산업계에 전력을 공급하는 대부분의 전기는 유도 발전기에서 나옵니다. 첫 번째 것은 1896 년에 온라인에 출시되었으며 나이아가라 폭포라는 폭포가 떨어지는 폭포에 의해 구동되었습니다. 그러나 대부분의 현대식 유도 발전기는 증기 구동 방식이며 물을 가열하기 위해 선택한 연료는 오랫동안 코일, 석유 및 천연 가스 (소위 화석 연료)였습니다.
2011 년 현재 화석 연료는 전 세계 전기의 82 %를 공급했지만 연소 부산물이 환경에 미치는 파괴적인 영향에 대한 증거는 계속 증가하고 있습니다. 2018 년 10 월 현재 과학자들은 화석 연료 연소가 주요 원인 인 지구 온난화가 돌이킬 수없는 전환점에 빠르게 접근하고 있다고 경고했습니다. 이러한 경고의 결과는 화석 연료에서 태양 광 패널, 지열 에너지 및 풍력 터빈과 같은 재생 가능 에너지 원으로의 전환입니다.
파력은 테이블의 옵션 중 하나입니다. 바다는 미개발 에너지의 광대 한 저장소를 나타냅니다. 전력 연구소에 따르면 알래스카를 포함한 미국 해안 주변의 잠재적 파력 에너지는 연간 약 2,640 테라 와트시입니다. 이는 1 년 동안 250 만 가구에 전력을 공급하기에 충분한 에너지입니다. 그것을 보는 또 다른 방법은 단일 파도가 수백 마일 동안 전기 자동차에 전력을 공급하기에 충분한 에너지를 가지고 있다는 것입니다.
파동 에너지를 활용하기 위해 네 가지 주요 기술이 존재합니다. 일부는 해안 근처에서, 일부는 연안에서, 일부는 심해에서 일합니다. 파동 에너지 변환기 (WEC)는 수면에 남아 있도록 설계되었지만 파동의 움직임에 대한 수집기의 방향과 생성에 사용되는 방법 전기. 네 가지 유형의 파동 발전기는 포인트 흡수기, 터미네이터, 오버 토핑 장치 및 감쇠기입니다.
파동 에너지는 어디에서 오는가?
믿거 나 말거나 파력은 태양 에너지의 또 다른 형태입니다. 태양은 지구의 다른 부분을 다른 정도로 가열하고 그 결과 온도 차이는 파도를 생성하기 위해 바닷물과 상호 작용하는 바람을 만듭니다. 태양 복사는 또한 물 자체의 온도 차이를 만들어 내고 수중 흐름을 유도합니다. 미래에는 이러한 전류의 에너지를 활용할 수 있을지 모르지만 현재 에너지 산업의 대부분의 관심은 표면파에 집중되어 있습니다.
파동 에너지 변환 전략
수력 발전 댐에서 떨어지는 물의 에너지는 AC 전기를 생성하는 터빈을 직접 회전시킵니다. 이 원리는 어떤 형태의 파동 생성에서는 거의 변경되지 않고 사용되지만 다른 형태에서는 떠오르는 물과 떨어지는 물은 회전하는 작업을하기 전에 다른 매체를 통과해야합니다. 터빈. 이 매체는 종종 공기입니다. 공기는 챔버에서 밀봉되고 파도의 움직임으로 압축됩니다. 그런 다음 압축 공기가 작은 구멍을 통해 강제로 들어가 필요한 작업을 수행 할 수있는 공기 분사를 생성합니다. 일부 기술에서는 파동의 에너지가 유압 피스톤에 의해 기계적 에너지로 전달됩니다. 피스톤은 차례로 전기를 생성하는 터빈을 구동합니다.
파력은 여전히 대부분 실험 단계에 있으며 실제로 개발 된 디자인은 극히 일부에 불과하지만 수백 개의 다른 디자인이 특허를 받았습니다. 2008 년과 2009 년에 포르투갈 연안에서 상업 전력을 공급 한 하나가 운영되었고 스코틀랜드 정부는 북해의 고르지 않은 물에 대규모 프로젝트 여관 개발을 주시하고 있습니다. 호주 해안에서 비슷한 프로젝트가 계획되어 있습니다. 현재 네 가지 주요 유형의 파동 발생기가 있습니다.
1-점 흡수기는 부표와 유사 함
포인트 업소버는 주로 심해 장치입니다. 그것은 제자리에 고정되어 있고 지나가는 파도에서 위아래로 흔들립니다. 그것은 하우징 내부에서 자유롭게 떠 다니는 중앙 실린더로 구성되며 파도가 지나갈 때 실린더와 하우징은 서로 상대적으로 움직입니다. 이 모션은 전자기 유도 장치 또는 유압 피스톤을 구동하여 터빈을 구동하는 데 필요한 에너지를 생성합니다. 이러한 장치는 에너지를 흡수하기 때문에 해안에 도달하는 파도의 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이것이 멀리 떨어진 곳에서 사용되는 한 가지 이유입니다.
진동 수주 (OWC)는 특정 유형의 포인트 흡수기입니다. 또한 부표처럼 보이지만 자유롭게 떠 다니는 내부 실린더 대신 파도와 함께 상승 및 하강하는 물 기둥이 있습니다. 물의 움직임은 피스톤을 구동하기 위해 구멍을 통해 압축 공기를 밀어냅니다.
2-터미네이터는 압축 공기에서 파동 전기를 생성합니다.
터미네이터는 해안 또는 해안선 근처에 위치 할 수 있습니다. 그들은 기본적으로 긴 튜브이며, 해양에 배치 될 때 지하 포트 개구부를 통해 물을 포착합니다. 튜브는 파동 방향으로 연장되도록 고정되어 있으며, 해수면의 상승과 하강은 포획 된 공기 기둥을 작은 구멍을 통해 밀어서 터빈을 구동합니다. 육지에있을 때 해변에 충돌하는 파도가 프로세스를 주도하므로 구멍이 튜브의 끝에 있습니다. 각 터미네이터는 파도 조건에 따라 500 킬로와트에서 2 메가 와트 범위의 전력을 생성 할 수 있습니다. 그것은 전체 이웃을위한 충분한 힘입니다.
3-감쇠기는 다중 세그먼트 파동 에너지 변환기입니다.
터미네이터와 마찬가지로 감쇠기는 파동에 수직으로 배치되는 긴 튜브입니다. 그들은 한쪽 끝에 고정되어 있으며 파도가 지나갈 때 서로 상대적으로 움직이는 세그먼트로 구성됩니다. 운동은 각 세그먼트에 위치한 유압 피스톤 또는 기타 기계 장치를 구동하고 에너지는 터빈을 구동하여 전기를 생산합니다.
4-오버 토핑 장치는 미니 수력 발전 댐과 같습니다.
오버 토핑 장치는 길고 파동 방향에 수직으로 확장됩니다. 그들은 물을 모으는 방파제 또는 댐과 같은 장벽을 형성합니다. 수위는 파도가 지나갈 때마다 상승하고 다시 떨어지면서 전기를 생성하는 터빈을 구동합니다. 전체적인 활동은 수력 발전 댐에서 사용되는 것과 거의 동일합니다. 터빈과 전송 장비는 종종 해양 플랫폼에 보관됩니다. 해변에 충돌하는 파도의 에너지를 포착하기 위해 오버 토핑 장치를 육지에 건설 할 수도 있습니다.
파력 발전 문제
파력에 대한 분명한 약속에도 불구하고 개발은 태양열과 풍력 발전에 훨씬 뒤쳐져 있습니다. 대규모 상업용 설치는 여전히 미래의 일입니다. 일부 에너지 전문가들은 파력의 상태를 30 년 전의 태양과 풍력의 상태에 비유합니다. 그 이유 중 일부는 파도의 특성에 내재되어 있습니다. 불규칙하고 예측할 수 없습니다. 파도의 높이와 그 사이의 간격 인주기는 매일 또는 심지어 시간마다 다를 수 있습니다.
또 다른 문제는 전력 전송입니다. 파력은 해안으로 전달 될 때까지 어떤 용도로도 사용할 수 없습니다. 대부분의 WEC는 수중 전력선을 따라보다 효율적인 전송을 위해 전압을 높이기 위해 변압기를 통합합니다. 이러한 전력선은 일반적으로 해저에 놓여 있으며이를 설치하면 특히 역이 해안에서 멀리 떨어져있는 경우 파력 발전 설비의 비용이 크게 증가합니다. 또한 전기 에너지의 전달과 관련된 일정량의 전력 손실이 있습니다.
