Przeglądając newsy, natknąłem się na informację o nowo powstałej w Peru instalacji wykorzystującej energię fal morskich. „Znakomicie” – pomyślałem – „A może by tak u nas?” Zimny prysznic – jakie fale są u nas, na Bałtyku, a jakie na oceanie? Na oceanie co prawda występują z mniejszą częstotliwością niż na Bałtyku, mają natomiast o wiele większą wysokość. Częstotliwość fali… Sprawdzam w Internecie wzory na oszacowanie moc jednego metra fali. Niestety, zależność od wysokości jest kwadratowa, podczas gdy zależność od okresu (częstotliwości) jest liniowa, do tego odwrotnie proporcjonalna. Niezbyt obiecująca perspektywa dla Bałtyku, przynajmniej w porównaniu z oceanem.

Czytam szczegóły techniczne peruwiańskiej instalacji. Okazuje się, że system wykorzystuje fale o wysokości od jednego do trzech metrów. Jeśli fala jest wyższa niż 3 m, pływak podniesie się na maksymalną swoją wysokość pracy, tj. 3 metry, a pozostała część energii fali nie zostanie wykorzystana. Takie fale na Bałtyku występują! Innymi słowy – jednostkowy potencjał energii falowania Bałtyku (około 5 kW na metr grzbietu fali) może i nie jest większy niż jednostkowy potencjał oceanu (w okolicach Peru około 20 kW na metr grzbietu fali, w okolicach 50.- 60. równoleżnika na otwartym oceanie półkuli południowej i północnej – ponad 60 kW na metr grzbietu fali), jednak ma szansę być lepiej wykorzystany, przynajmniej stosując technologię znaną z instalacji w Peru. Jaka ona jest?

Peruwiańska instalacja pozyskująca energię fal morskich

Peruwiańska instalacja pozyskująca energię fal morskich, źródło: Solar Thermal Magazine

Zasada wykorzystania fal morskich opiera się na pozostających na powierzchni pływakach lub łopatkach, w które uderzają fale. Przynajmniej jeden z tych dwóch elementów występuje we wszystkich rozwiązaniach. Różnice dotyczą kształtu i wielkości pływaka/łopatek oraz sposobu zamiany energii kinetycznej fali na energię użyteczną w danym rozwiązaniu. W przypadku peruwiańskim pływak połączony jest z tłokiem, który stanowi element pompy. Kolejne cylindry z tłokami przyłączonymi do pływaków są połączone tak, że każdy powoduje wzrost ciśnienia, pod którym pompowana jest woda morska. Ta rurociągami trafia na ląd. Firma, będąca promotorem instalacji w Peru, kreśli rozległe perspektywy dla swojego rozwiązania, dopatrując się możliwości produkcji elektryczności, nawadniania suchych obszarów przymorskich, dostarczania słodkiej wody, pochodzącej ze stacji odsalania, a być może również innych zastosowań, w których można wykorzystać ciśnienie wody.

Konkurencyjne rozwiązania oferują bardziej bezpośrednią zamianę energii fal morskich na prąd elektryczny – prądnica umieszczona jest w bezpośrednim pobliżu pływaka/zespołu pływaków. Choć ich niewątpliwą zaletą jest wyższą sprawność, ze względu na zanurzenie prądnicy, tego typu rozwiązania są bardziej podatne na silnie korozyjne działanie środowiska morskiego. W zakresie wytrzymałości zdecydowanie wygrywa rozwiązanie znane z Peru. Naturalnie, kiedy mówimy o sprawności – może ona być niższa, choćby ze względu na straty ciśnienia w rurociągu.

Wave Star Energy

Wave Star Energy, źródło: Science Nature Page on Facebook

Oferowane rozwiązania nie są też jednolite, kiedy pod uwagę weźmiemy położenie zespołu, na który przekazywana jest praca pływaka. Niektóre projekty przewidują położenie całej instalacji, która wytwarza i przetwarza energię mechaniczną, nad wodą. Co więcej, część dedykowana jest do pracy bezpośrednio przy brzegu, inne – mogą pracować na otwartym morzu (na przykład obok elektrowni wiatrowych). Tego typu stacje związane są z pływakami, które napędzają mechaniczne ramię, będące nad wodą i wykorzystują hydraulikę do przekazania energii na turbiny. Takie rozwiązanie funkcjonuje już w Danii i znane jest jako Wave Star Energy. Ma zostać wprowadzone na rynek w przyszłym roku, jedna stacja będzie mogła dostarczyć moc 6 MW.

Osobnym zagadnieniem jest energia pływów i prądów morskich oraz dyskutowana gdzieniegdzie energia hydrotermalna oceanów. Przeczytacie o nich w kolejnych numerach Globenergii+.

Opracowanie: Bartłomiej Ciapała

Pełna treść artykułu dostępna jest we wrześniowym numerze GLOBEnergii+ w aplikacji mobilnej.


POBIERZ DARMOWĄ APLIKACJĘ MOBILNĄ GLOBEnergia Plus i przeczytaj pozostałe artykuły!

AppStore
  GooglePlay

Bartłomiej Ciapała

Redaktor GLOBEnergia