Потенцијал на енергијата на брановите како извор на електрична енергија
Среде зголемената побарувачка за електрична енергија и заканата од климатските промени, светот е во потрага по чисти, одржливи и сигурни извори на енергија. Вниманието на јавноста досега беше фокусирано на сончевата и ветерната енергија. Сепак, океаните - кои покриваат повеќе од две третини од површината на Земјата - поседуваат огромен енергетски потенцијал. Една ветувачка форма на океанска енергија е енергијата на брановите. Океанските бранови се формираат со интеракција на ветерот со површината на водата, се движат со големи количини на енергија и се присутни континуирано во многу крајбрежни области . Оваа статија го дискутира потенцијалот на енергијата на брановите како извор на енергија, како функционира, технологијата што се користи, нејзините предности и предизвици, како и можностите за нејзина примена во Индонезија.
Што е енергија на бранови?
Енергијата на брановите е кинетичка и потенцијална енергија што ја носат океанските бранови. Кога ветерот дува над површината на океанот, тој ја пренесува енергијата во водата, создавајќи бранови. Овие бранови потоа се шират далеку од нивното потекло, носејќи енергија што може да се зароби и претвори во електрична енергија. За разлика од плимата и осеката , која е под влијание на гравитацијата на Месечината и Сонцето, енергијата на брановите е повеќе под влијание на моделите на ветерот, годишните времиња и временските услови.
Енергијата на брановите често се смета за привлечна поради нејзината висока густина на енергија. Водата е многу погуста од воздухот, што овозможува движењето на брановите да складира значителна енергија дури и при навидум „скромни“ брзини. Во некои области директно свртени кон отворениот океан, брановите можат да бидат постојан извор на енергија.
Зошто е важна енергијата на брановите?
Во транзицијата кон чиста енергија, идеалниот извор на енергија има неколку карактеристики: ниски емисии, одржливост, широка достапност и способност да ги надополни другите извори. Енергијата на брановите има потенцијал да исполни многу од овие критериуми:
1. Ниски емисии на јаглерод: Во оперативната фаза, електраните на бранови не согоруваат фосилни горива.
2. Обновливи извори: Брановите продолжуваат да се формираат сè додека има ветер и атмосферска динамика.
3. Висок потенцијал во крајбрежните области: Многу земји имаат долги крајбрежни линии со изложеност на силни бранови.
4. Комплементарно на сончевата и ветерот: Брановите во некои области можат да имаат различни врвови од сончевите, со што помагаат да се стабилизира снабдувањето.
Сепак, важно е да се запомни дека енергијата на брановите сè уште е во развој и не е толку зрела како соларната или ветерната технологија во однос на цената, сигурноста на уредот и индустриските стандарди.
Како да се претворат брановите во електрична енергија
Општо земено, технологијата за конверзија на енергијата на брановите работи со фаќање на движењето нагоре и надолу (подигање), брановите или промените во притисокот на водата предизвикани од брановите. Ова движење потоа придвижува механички или флуиден систем што врти турбина или генератор.
Едноставните чекори се:
1. Брановите го движат конверторскиот уред (на пр. бова или воден столб).
2. Ова движење се претвора во ротација на турбината или линеарно движење на генераторот.
3. Генераторот произведува електрична енергија.
4. Електричната енергија се дистрибуира до мрежата преку подморски кабли или се користи локално (на пр. за мали острови, крајбрежни објекти или хибридни системи).
Главната технологија на бранова енергија
Неколку видови уреди за енергија од бранови се тестирани во различни земји. Секој од нив има различен пристап во зависност од локацијата и карактеристиките на брановите.
1. Осцилирачки воден столб (OWC)
Технологијата OWC користи комора исполнета со воздух над столбот на вода што се крева и опаѓа предизвикан од брановите. Како што водата се крева, воздухот се истиснува низ турбина; како што водата паѓа, воздухот се вшмукува назад низ турбината. Најчесто користената турбина е турбината Велс, која може да ротира во една насока иако протокот на воздух е наизменичен.
Предноста на OWC е нивниот релативно едноставен дизајн и можноста за инсталирање на крајбрежја или бранобрански конструкции. Предизвикот: ефикасноста е под влијание на дизајнот на просторот и карактеристиките на локалните бранови.
2. Точкин апсорбер (точкин апсорбер бова)
Овие уреди обично се состојат од пловаци кои се нишаат нагоре и надолу со брановите. Релативното движење помеѓу пловакот и референтната структура (како што е постабилно дно) се користи за погон на генератор. Оваа технологија е флексибилна, може да се инсталира на отворено море и може да се модулира во „низи“.
Предизвиците се отпорноста на уредот на бури и трошоците за одржување.
3. Атенуатор
Атенуаторот е долга, лебдечка структура монтирана паралелно со правецот на движење на бранот. Брановите предизвикуваат компонентите на структурата да се движат релативно една во однос на друга во точките на поврзување, а ова движење се користи за производство на електрична енергија. Овие уреди се ефикасни на локации со долги, стабилни бранови, но инсталацијата и одржувањето се доста сложени.
4. Уред за преполнување
Оваа технологија ја заробува водата од брановите што „се прелева“ во мал резервоар над површината на морето. Собраната вода потоа се канализира назад во морето преку турбини, слично на малите хидроцентрали. Концептот е привлечен бидејќи произведува „постабилен“ проток, но обично бара голема структура и соодветна локација.
Предности на брановата енергија
Енергијата на брановите има неколку предности што ја прават вредна за разгледување:
– Висока густина на енергија: Брановите можат да носат големи количини на енергија по метар од крајбрежјето.
– Релативно добра предвидливост: Брановите може да се предвидат неколку дена однапред врз основа на временските и брановите модели.
– Мало зафаќање на копно: Главната инсталација е на море, така што не зафаќа многу копнена површина.
– Погодно за островски системи: Многу острови се потпираат на скап дизел; енергијата на брановите може да биде алтернатива или дополнување на сончевата енергија и батериите.
Предизвици и пречки
И покрај големиот потенцијал, енергијата на брановите се соочува со голем број значајни пречки:
1. Сурова морска средина: Корозија од солена вода, биозагадување (прицврстување на организми), екстремни бранови и бури можат да ги оштетат уредите.
2. Инвестициски и оперативни трошоци: Истражувањето, прототипирањето, инсталацијата и одржувањето на море бараат високи трошоци и комплицирана логистика.
3. Електрична поврзаност: Потребни се сигурни подморски кабли и преносна инфраструктура, особено за локациите на море.
4. Еколошки и социјални влијанија: Инсталациите можат да влијаат врз морските живеалишта, миграциските патишта, рибарството и бродските активности. Затоа, анализата на влијанието врз животната средина (EIA) и јавните консултации се од суштинско значење.
5. Индустрискиот обем сè уште не е зрел: Стандардите, синџирите на снабдување и долгорочното работно искуство се сè уште ограничени во споредба со енергијата од ветер и сончева енергија.
Затоа, многу проекти за енергија од бранови моментално се сè уште во фаза на демонстрација, пилот-проект или во фаза на ограничено комерцијално ниво.
Потенцијал на бранова енергија во Индонезија
Индонезија е архипелашка земја со многу долга крајбрежна линија и е свртена кон океанот од неколку страни. Географски, ова претставува значајна можност за морска енергија, вклучително и енергија на бранови. Областите што се свртени кон Индискиот Океан - како што се западниот брег на Суматра, јужна Јава , Бали и Нуса Тенгара - имаат тенденција да имаат посилни бранови од позатворените води како што е Јаванското Море.
Сепак, техничкиот потенцијал не значи автоматски лесна реализација. Неколку фактори мора детално да се испитаат:
– Мапи на ресурсите на брановите: Податоците за значајната висина на бранот, периодот на брановите и сезоната се клучни за изборот на технологија.
– Длабочина и контура на морското дно: Влијае на видот на темелите и трошоците за инсталација.
– Близина до електрични оптоварувања: За да не се прескапи трошоците за пренос.
– Екстремни временски ризици: Вклучувајќи сезонски високи бранови и геолошки фактори во одредени области.
– Системски барања: Малите острови и оддалечените области често се најдобри кандидати бидејќи постојните цени на електричната енергија (дизел) се поскапи, што ја прави енергијата на брановите поконкурентна.
Реална стратегија за Индонезија е да започне со пилот-проекти на локации со јасна потреба од електрична енергија, соодветен опсег на плима и осека и логистичка поддршка - на пример, за поддршка на островски микромрежи, пристаништа или крајбрежни објекти. Интеграцијата со сончева енергија, ветер и батерии би можела да ја подобри сигурноста и да ја намали потребата од дизел.
Идна насока на развој
За енергијата на брановите да придонесе во енергетскиот микс, треба да се преземат неколку важни чекори:
1. Локално истражување и тестирање: Индонезиските бранови имаат различен карактер од европските; дизајните мора да се прилагодат.
2. Фазни пилот-проекти: Започнете во мал обем за да се изгради оперативно искуство и да се намалат ризиците.
3. Зајакнување на поморската индустрија: Бродоградилиштата, производството на компоненти и офшор услугите можат да бидат вклучени за намалување на трошоците.
4. Прописи и шеми за стимулации: Сигурноста на тарифите, дозволите и механизмите за купување електрична енергија во голема мера влијае врз интересот на инвеститорите.
5. Строги студии за влијанието врз животната средина: Да се обезбеди одржлив развој и негово прифаќање од страна на крајбрежните заедници.
Заклучок
Енергијата на брановите нуди значаен потенцијал како обновлив извор на електрична енергија, особено за поморските земји како Индонезија. Со својата висока густина на енергија и широка потенцијална достапност по должината на отворените океански брегови, оваа технологија може да биде значаен додаток на сончевата и ветерната енергија. Иако предизвиците како што се трошоците, издржливоста на морските површини и барањата за инфраструктура остануваат, постепениот развој преку пилот-проекти, локално истражување и поддршка на политиките може да го отвори патот за поширока употреба. Доколку се управува со внимателно планирање и внимание на еколошките и социјалните аспекти, енергијата на брановите има потенцијал да стане столб на идната транзиција кон чиста енергија.
