Что такое волновая энергетическая технология?

В технологии волновой энергии используются поднимающиеся и опускающиеся гребни поверхностных волн, вызванные приливными силами в океане, для выработки электрической энергии, либо из-за прямого потока воды, либо из-за воздействия давления, которое вода может оказывать на поверхностные воздушные потоки. Хотя технология волновой энергии обещает быть по существу бесплатной энергией и полностью возобновляемой, ее влияние на морскую среду в значительной степени неизвестно. Эта технология также находится в стадии разработки, где тестируются прототипы, которые в конечном итоге можно было бы расширить, чтобы обеспечить большие объемы электроэнергии для прибрежных городов.

Один из примеров технологии волновой энергии, использующей энергию ветра, был разработан в Австралии и испытывается у побережья Гавайев в США с 2008 года. Поступающие волны входят в камеру, которая нагнетает воздух в центральную трубу и выходит из нее, которая используется для водить турбину. Турбина предназначена для смещения вращения в ответ на волны, поднимающиеся или опускающиеся, когда они изменяют поток воздуха, так что он вращается непрерывно. Однако этот процесс создает много шума, что является одним из его основных недостатков.

Другой метод использует большие, плавающие, продолговатые пеламисные трубки, которые качаются вверх и вниз по поверхности, когда волны проходят под ними. Это перемещает рычаг, прикрепленный от каждой трубы к гидравлическому насосу, который приводит в действие электрические генераторы. Аналогичная гидравлическая конструкция использует оборудование, расположенное на морском дне, прикрепленное к плавучим агрегатам, которые движутся подобно поршню, когда волны поднимаются и опускаются, для прокачки морской воды через генераторы. Энергетическая технология в виде раковин устриц также использует нагнетающее действие волн, чтобы открывать и закрывать гидравлическую панель, которая перекачивает жидкость на береговую станцию, где давление снова используется для приведения в действие электрического генератора.

В США по состоянию на 2007 год экспериментальные проекты в области волновой энергии у побережья Орегона имеют срок завершения от 5 до 10 лет, и, согласно прогнозам, они будут производить достаточно энергии при пиковой мощности, чтобы обеспечить 60 000 домашних хозяйств. Устройства используют буи для захвата волн, размещенные в Тихом океане, и дополняют аналогичные эксперименты штатов Вашингтон, Гавайи и Нью-Джерси. Тестирование проводится одновременно с попыткой оценить воздействие систем на окружающую среду при их работе.

В то время как программы США в основном экспериментальные, Европа лидирует в развитии технологий волновой энергии. Во всем европейском секторе технология волновой энергии изучалась более 25 лет с различными уровнями общественной поддержки и успеха. Проблемы с масштабированием систем приливной энергии до практических уровней включают неравномерность в размерах и направлении волн, структурные возможности для обработки экстремальных погодных явлений в океане и согласование конструкции оборудования, чтобы оно эффективно использовало медленные и нерегулярные волновые движения.

Способность использовать энергию волн прямо пропорциональна квадрату их амплитуды или промежутку времени между гребнями и их размеру. Это делает волны, генерируемые на широтах 30 ° и 60 ° северной и южной широты вокруг земного шара, наиболее энергичными. Европейские страны с самым высоким потенциалом использования этого источника энергии - это Исландия, Великобритания и Ирландия, а также север Испании и юг Норвегии.

По оценкам, общее количество энергии океана, доступной вдоль европейских береговых линий, составляет величину в 320 гигаватт. Прогнозируется, что береговая линия Великобритании будет способна производить 67 гигаватт электроэнергии с помощью технологий волновой энергии. Для сравнения, в Великобритании по состоянию на 2008 год мощность производства электроэнергии составляла 76 гигаватт от традиционных источников нефти, газа и возобновляемых источников.

Экологические проблемы, связанные с размещением генератора волновой энергии, сосредоточены на пяти широких областях. Влияние многоволновых энергетических устройств на прибрежную или береговую динамику и бентические экосистемы на дне мелководных районов воды изучается. Исследование электромагнитных полей, которые генерируют и используют волновые энергетические технологии в окружающей среде обитания рыб и моделях миграции, также находится в стадии изучения. Общее влияние на местные жизненные циклы морских млекопитающих и морских птиц также изучается.

Дополнительные проблемы, связанные с волновыми фермами вдоль береговой линии, включают их влияние на рекреационную деятельность, их шумовое загрязнение и потенциальную опасность для судоходства. Несмотря на эти недостатки, по состоянию на 2008 год глобальные прототипы производили два мегаватта энергии. Прогнозируемое мировое производство оценивается в 2000 гигаватт в год, или 10% от общего потребления электроэнергии в мире в 2008 году. Чтобы фактически достичь такого уровня производства, инвестиционные затраты были оценены в 820 000 000 000 евро (1 173 830 000 000 долларов США).