海の波には大量のエネルギーが含まれています 風に由来するので、海面は 巨大な風力発電コレクター.
さらに、 海は太陽エネルギーを大量に吸収します、海流や波の動きにも寄与します。波の形で長距離にわたって蓄積されたこのエネルギーは、波力エネルギーまたは波力エネルギーとして知られるさまざまな技術を通じて発電に使用できます。
波はエネルギーの波です 海面を伝わって伝わる風や太陽の熱によって発生します。この動きには、水分子の垂直方向と水平方向の両方の変位が含まれます。波の通過を観察すると、水が前に進むのではなく、水分子が円軌道を描いていることがわかります。
穏やかな波では、水面近くの水が上下に動くだけでなく、波頭では前方に、谷では後方に動き、このエネルギーが電気に変換されます。 水の分子は円運動を描く：波頭が近づくと上昇し、波頭とともに前進し、波が通過するにつれて下降し、波の谷に後退します。
この海面のエネルギー波、つまり波は、 彼らは何千キロも移動できる 特に北大西洋などの地域では、強風によって海面 10 平方メートルあたり最大 XNUMX kW の平均エネルギー潜在力を持つ波が発生する地域で、大量のエネルギーが蓄えられます。 このリソースは膨大です。 海の広さを考えると。
波力エネルギーの利用
波エネルギーを利用する技術は 1980 年代に研究され始め、それ以来大幅に進歩しました。波の垂直方向と水平方向の動きを風力または電気エネルギーに変換することに焦点を当てています。その中で、 最も実行可能な領域 この技術の実装には、風が使用に適した特性を備えた一定の波を生成する緯度 40 度から 60 度が見つかります。
この意味で、いくつかのものが開発されています。 パイオニアプロジェクト カナリア諸島で開発された例などを強調しながら、ヨーロッパやその他の沿岸地域での研究が行われています。
現在、波力エネルギーは多くの国で導入されています。 優れた結果 電力生産の観点から。例えば：
- 米国では, 年間約 55 TWh が波の動きから来ており、国のエネルギー消費量の 14% に相当します。
- ヨーロッパで、この数字はさらに高く、年間 280 TWh に達します。
陸上波力エネルギーアキュムレータ
一部の風が吹く地域では、 貿易風、波によって押し出された水を蓄積するために貯水池システムを設置することができます。これらのダムは、水を海に放出して従来の水力発電タービンの使用を可能にするために、海抜 1,5 ～ 2 メートルの高さにする必要があります。
このシステムは、潮の干満が貯水池の運用に大きな影響を与えない地域で実現可能です。さらに、特に波が強い地域では、沖合にコンクリートブロックを建設して、 波面のエネルギーを集中させる 比較的狭い領域で発生するため、システムの潜在的なエネルギーが増加します。
波動の使用
波の動きを利用する最もよく知られた技術の 1 つは、 振動する水柱 (OWC)。このシステムは、波の上昇に伴って空気圧が発生する水柱を囲む構造で構成されています。この空気は強制的にタービンを通過してエネルギーを生成します。このシステムは波が下降する沈下段階でも機能し、発電の継続を可能にします。
この分野での成功例としては、 かいめい船 日本政府と国際エネルギー機関が共同開発した圧縮空気タービンを動力源とする。
革新的な天才
波の動きをエネルギーに変換するさまざまな装置があります。例としては次のようなものがあります。
- コッカレルのいかだ: 波の動きを利用して油圧ポンプに動力を供給する連結いかだのシステム。
- ソルターズダック: 波とともに振動する一連の楕円形の本体で構成され、それぞれが発電機を駆動します。
- ランカスター大学のエアバッグ: 波によって空気を圧縮してタービンを動かすゴム製のチューブ。
波の上下の動きを利用するために、さまざまな技術的ソリューションが開発され続けています。
波力エネルギーの長所と短所
波動エネルギーには次のような大きな利点があります。
- 再生可能かつ無尽蔵: 海洋に常に存在する資源を活用すること。
- 環境への影響が少ないただし、土地集積制度が実施されている特定の場合を除く。
- に統合可能 沿岸インフラ すでに存在します。
しかし、次のような欠点もあります。
- 陸上または海岸近くに設置すると、強い影響を受ける可能性があります。 視覚的および環境への影響.
- 予測不可能です 正確に言えば、波はその時の気象条件に左右されるからです。
- システム面 技術的な複雑さ 海洋環境の厳しい条件による操業上の問題。
波動エネルギーには、 大きな可能性 そして、大規模な導入において依然として存在する課題を克服するために継続的な進歩が見られます。