Різниця між припливною та хвильовою енергією

Вступ

Припливи та хвилі - це два природних явища, які протікають на воді, хоча вони схожі тим, що пов'язані з водоймами, їх здатність генерувати енергію відрізняється в різних аспектах щодо генерування, потужності та надійності [1]. По мірі того, як світ починає відходити від своєї залежності від невідновлюваних джерел енергії, починають досліджуватися нові та інноваційні способи вироблення енергії, які матимуть мінімальний вплив на навколишнє середовище та громади. Спеціальні буї та турбіни зазвичай використовуються для захоплення їхньої потужності та перетворення її в чисту електроенергію, але, як і більшість нових технологій, їх дорого розробляти та розробляти. Незважаючи на енергію припливів та хвиль, що походять з океану, все ще існує велика різниця між ними.

Що таке енергія припливів?

Припливи визначаються як підйом і падіння рівня моря, спричинене гравітаційним потягом місяця і сонця на Землю. Вони не тільки обмежені океанами, але можуть виникати і в інших системах, коли існує гравітаційне поле. Крім того, хоча на більшість Землі впливає гравітаційна сила Сонця, це не так легко видно на воді. Сам Місяць має більш помітний вплив на припливи, оскільки він набагато ближче до Землі порівняно із сонцем. Берегові лінії мають щоденний або денний або напівдобовий прилив, що складається з одного або двох припливів високого та низького рівня відповідно. На ці припливи впливає ціла низка факторів, таких як вирівнювання сонця та місяця, форма берегової лінії та зміни глибини води.

Що таке енергія хвиль?

Енергія хвиль, також відома як енергія океану, визначається як енергія, запряжена з океанічних хвиль. Оскільки вітер дме по поверхні океану, він створює хвилі, і тому їх також можна називати енергією, що рухається по поверхні води. Хвилі, що утворюються внаслідок вітру, зазвичай називають вітровими хвилями, і вони найбільш ефективно виникають на водних поверхнях, оскільки немає земельних мас, які протистоять силі вітру [2]. Ці хвилі, хоча їх часто бачать на поверхні океану, також вільно трапляються на озерах, річках і каналах, і їх можна визначити як капілярні хвилі, брижі, моря або набряки. Немає двох хвиль однакових, коли кожна хвиля відрізняється по висоті та відстані між гребенями та жолобами.

Як утворюються припливи?

Коли Місяць обертається навколо Землі, він здійснює гравітаційний потяг, створюючи прилив, який рухається по всій землі. Коли Місяць обходить землю, сама Земля також рухається по невеликому колу, і ця інерція викликає приплив на протилежній стороні. Це відомо як два припливи, між якими буде відбуватися відлив [3]

Як утворюються хвилі?

Змінюються структури швидкості, тривалості та відстані, з якими дме вітер, впливатимуть на форму сформованих хвиль. Крім того, форма та розмір утворених хвиль також залежатимуть від впливаючої системи та можуть легко сприяти звуженню джерел хвиль. Наприклад, високі, круті хвилі, які швидко піднімаються і падають, є новоутвореними і часто є результатом довколишніх погодних систем, таких як місцеві бурі, тоді як довгі стійкі хвилі зазвичай формуються від екстремальних погодних умов, що виникають набагато далі, іноді від штормів, які можуть бути навіть у інша півкуля.

Використання хвильової енергії

Ця енергія з хвиль може бути використана та використана для ряду корисних заходів, таких як вироблення електроенергії, опріснення та закачування води у водойми. Часто його називають силою хвилі, чим сильніше хвилі, тим більша здатність виробляти енергію. Грубий вертикальний рух океанічних хвиль містить велику кількість кінетичної енергії, яка захоплюється хвильовими енергетичними технологіями. Енергія хвиль зазвичай використовується за допомогою двох типів систем, а саме на береговій та на береговій системах. Морські системи працюють в глибокій воді і використовують насоси або шланги для збору енергії за допомогою обертових турбін. З іншого боку, берегові системи побудовані уздовж берегової лінії і отримують енергію від розривів хвиль. Однією з переваг хвильової енергії є те, що вона поповнюється та стійкою, оскільки хвилі завжди вимиватимуть на берег залежно від погодних умов і, швидше за все, не припинять формуватися протягом тривалого періоду часу. Крім того, оскільки ці широко використовувані технології не є легко помітними сусідніми громадами, вплив на естетичну цінність низький, що робить їх більш легкими для прийняття технологіями. Хоча це поновлюване джерело енергії, важко перетворити цю енергію в електроенергію. Обладнання також виявилося важко розробити та спроектувати таким чином, щоб вони могли протистояти збиткам від штормів та корозійної дії від навколишньої солоної води. Однак, хоча багато з цих технологій є рентабельними, це не так дешево в порівнянні з іншими енергогенеруючими системами.

Хвильові енергетичні технології

На сьогоднішній день існує три основні типи хвильових енергетичних технологій. Перший використовує поплавці або буї для отримання електроенергії з океанічних набряків, які приводять у рух гідравлічні насоси. Другий тип використовує коливальний стовп води для отримання електроенергії від підйому та падіння води всередині циліндричного валу. Зазвичай це робиться на березі. Вода виганяє повітря з шахти, яка по черзі приводить в дію турбіну з повітряним приводом. Третій тип використовує конусний канал, розташований або на березі, або на його узбережжі. Ця технологія концентрує хвилі і заводить їх у піднятий резервуар, де енергія виробляється за допомогою турбіни [5].

Використання припливної енергії

Хоча у всіх прибережних районах спостерігаються високі та низькі припливи, цю енергію можна використовувати і використовувати для виробництва електроенергії лише в тому випадку, коли різниця між припливами та відливами досить велика. Основні типи енергії припливів включають 1) кінетичну енергію, отриману від струмів мінливих припливів, і 2) потенційну енергію, отриману від зміни висоти між високим і низьким припливом. Однією з переваг використання припливів як джерела енергії є те, що він є більш надійним, оскільки заснований на гравітаційному тягу Місяця і тому можна передбачити. Незважаючи на це, хоча це можна передбачити, одним з недоліків є те, що це джерело генеруватиме енергію лише протягом 6 - 12 годин за один раз, тим самим зменшуючи тривалу доступність [4]. Це переривчасте виробництво енергії створює менш надійне джерело енергії. Використання цієї енергії може порушити природні мігруючі маршрути для морських тварин і регулярні прогулянкові шляхи. Турбіни, що використовуються для виробництва енергії, можуть вбити велику кількість риби в цьому районі. Зважаючи на це, здатність використовувати енергію припливів як джерело електроенергії може згодом зменшити залежність від джерел, що генеруються вугіллям, що, в свою чергу, зменшить кількість СО₂ викиди.

Припливні енергетичні технології

Загальноприйняті технології для отримання припливної енергії включають приливні дамби або заслони, які містять шлюз по всьому водойму. Позаду шлюзу знаходяться гідротурбіни. У міру зміни припливу нерівномірний рівень води проштовхується крізь шлюз і подає турбіну [5]. Однак з часом було помічено чимало наслідків як на береговій лінії, так і на навколишніх морських екосистемах, що призвело до розробки низки нових, екологічно чистих моделей. До них відносяться приливні лагуни, припливні огорожі та підводні приливні турбіни.

Різниця між енергією припливу та енергією хвилі

Ми вже визначили, що припливи та хвилі утворюються в абсолютно інших умовах. Припливи - це підйом і падіння океану, спричинене гравітаційним потягом місяця і сонця на землю, тоді як хвилі - це енергія вітру, що рухається по поверхні океану, завдяки чому хвилі набагато легше вимірювати порівняно з припливами. Припливи менш помітні, порівняно з хвилями, і їх найчастіше можна побачити на берегових лініях, що впливають на кількість видимої води та піску. Хвилі з іншого боку можна побачити на поверхні океану, що піднімається і падає. Незважаючи на те, що потужність припливів коливається щоденно, а потужність хвилі може бути більш стійким джерелом енергії, вона не використовується широко, оскільки в світі існує лише невелика кількість випробувальних майданчиків [4]..

Підсумок відмінностей

Енергія припливів	Енергія хвилі
Запряжений від підйому та падіння рівня моря	Запряжений з хвиль, що рухаються по поверхні океану
Викликана гравітаційним потягом місяця і сонця на Землю	Викликаний вітром
На інтенсивність впливає розташування та положення Землі	На інтенсивність впливає сила вітру
	Часто його називають силою хвилі
Типи енергії припливів включають кінетичну та потенційну енергію	Типи енергії хвиль включають кінетичну енергію
Запряжений за допомогою баражів, дамб, припливних огорож та припливних турбін	Запряжена за допомогою офшорних та прибережних систем
Більш надійний, оскільки заснований на гравітаційному тягу Місяця та Сонця	Менш надійний, оскільки заснований на впливі сили вітру на поверхню води
Переривчасте джерело енергії, яке генерується протягом приблизно 6 - 12 годин одночасно	Безперервне джерело енергії
Може порушити міграційні маршрути птахів і катання на човнах і призвести до великої кількості риби	Вплив на навколишнє середовище, екосистеми та спільноти низький
Високі витрати на будівництво, але низькі витрати на обслуговування	Надзвичайно високі пускові витрати на розробку та розвиток необхідної технології