Rozdíl mezi přílivovou a vlnovou energií

Úvod

Přílivy a vlny jsou dva přirozené jevy, které se projevují na vodě, a přestože jsou podobné v tom, že se vztahují k vodním útvarům, jejich schopnost vytvářet energii se liší v řadě aspektů, pokud jde o výrobu, sílu a spolehlivost [1]. Jak se svět začíná odklonit od spoléhání se na neobnovitelné zdroje energie, začínají se zkoumat nové a inovativní způsoby výroby energie, které budou mít minimální dopad na okolní prostředí a společenství. Speciální bóje a turbíny se běžně používají k zachycení své energie a její přeměně na čistou elektřinu, ale stejně jako většina nových technologií je jejich navrhování a vývoj drahé. Přes přílivovou a vlnovou energii pocházející z oceánu je mezi nimi stále velký rozdíl.

Co je přílivová energie?

Přílivy jsou definovány jako vzestup a pokles hladiny moře způsobený gravitačním tahem Měsíce a Slunce na Zemi. Nejsou omezeny pouze na oceány, ale mohou se vyskytnout i v jiných systémech, kdykoli existuje gravitační pole. Navíc, zatímco většina Země je ovlivněna gravitační silou Slunce, není to tak snadno vidět na vodě. Měsíc sám o sobě má výraznější vliv na příliv a odliv, protože je ve srovnání se sluncem mnohem blíže k Zemi. Shorelines zažijí jeden denní nebo polodenní příliv sestávající z jednoho nebo dvou přílivů a odlivů. Tyto přílivy jsou ovlivněny řadou faktorů, jako je slunce a zarovnání měsíců, tvar pobřeží a změny hloubky vody.

Co je energie vln?

Vlnová energie, také známá jako energie oceánu, je definována jako energie využívaná z oceánských vln. Jak vítr fouká přes hladinu oceánu, vytváří vlny a lze je tedy také označovat jako energii pohybující se po hladině vody. Vlny vytvořené v důsledku větru jsou obvykle označovány jako větrné vlny a vyskytují se nejúčinněji na vodních površích, protože neexistují masy půdy, které by odolávaly síle větru [2]. Tyto vlny, které jsou běžně pozorovány na hladině oceánu, se také vyskytují volně na jezerech, řekách a kanálech a lze je definovat jako kapilární vlny, vlnky, moře nebo zvlnění. Žádné dvě vlny nejsou stejné, přičemž každá vlna se liší výškou a vzdáleností mezi hřebeny a žlaby.

Jak se formují přílivy?

Když se Měsíc otáčí kolem Země, působí gravitačním tahem a vytváří příliv, který se pohybuje po Zemi. Jak Měsíc krouží kolem Země, Země se také pohybuje v malém kruhu a tato setrvačnost způsobuje příliv na opačné straně Země. Toto je známé jako dva přílivy, mezi nimiž se budou odlivy vyskytovat [3].

Jak se vytvářejí vlny?

Měnící se vzorce rychlosti, trvání a vzdálenosti, se kterou vítr fouká, ovlivní tvar vytvořených vln. Kromě toho bude tvar a velikost vytvořených vln také záviset na výsledném ovlivňujícím systému a může snadno pomoci při zúžení původu vln. Například vysoké, strmé vlny, které rychle stoupají a klesají, jsou nově vytvořeny a často jsou výsledkem okolních povětrnostních systémů, jako jsou místní bouře, zatímco dlouhé stabilní vlny se obvykle vytvářejí z extrémních povětrnostních podmínek, které se vyskytují mnohem dále, někdy z bouří, které mohou být dokonce v další polokoule.

Využití energie vln

Tuto energii z vln lze využít a využít k celé řadě užitečných činností, jako je výroba elektřiny, odsolování a čerpání vody do nádrží. Často se označuje jako energie vln, čím silnější vlny, tím větší je schopnost produkovat energii. Drsný vertikální pohyb oceánských vln obsahuje velké množství kinetické energie, která je zachycena technologiemi vlnové energie. Vlnová energie se obvykle využívá pomocí dvou typů systémů, jmenovitě pobřežních a pobřežních. Offshore systémy pracují v hluboké vodě a využívají buď čerpadla nebo hadice ke sběru energie prostřednictvím rotujících turbín. Pobřežní systémy na druhé straně jsou stavěny podél břehů a získávají energii z lámajících se vln. Jednou z výhod vlnové energie je to, že je obnovitelná a udržitelná, protože vlny se vždy vyplavují na břeh v závislosti na povětrnostních podmínkách a s největší pravděpodobností se po dlouhou dobu nepřestanou formovat. Navíc, protože tyto běžně využívané technologie nejsou snadno viditelné okolními komunitami, je účinek na estetickou hodnotu nízký, což z nich činí snáze přijímanou technologii k použití. I když se jedná o obnovitelný zdroj energie, je obtížné tuto energii přeměnit na elektřinu efektivně. Zařízení se také ukázalo jako obtížné vyvinout a navrhnout tak, aby vydrželo škody způsobené bouřemi a korozivním působením okolní slané vody. Přestože mnoho z těchto technologií je nákladově efektivní, není ve srovnání s jinými systémy výroby energie tak levné.

Technologie vlnové energie

K dnešnímu dni existují tři hlavní typy vlnových energetických technologií. První používá plováky nebo bóje k výrobě elektřiny z oceánských vln, které pohánějí hydraulická čerpadla. Druhý typ používá oscilační vodní sloupec k výrobě elektřiny z nárůstu a pádu vody uvnitř válcové šachty. Obvykle se to děje na břehu. Voda vytlačuje vzduch z hřídele, který zase pohání vzduchem poháněnou turbínu. Třetí typ využívá zužující se kanál, který je umístěn buď na moři nebo na moři. Tato technologie soustředí vlny a pohání je do zvýšené nádrže kde energie je vyráběna pomocí turbíny [5].

Využívání přílivové energie

Zatímco ve všech pobřežních oblastech dochází k přílivu a odlivu, lze tuto energii využít a použít k výrobě elektřiny pouze tehdy, je-li rozdíl mezi přílivem a odlivem dostatečně velký. Mezi hlavní typy přílivové energie patří 1) kinetická energie získaná z proudů měnících se přílivů a 2) potenciální energie získaná z měnících se výšek mezi vysokým a nízkým odlivem. Jednou z výhod použití přílivu a odlivu jako zdroje energie je to, že je spolehlivější, protože je založeno na gravitačním tahu Měsíce a lze jej tedy předvídat. Nicméně, jak už bylo řečeno, jednou z nevýhod je, že tento zdroj bude generovat energii pouze po dobu 6 - 12 hodin najednou, čímž se sníží prodloužená dostupnost [4]. Tato přerušovaná výroba energie vytváří méně spolehlivý zdroj energie. Využití této energie může narušit přirozené migrační trasy pro mořská zvířata a pravidelné plavební trasy. Turbíny používané pro výrobu energie mohou v této oblasti zabít velké množství ryb. Schopnost využívat přílivovou energii jako zdroj elektřiny může následně následně snížit závislost na výrobních zdrojích poháněných uhlí, což zase sníží množství CO₂ emise.

Technologie přílivové energie

Běžně používané technologie pro výrobu přílivové energie zahrnují přílivové přehrady nebo přehrady, které obsahují vodní nádrž přes vodní útvar. Za stavidlem jsou vodní turbíny. Jak se příliv mění, nerovnoměrná hladina vody se protlačuje přes propust a pohání turbínu [5]. Postupem času však bylo zaznamenáno velké množství následných účinků na pobřežní i okolní mořské ekosystémy, které vedlo k vývoji řady novějších modelů šetrnějších k životnímu prostředí. Patří mezi ně přílivové laguny, přílivové ploty a podvodní přílivové turbíny.

Rozdíl mezi přílivovou energií a vlnovou energií

Již jsme definovali, že přílivy a vlny se vytvářejí za zcela odlišných podmínek. Přílivy a odlivy jsou příliv a pád oceánu způsobený gravitačním tahem Měsíce a Slunce na Zemi, zatímco vlny jsou větrnou energií pohybující se po povrchu oceánu, čímž se vlny mnohem snáze měří ve srovnání s přílivem a odlivem. Přílivy jsou méně patrné ve srovnání s vlnami a nejčastěji je lze pozorovat na pobřežích ovlivňujících množství viditelné vody a písku. Vlny na druhé straně jsou vidět na povrchu oceánu stoupajícího a klesajícího. Zatímco přílivová energie kolísá denně a energie vln může být trvalějším zdrojem energie, není široce využívána, protože celosvětově existuje jen malý počet testovacích míst [4]..

Shrnutí rozdílů

Přílivová energie	Vlnová energie
Využíváno od vzestupu a pádu hladin moře	Využíváno vln pohybujících se po hladině oceánu
Způsobeno gravitačním tahem Měsíce a Slunce na Zemi	Způsobeno větrem
Intenzita je ovlivněna polohou a polohou Země	Intenzita je ovlivněna silou větru
	Často se označuje jako vlna
Typy přílivové energie zahrnují kinetickou a potenciální energii	Typy vlnové energie zahrnují kinetickou energii
Využívány pomocí přehrad, přehrad, přílivových plotů a přílivových turbín	Využívá se v pobřežních a pobřežních systémech
Spolehlivější, protože je založeno na gravitačním tahu Měsíce a Slunce	Méně spolehlivý, protože je založen na vlivu síly větru na hladinu vody
Diskontinuální zdroj energie, který je generován po dobu asi 6 - 12 hodin najednou	Nepřetržitý zdroj energie
Může narušit migrační trasy ptáků a vodácké trasy a vést k usmrcení velkého množství ryb	Dopad na okolní prostředí, ekosystémy a komunity je nízký
Vysoké stavební náklady, ale nízké náklady na údržbu	Mimořádně vysoké počáteční náklady na návrh a vývoj požadované technologie