Endüstriyel dünyaya güç sağlayan elektriğin büyük kısmı indüksiyon jeneratörlerinden geliyor. İlki 1896'da çevrimiçi hale geldi ve Niagara Şelalesi olan düşen su şelalesinden güç aldı. Bununla birlikte, modern endüksiyon jeneratörlerinin çoğu buharla çalışır ve suyu ısıtmak için tercih edilen yakıtlar uzun zamandır bobin, petrol ve doğal gazdır - sözde fosil yakıtlar.
2011 itibariyle, fosil yakıtlar dünya elektriğinin yüzde 82'sini sağlıyordu, ancak yanmanın yan ürünlerinin çevre üzerindeki yıkıcı etkilerine dair kanıtlar artmaya devam ediyor. Ekim 2018 itibariyle, bilim adamları, fosil yakıtların yakılmasının başlıca nedeni olan küresel ısınmanın hızla geri dönüşü olmayan bir devrilme noktasına yaklaştığı konusunda uyardılar. Bu tür uyarıların sonucu, fosil yakıtlardan fotovoltaik paneller, jeotermal enerji ve rüzgar türbinleri gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiştir.
Dalga gücü masadaki seçeneklerden biridir. Okyanuslar, kullanılmayan geniş bir enerji deposunu temsil eder. Elektrik Gücü Araştırma Enstitüsü'ne göre, Alaska da dahil olmak üzere Amerika Birleşik Devletleri kıyılarındaki potansiyel dalga enerjisi, yaklaşık 2,640 terawatt-saat/yıl'dır. Bu, bir yıl boyunca 2,5 milyon haneye güç sağlamak için yeterli enerji. Buna bakmanın başka bir yolu da, tek bir dalganın bir elektrikli arabayı yüzlerce kilometre boyunca çalıştırmaya yetecek enerjiye sahip olmasıdır.
Dalga enerjisini kullanmak için dört ana teknoloji mevcuttur. Bazıları kıyıya yakın, bazıları açık denizde, bazıları ise derin denizde çalışır. Dalga enerjisi dönüştürücüler (WEC'ler) su yüzeyinde kalacak şekilde tasarlanmıştır, ancak bunlar farklıdır. kollektörlerin dalgaların hareketine ve üretmek için kullanılan yöntemlere yönelimleri elektrik. Dört tip dalga elektrik jeneratörü nokta soğurucuları, sonlandırıcılar, aşırı yükleme cihazları ve zayıflatıcılardır.
Dalga Enerjisi Nereden Gelir?
İster inanın ister inanmayın, dalga gücü güneş enerjisinin başka bir şeklidir. Güneş, dünyanın farklı bölgelerini farklı derecelerde ısıtır ve ortaya çıkan sıcaklık farkları, dalgalar oluşturmak için okyanus suyuyla etkileşime giren rüzgarları yaratır. Güneş radyasyonu ayrıca suyun kendisinde sıcaklık farklılıkları yaratır ve bunlar su altı akımlarını harekete geçirir. Gelecekte bu akımların enerjisinden yararlanmak mümkün olabilir, ancak şimdilik enerji endüstrisinin dikkatinin çoğu yüzey dalgalarına odaklanmış durumda.
Dalga Enerjisi Dönüşüm Stratejileri
Bir hidroelektrik barajında, düşen suyun enerjisi doğrudan AC elektrik üreten türbinleri döndürür. Bu ilke, bazı dalga oluşum biçimlerinde neredeyse değiştirilmeden kullanılır, ancak diğerlerinde, dalganın enerjisi yükselen ve düşen su, dönme işini yapabilmesi için başka bir ortamdan geçmek zorundadır. türbin. Bu ortam genellikle havadır. Hava bir oda içinde kapatılmıştır ve dalgaların hareketi onu sıkıştırır. Basınçlı hava daha sonra küçük bir açıklıktan zorlanarak gerekli işi yapabilen bir hava jeti oluşturur. Bazı teknolojilerde dalgaların enerjisi hidrolik pistonlar vasıtasıyla mekanik enerjiye aktarılır. Pistonlar sırayla elektrik üreten türbinleri çalıştırır.
Dalga gücü hala büyük ölçüde deneysel aşamadadır ve bunların sadece bir kısmı geliştirilmiş olmasına rağmen yüzlerce farklı tasarım patentlenmiştir. 2008 ve 2009 yıllarında Portekiz kıyılarında ticari güç sağlayan bir işletme ve İskoç hükümeti, Kuzey Denizi'nin dalgalı sularında büyük bir projenin geliştirilmesini izliyor. Avustralya kıyılarında da benzer bir proje planlanıyor. Şu anda dört ana tip dalga üreteci mevcuttur:
1 - Şamandıralara Benzer Nokta Soğurucular
Bir nokta emici, öncelikle bir derin deniz cihazıdır. Yerinde demirli kalır ve geçen dalgalar üzerinde aşağı yukarı sallanır. Bir mahfazanın içinde serbestçe yüzen merkezi bir silindirden oluşur ve dalga geçtikçe silindir ve mahfaza birbirine göre hareket eder. Hareket, bir türbini sürmek için gerekli enerjiyi yaratan bir elektromanyetik indüksiyon cihazını veya bir hidrolik pistonu çalıştırır. Bu cihazlar enerjiyi emdiği için kıyıya ulaşan dalgaların özelliklerini etkileyebilir. Bu, denizden uzak yerlerde kullanılmalarının bir nedenidir.
Salınımlı bir su sütunu (OWC), belirli bir nokta soğurucu türüdür. Aynı zamanda bir şamandıraya benziyor, ancak serbest yüzen bir iç silindir yerine, dalgalarla birlikte yükselen ve düşen bir su sütunu var. Suyun hareketi, bir pistonu çalıştırmak için basınçlı havayı bir açıklıktan iter.
2 - Sonlandırıcılar Basınçlı Havadan Dalga Elektriği Üretiyor
Sonlandırıcılar kıyıda veya kıyı şeridinin yakınında bulunabilir. Temelde uzun borulardır ve açıkta konuşlandırıldıklarında, yeraltı port açıklıklarından suyu yakalarlar. Tüpler, dalga hareketi yönünde uzanacak şekilde sabitlenmiştir ve okyanus yüzeyinin yükselişi ve düşüşü, bir türbini çalıştırmak için küçük bir açıklıktan bir hava sütununu iter. Kıyıya yerleştirildiğinde, sahile çarpan dalgalar süreci yönlendirir, bu nedenle açıklıklar tüplerin uçlarında bulunur. Her bir sonlandırıcı, dalga koşullarına bağlı olarak 500 kilovat ile 2 megavat arasında güç üretebilir. Bu, bütün bir mahalle için yeterli güç.
3 - Zayıflatıcılar Çok Bölümlü Dalga Enerjisi Dönüştürücülerdir
Sonlandırıcılar gibi, zayıflatıcılar da dalga hareketine dik olarak yerleştirilmiş uzun tüplerdir. Bir uçta demirlenirler ve dalga geçtikçe birbirine göre hareket eden segmentler halinde inşa edilirler. Hareket, her segmentte bulunan bir hidrolik pistonu veya başka bir mekanik cihazı çalıştırır ve enerji, sırayla elektrik üreten bir türbini çalıştırır.
4 - Taşan Cihazlar Mini Hidroelektrik Barajlar Gibidir
Üst üste binen cihazlar uzundur ve dalga hareketinin yönüne dik olarak uzanır. Su toplayan bir deniz duvarı veya baraj gibi bir bariyer oluştururlar. Su seviyesi her geçen dalga ile yükselir ve tekrar düştüğünde elektrik üreten türbinleri çalıştırır. Genel eylem, hidroelektrik barajlarda kullanılanla kabaca aynıdır. Türbinler ve iletim ekipmanı genellikle açık deniz platformlarında bulunur. Sahile çarpan dalgaların enerjisini yakalamak için kıyıya taşan cihazlar da inşa edilebilir.
Dalga Gücü Üretimi ile İlgili Sorunlar
Dalga gücünün açık vaadine rağmen, gelişme güneş ve rüzgar gücünün çok gerisinde kalıyor. Büyük ölçekli ticari tesisler hala geleceğin bir parçası. Bazı enerji uzmanları, dalga elektriğinin durumunu 30 yıl önceki güneş ve rüzgar elektriğine benzetiyor. Bunun bir nedeni okyanus dalgalarının doğasında var. Düzensiz ve tahmin edilemezler. Dalgaların yüksekliği ve aralarındaki boşluk olan periyotları günden güne hatta saatten saate değişebilir.
Diğer bir sorun ise güç aktarımıdır. Dalga gücü, kıyıya iletilinceye kadar hiçbir amaca hizmet edemez. Çoğu WEC, su altı güç hatları boyunca daha verimli iletim için voltajı yükseltmek için transformatörler içerir. Bu elektrik hatları tipik olarak deniz yatağında bulunur ve bunları kurmak, özellikle istasyon kıyıdan uzaktaysa, dalga enerjisi üretim istasyonunun maliyetini önemli ölçüde artırır. Ayrıca, herhangi bir elektrik enerjisi transferi ile ilişkili belirli bir miktarda güç kaybı vardır.