2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16
Die waters van die oseane verberg ontelbare rykdom, waarvan die belangrikste, miskien, onbeperkte bronne van energie in die vorm van seegolwe is. Vir die eerste keer is daar in die 18de eeu in Parys gedink aan die gebruik van die kinetiese energie van skagte wat aan wal rol, waar die eerste patent vir 'n golfmeul aangebied is. Nou het tegnologie ver vorentoe gestap, en die eerste kommersiële golfkragaanleg is geskep deur die gesamentlike pogings van wetenskaplikes, wat in 2008 begin werk het.
Hoekom is dit voordelig?
Dit is geen geheim dat natuurlike hulpbronne op die rand van uitputting is nie. Die reserwes van steenkool, olie en gas - die belangrikste energiebronne - kom tot 'n einde. Volgens die mees optimistiese voorspellings van wetenskaplikes sal die reserwes genoeg wees vir 150-300 jaar van die lewe. Kernkrag het ook nie aan die verwagtinge voldoen nie. Hoë krag en produktiwiteit betaal die koste van konstruksie, bedryf, maar die probleme van afvalverwydering en omgewingskade sal dit binnekort dwing om laat vaar te word. Om hierdie redes soek wetenskaplikes na nuwe alternatiewe energiebronne. Nou reedswind- en sonkragaanlegte werk. Maar vir al hul voordele het hulle 'n beduidende nadeel - lae doeltreffendheid. Dit sal nie moontlik wees om die behoeftes van die hele bevolking te bevredig nie. Daarom is nuwe oplossings nodig.
Om elektrisiteit op te wek, gebruik 'n golfkragsentrale die kinetiese energie van golwe. Volgens die mees konserwatiewe skattings word hierdie potensiaal geskat op 2 miljoen MW, wat vergelykbaar is met 1000 kernkragsentrales wat op volle kapasiteit werk, en sowat 75 kW/m3 per meter golffront. Daar is absoluut geen skadelike uitwerking op die omgewing nie.
Algemene skema van werk
Golkragsentrales is drywende strukture wat in staat is om die meganiese energie van golfbeweging in elektriese energie om te skakel en dit na die verbruiker oor te dra. Terselfdertyd probeer hulle twee bronne gebruik:
- Kinetiese reserwes. Mariene skagte gaan deur 'n pyp met 'n groot deursnee en draai die lemme, wat krag na 'n elektriese kragopwekker oordra. Die pneumatiese beginsel word ook toegepas - water, wat in 'n spesiale kamer binnedring, verplaas suurstof daarvandaan, wat deur 'n stelsel van kanale herlei word en die turbinelemme roteer.
- Rollende energie. In hierdie geval dien die golfkragsentrale as 'n dobber. Beweeg in die ruimte saam met die profiel van die golf, dit laat die turbine deur 'n komplekse stelsel van hefbome roteer.
Verskillende lande gebruik hul eie tegnologie om die meganiese beweging van golwe in elektrisiteit om te skakel, maar die algemenehulle het dieselfde aksieskema.
Nadele van golfkragaanlegte
Die grootste struikelblok vir die wydverspreide bekendstelling van golfkragsentrales is die koste daarvan. As gevolg van die komplekse ontwerp en komplekse installasie op die oppervlak van seewater, is die koste om sulke installasies in werking te stel hoër as vir die bou van 'n kernkragsentrale of termiese kragsentrale.
Boonop is daar 'n aantal ander tekortkominge, wat hoofsaaklik verband hou met die ontstaan van sosio-ekonomiese probleme. Die ding is dat groot dryfstasies 'n gevaar skep en inmeng met navigasie en visvang - 'n dryfgolfkragsentrale kan 'n mens eenvoudig uit visvanggebiede dwing. Daar is ook moontlike omgewingsgevolge. Die gebruik van installasies blus seegolwe aansienlik, maak dit kleiner en keer dat dit aan wal breek. Intussen speel golwe 'n belangrike rol in die proses van gaswisseling in die see, wat die oppervlak daarvan skoonmaak. Dit alles kan lei tot 'n verskuiwing in die ekologiese balans.
Positiewe aspekte van golfkragaanlegte
Saam met die nadele het 'n golfkragaanleg ook 'n aantal voordele wat 'n positiewe impak op menslike aktiwiteite het:
- installasies, as gevolg van die feit dat hulle golfenergie uitblus, kan kusstrukture (piere, hawens) beskerm teen vernietiging deur die krag van die see;
- Elektrisiteit word teen minimale koste opgewek;
- hoëgolfkrag maak windplase meer ekonomies lewensvatbaar as wind- of sonkragaanlegte.
Energiereserwes word ook deur landwater besit, hoofsaaklik riviere. Die bou van stasies op brûe, kruisings, piere is 'n vooruitsig vir die ontwikkeling van hierdie area van elektrisiteitsopwekking.
Probleme wat opgelos moet word
Die hooftaak wat die wetenskaplike gemeenskap nou in die gesig staar, is om die ontwerp te verbeter, wat die koste van elektrisiteit wat deur golfkragsentrales opgewek word, sal verminder. Die beginsel van werking moet dieselfde bly, maar nuwe tegnologieë en materiale sal gebruik word om installasies te skep.
Die gemiddelde krag van die golf is 75-85 kW/m – dit is die reeks waarop die meeste stasies ingestel is. Tydens 'n storm neem die sterkte van die seegolwe egter verskeie kere toe en is daar 'n gevaar van vernietiging van installasies. Reeds meer as een lem was opgefrommel of gebuig na 'n storm. Om hierdie probleem op te los, verminder wetenskaplikes die spesifieke krag van die golwe kunsmatig. Een van die probleme is dat die massiewe gebruik van golfstasies tot klimaatsverandering sal lei. Die opwekking van elektriese energie word uitgevoer as gevolg van die rotasie van die Aarde (dit is hoe golwe gevorm word). Die wydverspreide gebruik van stasies sal veroorsaak dat die planeet stadiger roteer. 'n Persoon sal nie die verskil voel nie, maar dit sal 'n aantal strome vernietig wat 'n belangrike rol in die Aarde se hitte-uitruiling speel.
Die wêreld se eerste eksperimentele WPP
Die eerste golfkragsentrale het in 1985 in Noorweë verskyn. Sy krag was 500 kW, en sy selfwas 'n prototipe. Die werkingsbeginsel daarvan is gebaseer op sikliese kompressie en uitbreiding van die medium:
- 'n silinder met 'n oop bodem word in water gedompel sodat sy rand onder die holte van die golf is - sy laagste punt;
- periodiek druk lopende water die lug saam in die interne holte;
- wanneer 'n sekere druk bereik word, gaan 'n klep oop, wat saamgeperste suurstof na die turbine laat beweeg.
Hierdie kragsentrale het 500 kW energie geproduseer, wat genoeg was om die doeltreffendheid van die installasies te bevestig, wat tot hul ontwikkeling bygedra het.
Die wêreld se eerste industriële kragsentrale
Die wêreld se eerste installasie op industriële skaal is Oceanlinx offshore Port Kemble, Australië. Dit is in 2005 in werking gestel, maar is toe vir heropbou gestuur en het in 2009 weer begin werk, daarom word beide gety- en golfkragsentrales nou in die streek gebruik. Die werkingsbeginsel daarvan is soos volg:
- Golwe loop van tyd tot tyd in spesiale kamers in, wat veroorsaak dat die lug saamgepers word.
- Wanneer die kritieke druk bereik word, draai saamgeperste lug die elektriese kragopwekker deur 'n netwerk van kanale.
- Om die beweging en krag van die golwe vas te vang, verander die turbinelemme hul hellingshoek.
Die kapasiteit van die installasie was ongeveer 450 kW, hoewel elke gedeelte van die stasie in staat is om van 100 kWh tot 1,5 MWh elektriese energie te lewer.
Die wêreld se eerste kommersiële windplaas
Die eerste kommersiële golfkragsentraleAanstelling verdien in 2008 in Agusador, Portugal. Boonop is dit die eerste installasie ter wêreld wat die meganiese energie van die golf direk gebruik. Die projek is voorberei deur die Engelse maatskappy Pelamis Wave Power.
Die struktuur sluit verskeie afdelings in wat vrygestel word en saam met die golfprofiel styg. Die gedeeltes is skarnier aan die hidrouliese stelsel en aktiveer dit tydens beweging. Die hidrouliese meganisme laat die opwekkerrotor draai, waardeur elektrisiteit opgewek word. Golfkragsentrales wat in Portugal gebruik word, het plus- en minusse. Die voordeel van die installasie is sy hoë krag - ongeveer 2,25 MW, sowel as die moontlikheid om bykomende afdelings te installeer. Daar is net een nadeel van die installering van die stelsel - daar is probleme met die oordrag van elektriese energie deur drade na die verbruiker.
Die eerste golfkragaanleg in Rusland
In Rusland het die eerste windplaas in 2014 in die Primorsky-gebied verskyn. Die ontwikkeling is uitgevoer deur 'n span wetenskaplikes van die Oeral Federale Universiteit en die Stille Oseaan-Instituut van die Verre Oostelike Tak van die Russiese Akademie van Wetenskappe. Die installasie is eksperimenteel. Die eienaardigheid daarvan is dat dit die energie van nie net golwe gebruik nie, maar ook getye.
In Moskou word beplan om 'n navorsingslaboratorium te bou wat die eerste huishoudelike vlotterstasie sal ontwikkel en skep. Miskien sal golfkragsentrales in Rusland daarna ook 'n industriële of kommersiële doel hê.
