Разница между приливной и волновой энергией

Вступление

Приливы и волны - это два естественных явления, которые происходят на воде, и хотя они схожи в том, что они связаны с водоемами, их способность генерировать энергию различается в целом ряде аспектов в отношении генерации, мощности и надежности [1]. Поскольку мир начинает отходить от их зависимости от невозобновляемых источников энергии, начинают изучаться новые и инновационные способы производства энергии, которые будут оказывать минимальное воздействие на окружающую среду и сообщества. Специальные буи и турбины обычно используются для захвата их мощности и преобразования ее в чистое электричество, но, как и большинство новых технологий, их дорого проектировать и разрабатывать. Несмотря на приливную и волновую энергию, исходящую из океана, между ними все еще существует большое различие.

Что такое приливная энергия?

Приливы определяются как подъем и падение уровня моря, вызванные гравитационным притяжением Луны и Солнца на Земле. Они не только ограничены океанами, но также могут возникать в других системах всякий раз, когда существует гравитационное поле. Кроме того, в то время как большая часть Земли подвержена воздействию гравитационной силы солнца, это не так легко увидеть на воде. Сама луна оказывает более заметное влияние на приливы, так как она намного ближе к Земле по сравнению с Солнцем. Береговые линии испытывают суточный или полусуточный прилив, состоящий из одного или двух приливов и отливов соответственно. На эти приливы влияют различные факторы, такие как выравнивание солнца и лун, форма береговой линии и изменение глубины воды..

Что такое волновая энергия?

Энергия волн, также известная как энергия океана, определяется как энергия, получаемая от океанических волн. Когда ветер дует по поверхности океана, он создает волны, и поэтому их также можно назвать энергией, движущейся по поверхности воды. Волны, создаваемые в результате ветра, обычно называют ветровыми волнами, и они наиболее эффективно возникают на поверхности воды, поскольку нет сухопутных масс, способных противостоять силе ветра [2]. Эти волны, в то время как обычно наблюдаемые на поверхности океана, также свободно встречаются в озерах, реках и каналах и могут быть определены как капиллярные волны, рябь, моря или волны. Нет двух одинаковых волн, каждая волна различается по высоте и расстоянию между гребнями и впадинами.

Как формируются приливы??

Когда Луна вращается вокруг Земли, она оказывает гравитационное воздействие, создавая прилив, который движется по всей Земле. Когда Луна вращается вокруг Земли, сама Земля тоже движется по небольшому кругу, и эта инерция вызывает прилив на противоположной стороне Земли. Это известно как две приливы, между которыми будут происходить приливы [3]

Как образуются волны?

Изменение характера скорости, продолжительности и расстояния, с которым дует ветер, будет влиять на форму образующихся волн. Кроме того, форма и размер соответствующих сформированных волн также будет зависеть от результирующей влияющей системы и может легко помочь сузить происхождение волн. Например, вновь образуются высокие крутые волны, которые быстро поднимаются и опускаются и часто являются результатом близлежащих погодных систем, таких как локальные штормы, в то время как длинные устойчивые волны обычно формируются из экстремальных погодных условий, происходящих намного дальше, иногда от штормов, которые могут даже быть в другое полушарие.

Использование энергии волн

Эту энергию от волн можно использовать и использовать для ряда полезных действий, таких как производство электроэнергии, опреснение воды и откачка воды в резервуары. Часто упоминается как мощность волны, чем сильнее волны, тем больше способность производить энергию. Грубое вертикальное движение океанических волн содержит большое количество кинетической энергии, которая улавливается технологиями волновой энергии. Энергия волн обычно используется с использованием двух типов систем, а именно с береговых и береговых систем. Оффшорные системы работают в глубокой воде и используют либо насосы, либо шланги для сбора энергии с помощью вращающихся турбин. Береговые системы, с другой стороны, построены вдоль береговых линий и собирают энергию от падающих волн. Одним из преимуществ волновой энергии является то, что она пополняема и устойчива, поскольку волны всегда будут выбрасываться на берег в зависимости от погодных условий и, скорее всего, не прекратят формироваться в течение длительного периода времени. Кроме того, поскольку эти широко используемые технологии не так легко увидеть в близлежащих сообществах, влияние на эстетическую ценность невелико, что делает их более приемлемой для использования технологией. Хотя это возобновляемый источник энергии, трудно эффективно преобразовать эту энергию в электроэнергию. Также оказалось, что оборудование сложно разрабатывать и проектировать таким образом, чтобы оно могло противостоять повреждениям от штормов и коррозийного воздействия окружающей морской воды. Однако, хотя многие из этих технологий являются экономически эффективными, они не так дешевы по сравнению с другими энергогенерирующими системами..

Волновые энергетические технологии

На сегодняшний день существует три основных типа волновых энергетических технологий. Первый использует поплавки или буи для выработки электроэнергии из океанических волн, которые приводят в действие гидравлические насосы. Второй тип использует колеблющуюся водяную колонну, чтобы генерировать электричество от взлета и падения воды внутри цилиндрического вала. Обычно это делается на берегу. Вода вытесняет воздух из вала, который, в свою очередь, приводит в действие турбину с воздушным приводом. Третий тип использует конусный канал с расположенным на или на расстоянии от берега. Эта технология концентрирует волны и направляет их в приподнятый резервуар, где энергия генерируется с помощью турбины [5].

Использование энергии прилива

Хотя все прибрежные районы испытывают приливы и отливы, эту энергию можно использовать и использовать только для производства электроэнергии, если разница между приливами и отливами достаточно велика. Основные типы энергии приливов включают в себя: 1) кинетическую энергию, получаемую от токов изменяющихся приливов, и 2) потенциальную энергию, получаемую от изменяющихся высот между приливом и отливом. Одним из преимуществ использования приливов в качестве источника энергии является то, что они более надежны, поскольку они основаны на гравитационном притяжении Луны и поэтому могут быть предсказаны. При этом, хотя это и можно прогнозировать, один из недостатков заключается в том, что этот источник будет генерировать энергию только в течение 6-12 часов за один раз, тем самым уменьшая длительную доступность [4]. Это прерывистое производство энергии создает менее надежный источник энергии. Использование этой энергии может нарушить естественные пути миграции морских животных и регулярные маршруты на лодках. Турбины, используемые для выработки энергии, могут убить большое количество рыбы в этом районе. При этом способность использовать приливную энергию в качестве источника электричества может впоследствии уменьшить зависимость от источников, работающих на угле, что, в свою очередь, уменьшит количество СО₂ выбросы.

Технологии приливной энергии

Обычно используемые технологии для производства энергии приливов включают в себя приливные плотины или заграждения, которые содержат шлюз по всему водоему. За шлюзом находятся гидротурбины. По мере изменения прилива неровные уровни воды проталкиваются через шлюз и приводят турбину в действие [5]. Со временем, однако, было замечено значительное влияние на прибрежную полосу и окружающие морские экосистемы, что привело к разработке ряда более новых, более экологически чистых моделей. К ним относятся приливные лагуны, приливные заборы и подводные приливные турбины.

Разница между приливной энергией и энергией волны

Мы уже определили, что приливы и волны образуются в совершенно разных условиях. Приливы - это взлет и падение океана, вызванные гравитационным притяжением луны и солнца на землю, в то время как волны - это энергия ветра, движущаяся по поверхности океана, что значительно облегчает измерение волн по сравнению с приливами. Приливы менее заметны, чем по сравнению с волнами, и чаще всего их можно увидеть на береговой линии, что влияет на количество видимой воды и песка. С другой стороны, на поверхности океана поднимаются и опускаются волны. Несмотря на то, что приливная мощность колеблется ежедневно, а мощность волны может быть более устойчивым источником энергии, она не используется широко, поскольку в мире существует лишь небольшое количество испытательных площадок [4]..

Краткое изложение различий

Энергия приливов	Волновая Энергия
Используется от повышения и понижения уровня моря	Запряженный от волн, движущихся по поверхности океана
Вызванный гравитационным притяжением Луны и Солнца на Землю	Вызвано ветром
Интенсивность зависит от местоположения и положения Земли	Интенсивность зависит от силы ветра
	Часто упоминается как сила волны
Типы приливной энергии включают кинетическую и потенциальную энергию	Типы волновой энергии включают кинетическую энергию
Использовать заграждения, плотины, приливные заборы и приливные турбины	Используется с использованием оффшорных и береговых систем
Более надежный, поскольку он основан на гравитационном притяжении Луны и Солнца.	Менее надежный, поскольку основан на влиянии силы ветра на поверхность воды.
Прерывистый источник энергии, который генерируется в течение примерно 6 - 12 часов за один раз	Непрерывный источник энергии
Может нарушить пути миграции птиц и лодочных путей и привести к гибели большого количества рыбы	Влияние на окружающую среду, экосистемы и сообщества низкое
Высокие затраты на строительство, но низкие затраты на техническое обслуживание	Чрезвычайно высокие начальные затраты на проектирование и разработку необходимых технологий