Energie mořských vln (Alternativní energie 6/01,pdf, 119 kB)

Energie mořských vln
ALTERNATIVNÍ ENERGIE 6/2001
Ing. Dalibor Skácel
Dvě třetiny naší planety je pokryto oceány, vodní plochou, která je diky vlivu Měsíce,
Slunce a díky rotaci Země kolem vlastni osy v pohybu. Tento pohyb spojený se
slapovými jevy a mořskými vlnami je pozorovatelný zejména v blízkosti pevniny, kde
přechází hlubinné oceány do mělkých pobřežních šelfů. V některých oblastech se
vlivem přílivu a odlivu zvedá hladina oceánů i o několik desítek metrů, a v některých
oblastech jsou vlny velmi pravidelné, vysoké a dlouhé, což oceňují především
milovníci surfování. Toto neustálé přemisťováni vodní masy představuje významnou
kinetickou energii, kterou lze využít a generovat z ní elektrický proud.
Princip
Nejlépe lze porozumět principu využití energie vodních vln na přiložených obrázcích,
které snad ani nepotřebují komentář. Kmitavý pohyb vodního sloupce způsobený
vodním vlněním je využit k transformaci energie do tlakové energie vzduchové kapsy.
Tlak vzduchu působí na lopatky turbíny na které mění energie svou formu na
mechanickou, se kterou roztáčí generátor elektrické energie. Problém vzniká při
přeměně střídavého pohybu zdroje energie na stejnosměrnou energii turbíny. Na
přiložených obrázcích je patrný způsob řešení, které je analogové s usměrňovačem
střídavého proudu, využívajícího polovodičové diody.
Další energetický potenciál, kterým disponuje vodní masa planety Země je spojen s
přílivem a odlivem, který v některých oblastech dosahuje až 15 výškových metrů Již
nyní existují vodní díla v Rusku, Francii, Kanadě a Číně, která využívají tohoto efektu
k získávání energie. První pokusy s využitím této energie jsou známy již z roku 1900
a největší přílivová elektrárna leží na řece Rance ve Francii a generuje 320MW
elektrické energie.
Mořské vlny jsou zdrojem obnovitelné energie, která pochází ze Slunce. Slunce
přemění polovinu své energie na Zemi v teplo. 0hřátý vzduch proudí vzhůru a na jeho
místo proudí chladný vzduch, tím vznikají větry, které jsou hlavní příčinou vzniku
vlnění vodní hladiny. V porovnání s větrnou, přímou sluneční a vodní energií, je
využití této formy energie prakticky neprobádáno. První pokusy s využitím vodních
vln byly omezeny malými systémy od desítek do stovek wattů. Použití těchto zařízení
se uplatňovala pro navigační bóje. Navigační světla a zvukové efekty způsobené
přímým využitím tlakové energie vzduchu. To byly první vlaštovky.
Ve skotském Highlands působí společnost Wavegen, která se seriózně zabývá
využitím energetického potenciálu mořských vln. Duchovním otcem a zakladatelem
společnosti je pan Prof. Alan Wells. Společnost je největším světovým vývojovým a
výrobním pracovištěm v této oblasti. Wavegen produkuje zařízení pro využití energie
větru a mořských vln v pobřežních oblastech kontinentů a ostrovů.
Produkty společnosti Wavegen:
LIMPET (Land Installed Marine Powered Energy Transformer) - 0,5MW pobřežní
vlnová elektrárna, pro lokální nebo ostrovní zásobováni elektrickou energii a přístavní
rozvoj. Limpet využívá asynchronní generátor poháněný pneumatickou turbínou,
která pracuje na principu oscilujícího vodního sloupce.
Limpet byl vyvinut no základě spolupráce mezi Wavegen a Královskou univerzitou v
Belfástu, kde se otázkou energetického využití mořských vln zabývají již více než 20
let. Během této doby bylo vyvinuto a zkonstruováno pilotní zařízení na západním
pobřeží ostrova Islay. Toto zařízení o výkonu 75kW pracuje úspěšně 10let a bylo
zdrojem užitečných informací při vývoji větších zařízení.
0SPREY - 2MW elektrárna využívající energii mořských vln pro aplikaci na moři v
blízkosti pobřeží. Jednotka je ukotvená ke dnu a slouží k zásobování energií
okolního regionu a k ochraně pobřeží.
W0SP - 3,5MW multimegawattové plovoucí mimopobřežní jednotky využívající
energii mořských vln a energii větru, které se teprve vyvíjejí.
P0WERBU0Y - plovoucí jednotka využívající energii vodních vln, kterou Wavegen
vyvíjí společně s ropnými společnostmi za účelem zásobováni energií ropných plošin
na otevřeném moři
Jedinou pohyblivou částí těchto technologií je turbina. Jednoduchost a minimální
obslužnost vytváří dobrý standard a podmínky pro praktické využití.
Mezi způsoby využiti těchto technologií patři:
generováni elektrické energie, ochrana pobřeží, rozvoj přístavů, zásobování energií
ropných plošin.
Společnost Wavegen je vybavena testovacími zařízeními pro simulaci těchto
zařízení, 75kW větrným tunelem a vodní vanou pro simulace vodních vln. Dále
provádí studie proveditelnosti a vlivu těchto zařízení na životní prostředí v dané
lokalitě.
Závěr
I tyto technologie však mají spoustu technických a environmentálních problémů.
Vodní díla narušují přirozené přírodní podmínky pobřežních lokalit, kde žije a
rozmnožuje se množství živočišných druhů. Vodní díla tohoto typu jsou investičně
nákladná zařízení a pravidelnost, kvalita mořských vln a přílivová energie není
konstantní, což také zhoršuje seriózní využití.
Česká republika sice není surfařským rájem a energie mořských vln tedy nebude
patřit ani v budoucnu ke zdrojům obnovitelné energie našeho státu, přesto by mohla
v budoucnu hrát tato energie nezanedbatelnou roli v energetické bilanci EU a celého
světa. Firma Wavegen uvádí ve svých materiálech údaj o využití 0,1% veškerého
energetického potenciálu oceánů Země, které by pokrylo více než pětinásobně
současnou poptávku po energii. Se vstupem České republiky do EU se otevře tata
oblast i pro české výrobce a vývojová pracoviště.
Pramen: Wavegen