産業界に電力を供給する大部分の電力は、誘導発電機から供給されます。 最初のものは1896年にオンラインになり、ナイアガラの滝である水の滝の落下によって動力を供給されました。 しかし、最新の誘導発電機のほとんどは蒸気駆動であり、水を加熱するために選択される燃料は、長い間、コイル、石油、天然ガス、いわゆる化石燃料でした。
2011年の時点で、化石燃料は世界の電力の82％を供給していますが、燃焼の副産物が環境に与える壊滅的な影響の証拠が増え続けています。 2018年10月の時点で、科学者たちは、化石燃料の燃焼が主な原因である地球温暖化が急速に不可逆的な転換点に近づいていることを警告していました。 このような警告の結果、化石燃料から、太陽光発電パネル、地熱エネルギー、風力タービンなどの再生可能エネルギー源へとシフトしています。
波力は、テーブルのオプションの1つです。 海は未開発のエネルギーの広大な貯水池を表しています。 電力研究所によると、アラスカを含む米国沿岸部の潜在的な波力エネルギーは、約2,640テラワット時/年です。 これは、年間250万世帯に電力を供給するのに十分なエネルギーです。 それを見る別の方法は、単一の波が何百マイルも電気自動車に電力を供給するのに十分なエネルギーを持っているということです。
波力エネルギーを利用するための4つの主要な技術が存在します。 海岸近くで働く人もいれば、沖合で働く人もいれば、深海で働く人もいます。 波力エネルギー変換器（WEC）は水面に留まるように設計されていますが、 波の動きに対するコレクターの向きと、生成に使用される方法 電気。 波動発電機には、ポイントアブソーバー、ターミネーター、オーバートッピング装置、アッテネーターの4種類があります。
波力エネルギーはどこから来るのですか？
信じられないかもしれませんが、波力は太陽エネルギーのもう1つの形態です。 太陽は地球のさまざまな部分をさまざまな程度に加熱し、その結果生じる温度差が風を作り出し、それが海の水と相互作用して波を作り出します。 太陽放射はまた、水自体に温度差を生み出し、これらは水中の流れを促進します。 将来的にはこれらの海流のエネルギーを利用することも可能かもしれませんが、今のところ、エネルギー業界の注目のほとんどは表面波に集中しています。
波力エネルギー変換戦略
水力発電ダムでは、落下する水のエネルギーが、AC電気を生成するタービンを直接回転させます。 この原理は、波の生成のいくつかの形式ではほとんど変更されずに使用されますが、他の形式では、 上昇および下降する水は、回転する作業を行う前に、別の媒体を通過する必要があります。 タービン。 この媒体はしばしば空気です。 空気はチャンバー内に密閉され、波の動きによって空気が圧縮されます。 次に、圧縮空気が小さな開口部に押し出され、必要な作業を実行できる空気の噴流が生成されます。 いくつかの技術では、波のエネルギーは油圧ピストンによって機械的エネルギーに伝達されます。 ピストンは次に、電気を生成するタービンを駆動します。
波力はまだ大部分が実験段階にあり、実際に開発されたのはほんの一部ですが、何百もの異なる設計が特許を取得しています。 商用電力を供給したものは2008年と2009年にポルトガル沖で操業し、スコットランド政府は北海の波打つ水域での大規模プロジェクトの開発に注目しています。 同様のプロジェクトがオーストラリア沖で計画されています。 現在、4つの主要なタイプの波動発生器が存在します。
1-ポイントアブソーバーはブイに似ています
ポイントアブソーバーは、主に深海装置です。 それは定位置に固定されたままで、通過する波の上で上下に揺れます。 それは、ハウジング内で自由に浮く中央のシリンダーで構成されており、波が通過すると、シリンダーとハウジングは互いに対して移動します。 運動は電磁誘導装置または油圧ピストンを駆動し、タービンを駆動するために必要なエネルギーを生成します。 これらの装置はエネルギーを吸収するため、岸に到達する波の特性に影響を与える可能性があります。 これが、はるか沖合の場所で使用される理由の1つです。
振動水柱（OWC）は、特定のタイプのポイントアブソーバーです。 ブイのようにも見えますが、自由に動く内部シリンダーの代わりに、波に合わせて上下する水柱があります。 水の動きにより、圧縮空気が開口部から押し出され、ピストンが駆動されます。
2-ターミネーターは圧縮空気から波力発電を行います
ターミネーターは、海岸または海岸線の近くに配置できます。 それらは基本的に長いチューブであり、沖合に配備されると、地下の港の開口部から水を捕獲します。 チューブは波の動きの方向に伸びるように固定されており、海面の上昇と下降により、捕捉された空気の柱が小さな開口部から押し出されてタービンが駆動されます。 陸上に配置されると、ビーチに衝突する波がプロセスを駆動するため、開口部はチューブの端に配置されます。 各ターミネーターは、波の状態に応じて、500キロワットから2メガワットの範囲で電力を生成できます。 それは近所全体にとって十分な力です。
3-減衰器はマルチセグメント波力エネルギー変換器です
ターミネーターと同様に、アッテネーターは波の動きに対して垂直に配置された長いチューブです。 それらは一方の端に固定され、波が通過するときに相互に移動するセグメントで構成されます。 動きは、各セグメントに配置された油圧ピストンまたはその他の機械装置を駆動し、エネルギーはタービンを駆動し、タービンは電気を生成します。
4-越流装置はミニ水力発電ダムのようなものです
越流装置は長く、波の動きの方向に垂直に伸びます。 それらは、護岸やダムのように、水を集める障壁を形成します。 水位は波が通過するたびに上昇し、再び下降すると、発電するタービンを駆動します。 全体的な動作は、水力発電ダムで採用されている動作とほぼ同じです。 タービンと送電設備は、多くの場合、オフショアプラットフォームに収容されています。 ビーチに衝突する波のエネルギーを取り込むために、陸上にオーバートッピングデバイスを構築することもできます。
波力発電の問題
波力発電の明らかな約束にもかかわらず、開発は太陽光発電や風力発電よりもはるかに遅れています。 大規模な商業施設はまだ未来のものです。 一部のエネルギー専門家は、波力発電の状態を30年前の太陽光発電や風力発電の状態に例えています。 この理由の一部は、海の波の性質に固有のものです。 それらは不規則で予測不可能です。 波の高さと波の間の空間である周期は、日ごとに、あるいは時間ごとに変化する可能性があります。
もう一つの問題は送電です。 波力は岸に伝わるまで何の役にも立ちません。 ほとんどのWECは、水中電力線に沿ったより効率的な送電のために電圧を上げるために変圧器を組み込んでいます。 これらの電力線は通常、海底にあり、それらを設置すると、特に波力発電所が海岸から遠く離れている場合、波力発電所のコストが大幅に増加します。 さらに、電気エネルギーの伝達に関連して、ある程度の電力損失があります。