Главнина електричне енергије која покреће индустријски свет долази од индукционих генератора. Први се појавио на мрежи 1896. године, а покретала га је падајућа каскада воде која је Нијагарини водопади. Већина модерних индукционих генератора је погоњена на пару, а одабрано гориво за загревање воде одавно су калем, нафта и природни гас - такозвана фосилна горива.
Од 2011. године фосилна горива су снабдевала 82 процента светске електричне енергије, али и даље се повећавају разорни ефекти који нуспродукти сагоревања имају на животну средину. Од октобра 2018. године, научници су упозоравали да се глобално загревање, коме главно доприноси сагоревање фосилних горива, брзо приближава неповратној тачки преокрета. Резултат таквих упозорења је прелазак са фосилних горива на обновљиве изворе енергије, као што су фотонапонски панели, геотермална енергија и ветротурбине.
Таласна снага је једна од опција на столу. Океани представљају огроман резервоар неискоришћене енергије. Према истраживању Института за електричну енергију, потенцијална таласна енергија око обалских Сједињених Држава, укључујући Аљаску, износи око 2.640 терават-сати годишње. То је довољно енергије за напајање 2,5 милиона домаћинстава током целе године. Други начин на који се може гледати је да један талас има довољно енергије да покреће електрични аутомобил стотинама километара.
Постоје четири главне технологије за искоришћавање енергије таласа. Неки раде близу обале, неки у мору, а неки у дубоком мору. Таласни претварачи енергије (ВЕЦ) су дизајнирани да остану на површини воде, али се разликују у усмерености колектора на кретање таласа и на методе коришћене за генерисање електрична енергија. Четири врсте таласних генератора електричне енергије су тачкасти апсорбери, завршавачи, уређаји за превртање и пригушивачи.
Одакле долази таласна енергија?
Веровали или не, таласна снага је још један облик соларне енергије. Сунце загрева различите делове света у различитом обиму, а резултујуће температурне разлике стварају ветрове који у интеракцији са океанском водом стварају таласе. Соларно зрачење такође ствара температурне разлике у самој води, а оне покрећу подводне струје. Можда ће бити могуће искористити енергију ових струја у будућности, али за сада је већина пажње енергетске индустрије усмерена на површинске таласе.
Стратегије претварања енергије таласа
У хидроелектрани, енергија пада воде директно се врти у турбинама које генеришу наизменичну струју. Овај принцип се користи готово непромењен у неким облицима стварања таласа, али у другима енергија вода која расте и пада мора проћи кроз други медијум да би могла да заврши посао предења турбина. Овај медијум је често ваздух. Ваздух је заптивен у комори, а кретање таласа га сабија. Компримовани ваздух се затим провлачи кроз мали отвор стварајући млаз ваздуха који може обавити неопходан посао. У неким технологијама, енергија таласа се хидрауличким клиповима преноси на механичку енергију. Клип заузврат покреће турбине које производе електричну енергију.
Таласна снага је још увек у великој мери у експерименталној фази, а стотине различитих дизајна је патентирано, мада је само један део њих заиста развијен. Она која је снабдевала комерцијалну електричну енергију деловала је на обалама Португала 2008. и 2009. године, а шкотска влада прати развој великог пројекта у крчмастој води Северног мора. Сличан пројекат планиран је и код обала Аустралије. Тренутно постоје четири главне врсте генератора таласа:
1 - Тачке апсорбера постављају плутаче
Тачкасти апсорбер је првенствено дубокоморски уређај. Остаје усидрено на месту и скаче горе-доле на пролазним таласима. Састоји се од централног цилиндра који слободно плута унутар кућишта, а како талас пролази, цилиндар и кућиште се померају један према другом. Кретање покреће електромагнетни индукциони уређај или хидраулични клип, који ствара енергију потребну за погон турбине. Будући да ови уређаји апсорбују енергију, они могу утицати на карактеристике таласа који долазе до обале. То је један од разлога зашто се користе на местима удаљеним од мора.
Осцилирајућа водена колона (ОВЦ) је посебна врста тачкастог апсорбера. Такође изгледа као плутача, али уместо слободно плутајућег унутрашњег цилиндра, има ступац воде који се уз таласе подиже и спушта. Кретање воде потискује компримовани ваздух кроз отвор за погон клипа.
2 - Терминатори генеришу таласну електричну енергију из компримованог ваздуха
Терминатори се могу налазити на обали или близу обале. У основи су дугачке цеви и када се распоређују у мору, воду хватају кроз подземне отворе лука. Цеви су усидрене да се протежу у смеру кретања таласа, а успон и пад површине океана потискује стуб заробљеног ваздуха кроз мали отвор за покретање турбине. Када се нађу на копну, таласи који падају на плажу покрећу процес, па се отвори налазе на крајевима цеви. Сваки терминатор може да генерише снагу у опсегу од 500 киловата до 2 мегавата, у зависности од услова таласа. То је довољно снаге за читав кварт.
3 - Пригушивачи су мулти-сегментирани таласни претварачи енергије
Попут терминатора, атенуатори су дугачке цеви које се постављају окомито на кретање таласа. Они су усидрени на једном крају и конструисани у сегментима који се померају један према другом како талас пролази. Кретање покреће хидраулични клип или неки други механички уређај који се налази на сваком сегменту, а енергија покреће турбину која заузврат производи електричну енергију.
4 - Уређаји за преливање су попут мини хидроелектрана
Уређаји за превртање су дуги и пружају се окомито на правац кретања таласа. Они чине баријеру, сличну морском зиду или брани, која сакупља воду. Ниво воде расте са сваким пролазним таласом, а како поново пада, покреће турбине које производе електричну енергију. Укупна акција је приближно иста оној која се користи у хидроелектранама. Турбине и опрема за пренос су често смештене на обалним платформама. Уређаји за превртање могу се такође направити на копну како би ухватили енергију таласа који се сруше на плажу.
Проблеми са генерирањем таласне енергије
Упркос очигледним обећањима о таласној снази, развој далеко заостаје за соларним и ветровим. Комерцијалне инсталације великих размера и даље су ствар будућности. Неки енергетски стручњаци упоређују стање таласне електричне енергије са оном соларне и ветровне пре 30 година. Део разлога за то својствен је природи океанских таласа. Они су нередовни и непредвидиви. Висина таласа и њихов период, а то је простор између њих, могу се разликовати од дана до дана или чак од сата до сата.
Други проблем је пренос снаге. Таласна снага не може имати никакву сврху док се не пренесе на обалу. Већина ВЕЦ-а има трансформаторе за појачавање напона за ефикаснији пренос дуж подводних далековода. Ови далеководи обично почивају на морском дну, а њихова инсталација значајно доприноси трошковима таласне станице за производњу електричне енергије, посебно када се станица налази далеко од обале. Штавише, постоји одређена количина губитка снаге повезана са било којим преносом електричне енергије.
