Sóng biển chứa một lượng lớn năng lượng bắt nguồn từ gió, do đó bề mặt đại dương có thể được coi là bộ thu năng lượng gió khổng lồ.
Hơn nữa, Biển hấp thụ một lượng lớn năng lượng mặt trời, điều này cũng góp phần vào sự chuyển động của dòng hải lưu và sóng. Năng lượng này, được tích lũy trên khoảng cách xa dưới dạng sóng, có thể được sử dụng để tạo ra điện thông qua nhiều công nghệ khác nhau, được gọi chung là năng lượng sóng hoặc năng lượng sóng.
Sóng là làn sóng năng lượng được tạo ra bởi gió và nhiệt mặt trời, được truyền qua bề mặt đại dương. Chuyển động này bao gồm cả sự dịch chuyển theo chiều dọc và chiều ngang của các phân tử nước. Khi quan sát sự truyền qua của sóng, chúng ta thấy nước không chuyển động về phía trước mà các phân tử nước mô tả một quỹ đạo tròn.
Trong một làn sóng nhẹ nhàng, nước gần bề mặt không chỉ di chuyển lên xuống mà còn tiến lên ở đỉnh và lùi lại ở máng, cho phép năng lượng này được chuyển hóa thành điện năng. Các phân tử nước mô tả chuyển động tròn: chúng dâng lên khi đỉnh sóng đến gần, di chuyển về phía trước theo đỉnh sóng, sau đó đi xuống khi đỉnh sóng đi qua và rút lui vào hõm sóng.
Những sóng năng lượng này trên bề mặt biển, tức là sóng, có thể đi hàng ngàn km và lưu trữ một lượng lớn năng lượng, đặc biệt là ở các khu vực như Bắc Đại Tây Dương, nơi gió mạnh tạo ra sóng có tiềm năng năng lượng trung bình lên tới 10 kW/mXNUMX bề mặt đại dương. Nguồn tài nguyên này rất lớn. khi tính đến sự rộng lớn của đại dương.
Khai thác năng lượng sóng
Công nghệ khai thác năng lượng sóng bắt đầu được nghiên cứu từ những năm 1980 và đã tiến bộ đáng kể kể từ đó. Nó tập trung vào việc chuyển đổi chuyển động thẳng đứng và ngang của sóng thành năng lượng gió hoặc điện. Trong số khu vực khả thi nhất Để triển khai công nghệ này, cần tìm các vĩ độ từ 40° đến 60°, nơi gió tạo ra sóng không đổi với các đặc tính tốt để sử dụng.
Theo nghĩa này, một số đã được phát triển dự án tiên phong ở Châu Âu và các khu vực ven biển khác, nêu bật các ví dụ như ví dụ được phát triển ở Quần đảo Canary.
Hiện nay, năng lượng sóng đang được triển khai ở nhiều nước, trong đó kết quả xuất sắc về mặt sản xuất điện năng. Ví dụ:
- Ở Hoa Kỳ, khoảng 55 TWh hàng năm đến từ sự chuyển động của sóng, chiếm 14% mức tiêu thụ năng lượng của cả nước.
- Ở châu âu, con số thậm chí còn cao hơn, đạt 280 TWh hàng năm.
Bộ tích lũy năng lượng sóng trên bờ
Ở một số nơi có gió như gió mậu dịch, có thể lắp đặt hệ thống hồ chứa để tích nước do sóng đẩy. Những con đập này phải được nâng cao từ 1,5 đến 2 mét so với mực nước biển để cho phép sử dụng các tuabin thủy điện thông thường bằng cách xả nước trở lại đại dương.
Hệ thống này khả thi ở những khu vực mà thủy triều không ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của hồ chứa. Hơn nữa, ở những khu vực có sóng đặc biệt mạnh, các khối bê tông có thể được xây dựng ngoài khơi. tập trung năng lượng của mặt sóng trong một khu vực tương đối nhỏ, điều này sẽ làm tăng tiềm năng năng lượng của hệ thống.
Sử dụng chuyển động của sóng
Một trong những công nghệ nổi tiếng nhất để tận dụng sự chuyển động của sóng là cột nước dao động (OWC). Hệ thống này bao gồm một cấu trúc bao quanh một cột nước trong đó áp suất không khí được tạo ra khi sóng chuyển động hướng lên trên. Không khí này buộc phải đi qua tuabin để tạo ra năng lượng. Hệ thống này cũng hoạt động trong các giai đoạn trầm lắng khi sóng hạ xuống, cho phép sản xuất điện liên tục.
Một ví dụ thành công trong lĩnh vực này là Tàu Kaimei chạy bằng tuabin khí nén, được chính phủ Nhật Bản và Cơ quan Năng lượng Quốc tế hợp tác phát triển.
Thiên tài sáng tạo
Có nhiều thiết bị khác nhau có thể chuyển đổi chuyển động của sóng thành năng lượng. Một số ví dụ bao gồm:
- Bè Cockerell: hệ thống bè khớp nối tận dụng sự chuyển động của sóng để cung cấp năng lượng cho máy bơm thủy lực.
- Salter's Duck: bao gồm một loạt các vật thể hình bầu dục dao động theo sóng, mỗi vật thể điều khiển máy phát điện.
- Đại học Lancaster Túi khí: một ống cao su, với sóng, nén không khí để làm chuyển động tua-bin.
Các giải pháp công nghệ khác nhau tiếp tục được phát triển để tận dụng chuyển động lên xuống của sóng.
Ưu nhược điểm của năng lượng sóng
Năng lượng sóng mang lại những lợi ích to lớn như:
- Có thể tái tạo và không cạn kiệt: tận dụng nguồn tài nguyên luôn có sẵn trong đại dương.
- Tác động môi trường thấp, ngoại trừ trong một số trường hợp nhất định khi hệ thống tích tụ đất đai được thực hiện.
- Có thể tích hợp vào cơ sở hạ tầng ven biển đã tồn tại.
Nhưng nó cũng có nhược điểm:
- Việc lắp đặt trên đất liền hoặc gần bờ có thể có điện áp mạnh tác động thị giác và môi trường.
- Nó không thể dự đoán được chính xác vì sóng phụ thuộc vào điều kiện thời tiết vào thời điểm đó.
- Mặt hệ thống sự phức tạp về mặt kỹ thuật và các vấn đề vận hành do điều kiện khắc nghiệt của môi trường biển.
Năng lượng sóng thể hiện một tiềm năng lớn và tiến bộ liên tục đang được thực hiện để vượt qua những thách thức vẫn còn tồn tại trong quá trình triển khai quy mô lớn.