Kai vėjas pučia virš atviro ežerų ir vandenynų paviršiaus, susidaro bangos. Vandenynų bangų energija yra milžiniška. Šią vandenynų energiją galima panaudoti naudojant įvairių tipų bangų energijos keitiklius. Keletas bangų energijos privalumų yra tai, kad ji yra nemokama, tvari , atsinaujinanti ir be atliekų.
Todėl tai gali padėti mums sumažinti savo anglies pėdsaką . Kadangi tai yra labiausiai koncentruotas atsinaujinančios energijos šaltinis planetoje, kurio energijos tankis yra gerokai didesnis nei vėjo ir saulės energijos , jis taip pat yra išskirtinis.
Wskrybėlė yra bangų energija?
Iš vandenyno arba jūros bangų gaunama energija vadinama bangų energija . Bangų energijos sistemos naudoja kinetinę (judėjimo) energiją iš intensyvaus vertikalaus paviršinių vandenyno bangų judėjimo naudingoms užduotims atlikti.
Kam naudojama bangų energija?
Sugauta bangų energija naudojama įvairioms naudingoms užduotims, tokioms kaip energijos kūrimas, vandens gėlinimas ir vandens pumpavimas į rezervuarus.
Kaip generuojama bangų energija?
Vandenyno paviršiuje esančių plūduriuojančių objektų judėjimas aukštyn ir žemyn sukuria bangų galią. Kitaip tariant, vėjas sukuria bangas, kurios vėliau sukuria energiją. Šiuolaikinės technologijos naudoja natūralius vandens srovių ir bangų judesius, kad generuotų energiją, kai bangos juda virš vandenyno.
Kas yra Wave energijos keitiklis?
Kinetinė ir potenciali energija, susijusi su judančia vandenyno banga, paverčiama naudotina mechanine arba elektros energija mašinomis, vadinamomis bangų energijos keitikliais (WEC).
Bangų energijos keitikliai gali gaminti švarią energiją įvairiems tikslams, įskaitant siurbimą sūraus vandens gėlinimui arba povandeninių transporto priemonių varymui. Tokios formos vandenyno energijos kiekis yra didžiausias įvertintas pasaulinis išteklius.
Banginių energijos keitiklių tipai
Toliau pateikiamos kelios skirtingos technologijos, naudojamos bangų energijai.
- Attenuators
- Taškų sugėrikliai
- Virpesių bangų viršįtampių keitiklis
- Virpesių vandens kolonėlė
- Overtopping/Terminator Device
- Panardintas slėgio skirtumas
- Išsipūtimo banga
- Besisukanti masė
1. Attenuators
Atenuatorius yra plūduriuojantis objektas, kuris efektyviai skraido bangomis veikdamas lygiagrečiai bangos krypčiai. Šioms programėlėms maitinti naudojamas santykinis abiejų rankų greitis, kai banga jas praeina.
Jie priklauso nuo jungčių lankstymo, kad būtų suteikta galia, o jų konstrukcija paprastai (bet ne visada) yra modulinė. Įsivaizduokite dvi baržas, sujungtas kartu, kad suformuotų sparnus.
Šios programėlės stengiasi pasinaudoti įvairiais judesio vertimais, įskaitant, pavyzdžiui, bangą, svyravimą ir svyravimą. Siekiant maksimaliai padidinti galią iš tam tikros bangos aplinkos, dominuojantis bangos ilgis yra esminis veiksnys šiuose įrenginiuose.
2. Taškų sugėrikliai
Taškinis absorberis yra plūduriuojantis objektas, judantis vandens paviršiuje arba arti jo ir sugeriantis energiją iš visų krypčių. Jis generuoja elektros energiją nuo šokinėjančio viršaus judėjimo aplink pagrindą. Galimos įvairios galios paėmimo sistemos, priklausomai nuo to, kaip sumontuoti išstumtuvai ir reaktoriai.
Šios plūduriuojančios konstrukcijos naudoja bangų judėjimą vienoje vietoje ir turi ribotą horizontalų dydį, palyginti su vertikaliu matmeniu. Dauguma taško sugėrimo konstrukcijų primena bent jau standartinį plūdurą.
Taškinis sugėriklis dažnai suprojektuotas taip, kad vienas galas būtų pritvirtintas (arba bent jau pritvirtintas prie vandens paviršiaus), o kitas galas juda vertikaliai, kai bangų keteros ir loviai pakelia ir nuleidžia įrenginį.
Linijinis generatorius arba skysčio siurblys gali būti varomas susidariusiu slenkamuoju veiksmu, kuris gali generuoti naudingą galią. Šis prietaisas naudoja vandenyno bangų sukeltą judesį aukštyn ir žemyn. Vienas iš labiausiai paplitusių dizaino motyvų, šiuo metu naudojamų jūrų energetikos pramonėje, yra taškiniai absorberiai.
3. Virpesių bangų viršįtampių keitiklis
Bangų šuoliai ir vandens molekulių judėjimas paverčiami energija svyruojančių bangų viršįtampių keitikliais. Reaguodama į vandens judėjimą bangose, ranka siūbuoja pirmyn ir atgal kaip švytuoklė, pastatyta ant besisukančios jungties.
Beveik visada visiškai panardinti šie įrenginiai dažnai stovi ant jūros dugno sekliame vandenyje, galbūt net pavojingesnėse molo zonose.
Pats paprasčiausias dizainas yra švytuoklės atvartas, kuris sukasi ant šarnyrinės jungties ir svyruoja pirmyn ir atgal dėl jį veikiančio bangos judėjimo. Sklendės judesys gali būti mechaniškai prijungtas prie generatoriaus, kad būtų generuojama elektra, arba siurblio, kad būtų slėgis skystis, nes jis elgiasi kaip didelė svirtis.
4. Virpesių vandens kolonėlė
Vandens paviršiuje svyruojančios vandens kolonos (OWC) dažnai turi „L“ formą. Tuščiavidurė, iš dalies panardinta struktūra, žinoma kaip svyruojanti vandens kolonėlė. Jame yra oro stulpelis ant vandens stulpelio ir yra atviras vandenynui žemiau vandens paviršiaus.
Dėl bangų, keliančių ir nuleidžiančių vandens stulpelį, oro stulpelis suspaudžiamas ir nuleidžiamas. Pagal šią koncepciją dvikryptė oro turbina, esanti platformos viršuje, sulaiko orą kameroje tarp vandens paviršiaus ir jo.
Bangų grįžtamasis judesys veikia kaip stūmoklis ore kameroje, kai jos praeina po aparatu, padidindamos ir sumažindamos slėgį.
Dėl kylančio vandens lygio ir bangų keteros kameroje suspaudžiamas oras ir padidėja slėgis, todėl turbina sukasi.
Kai vandens lygis nukrenta nuo bangos latako, kameros viduje susidaro nedidelis vakuumas ir traukia orą per turbiną iš išorės, dar kartą ją sukiodamas.
Dviejų krypčių turbinos pirminis velenas sukasi viena kryptimi, leisdamas jai judėti transporto priemone, net jei turbinos mentės abiejuose galuose gali suktis priešingomis kryptimis.
5. Overtopping/Terminator Device
Į saugyklos rezervuarą įsiveržiančias bangas fiksuoja įrenginiai, kurie viršija jį. Pagaminus energiją, įprastą žemo aukščio turbiną, vanduo grąžinamas į jūrą. „Kolektoriai“ gali būti naudojami perpildymo įtaise bangos energijai sutelkti.
Šis keitiklis pakelia vandens tūrį iki aukščio virš vandenyno paviršiaus, kad išnaudotų potencialios energijos skirtumą. Šios programėlės imituoja bangų aktyvumą, kurį įprastai galite matyti paplūdimyje.
Bangos sufokusuojamos plaukiojančiomis, ištiestomis rankomis, todėl jos didėja, kai artėja prie žmogaus sukurto „paplūdimio“ aparato viduryje. Į žmogaus sukurtą paplūdimį trenkiančios bangos pakyla rampa ir patenka į saugyklą, kuri yra aukščiau supančios jūros lygio.
Gravitacija padeda skysčiui tekėti atgal iš čia, o srautas naudojamas turbinai varyti. Šie projektai keliais atžvilgiais primena hidroelektrinių užtvankų statybos metodus.
Žinokite, kad siekiant maksimalaus efektyvumo šie bangų energijos keitikliai turi sukalibruoti save pagal artėjančių bangų aukštį. Nors keli iš šių prietaisų buvo modifikuoti naudoti atviroje jūroje, jie dažniausiai randami netoli kranto.
6. Panardintas slėgio skirtumas
Povandeninio slėgio skirtumų matavimo prietaisai paprastai tvirtinami prie jūros dugno arti kranto. Įtaisas patiria slėgio skirtumą dėl bangos greičio, dėl kurio jūros lygis virš jos didėja ir nukrenta. Sistemos skystis cirkuliuojamas kintamu slėgiu, kad būtų gaminama elektra.
Yra dvi šio tipo bangų energijos keitiklių rūšys. Vienos rūšies prietaisai yra ant jūros dugno arba šalia jo ir naudoja slėgio pokyčius, kuriuos sukelia bangos, kad išspaustų skystį ir sulenktų lanksčią medžiagą, pavyzdžiui, oro pūslę, kad galėtų maitinti turbiną ar kitą galios tiekimo įrenginį.
Kita rūšis yra panardinta ir primena taškinį sugėriklį. Ši rūšis naudoja bangas, kad judėtų plūduriuojanti, panardinta plūdė, ir linijinis generatorius, kad paverstų grįžtamąjį judesį energija.
7. Bulge Wave technologija
Išpūstų bangų technologijoje naudojamas vandens pripildytas guminis vamzdis, kuris yra pririštas prie vandenyno dugno ir nukreiptas į bangas. Vanduo patenka per laivagalio dalį, o kai bangos praeina, slėgis vamzdžio viduje pasikeičia, todėl atsiranda išsipūtimas.
Iškilimas plečiasi judėdamas vamzdžiu, kaupdamas energiją, kuri gali būti panaudota tipiškai žemo aukščio turbinai laivapriekio maitinimui, kur vanduo vėliau pumpuojamas atgal į vandenį.
8. Besisukanti masė
Besisukančios masės bangos energijos keitikliai paprastai yra antžeminiai motociklai, kurie maitina rotacinį generatorių, kurio vidinis svoris sukasi apie fiksuotą padėtį. Aparatas juda bangomis, siūbuodamas ir siūbuodamas dviem kryptimis, gaudamas energiją.
Precesiją sukelia šis judesys, varantis ekscentrinį svorį arba giroskopą. Abu kartus judesys yra prijungtas prie maitinimo šaltinio įrenginio viduje.
Besisukanti masė sukasi apie savo ašį, kad surastų naują centrinį tašką, nes laivo trimitas ir žingsnis svyruoja dėl plūdrumo centro ir svorio centro slinkimo, kurį sukelia vandenyno bangų siūbavimas.
Dėl bangų prietaisas nuolat rieda ir siūbuoja, todėl masė nuolat sukasi, kad rastų pusiausvyrą ir tuo pat metu gamina elektrą.
Išvada
Kodėl bangų energija dar nepakilo?
Viena problema yra tiesiog ta, kad vandenynas yra labai atšiauri aplinka; įrengti ir vėliau prižiūrėti įrenginį vandenyne yra sunku ir brangu. Dėl tos pačios priežasties sudėtinga sukurti bangų energijos surinkimo sistemą, kurios eksploatavimo laikas būtų pakankamai ilgas, kad pateisintų pradines kapitalo išlaidas.
Kita problema yra ta, kad, skirtingai nei kiti atsinaujinantys energijos šaltiniai, kol kas nėra vieno „mėgstamiausio“ dizaino, todėl ištekliai yra išsklaidyti tarp pačių įvairiausių technologijų.
Tačiau bangų energijos surinkimas turi didelį potencialą, nes tai ne tik patikimas energijos šaltinis, bet ir didžiausias energijos tankis iš visų atsinaujinančių šaltinių. Vien dėl šios priežasties manome, kad bangų energija galiausiai atliks svarbų vaidmenį užtikrinant tvarų energijos tiekimą visai planetai.