широко, тъй като в световен мащаб съществуват само малък брой тестови площадки [4].

Обобщение на разликите

Приливна енергия	Вълнова енергия
Впрегнат от покачването и спадането на морското равнище	Впрегнат от вълни, движещи се по повърхността на океана
Причинено от гравитационното дърпане на луната и слънцето на Земята	Причинява се от вятър
Интензитетът се влияе от местоположението и положението на Земята	Интензитетът се влияе от силата на вятъра
	Често се обозначава като сила на вълната
Видовете приливна енергия включват кинетична и потенциална енергия	Видовете вълнова енергия включват кинетична енергия
Впрегнат с помощта на баражи, язовири, приливни огради и приливни турбини	Впрегнат с използване на офшорни и брегови системи
По-надежден, тъй като се основава на гравитационното дърпане на луната и слънцето	По-малко надежден, тъй като се основава на ефекта на силата на вятъра върху повърхността на водата
Прекъснат източник на енергия, който се генерира за около 6 - 12 часа наведнъж	Непрекъснат източник на енергия
Може да наруши мигриращите маршрути на птици и пътеки за лодки и да доведе до убиване на големи количества риба	Ефектът върху околната среда, екосистемите и общностите е малък
Високи разходи за строителство, но ниски разходи за поддръжка	Изключително високи стартови разходи за проектиране и разработване на необходимата технология