Морская энергия или морская сила (иногда также называемая энергией океана , силой океана или морской и гидрокинетической энергией ) относится к энергии, переносимой океанскими волнами , приливами , соленостью и разницей температур океана . Движение воды в мировых океанах создает огромный запас кинетической энергии или энергии в движении. Часть этой энергии может быть использована для выработки электроэнергии для питания домов, транспорта и промышленности.
Термин «морская энергия» охватывает как энергию волн , т.е. энергию поверхностных волн, так и приливную энергию , т.е. получаемую из кинетической энергии больших объемов движущейся воды. Морская ветроэнергетика не является формой морской энергии, так как энергия ветра получается из ветра , даже если ветряные турбины размещены над водой.
Океаны обладают огромным количеством энергии и находятся близко ко многим , если не к самым концентрированным популяциям. Энергия океана имеет потенциал для обеспечения значительного количества новой возобновляемой энергии по всему миру. [1]
Существует потенциал для выработки 20 000–80 000 тераватт-часов в год (ТВт·ч/год) электроэнергии, вырабатываемой за счет изменений температуры океана, солености, движения приливов, течений, волн и зыби [2]
Индонезия , как страна-архипелаг, которая на три четверти покрыта океаном, имеет 49 ГВт признанного потенциала энергии океана и 727 ГВт теоретического потенциала энергии океана. [4]
Океаны представляют собой огромный и в значительной степени неиспользованный источник энергии в форме поверхностных волн, потоков жидкости, градиентов солености и температурных различий.
Развитие морской и гидрокинетической (MHK) энергетики в водах США и международных водах включает проекты с использованием следующих устройств:
Сильные океанические течения возникают из-за сочетания температуры, ветра, солености, батиметрии и вращения Земли. Солнце выступает в качестве основной движущей силы, вызывая ветры и разницу температур. Поскольку существуют лишь небольшие колебания скорости течения и местоположения потока без изменений направления, океанические течения могут быть подходящими местами для размещения устройств для извлечения энергии, таких как турбины.
Океанические течения играют важную роль в определении климата во многих регионах мира. Хотя мало что известно о последствиях удаления энергии океанических течений, последствия удаления энергии течений на окружающую среду дальнего поля могут представлять значительную экологическую проблему. Типичные проблемы турбин с ударом лопастей, запутыванием морских организмов и акустическими эффектами все еще существуют; однако они могут быть усилены из-за присутствия более разнообразных популяций морских организмов, использующих океанические течения для миграции. Места могут находиться дальше от берега и, следовательно, требовать более длинных силовых кабелей, которые могут влиять на морскую среду электромагнитным излучением. [5]
В устьях рек, где пресная вода смешивается с соленой, энергия, связанная с градиентом солености, может быть использована с помощью процесса обратного осмоса с замедлением давления и связанных с ним технологий преобразования. Другая система основана на использовании подъема пресной воды через турбину, погруженную в морскую воду, а также разрабатывается система, включающая электрохимические реакции.
Значительные исследования проводились с 1975 по 1985 год и дали различные результаты относительно экономики установок PRO и RED. Небольшие исследования по производству энергии из солей проводятся в других странах, таких как Япония, Израиль и США. В Европе исследования сосредоточены в Норвегии и Нидерландах, в обоих местах испытываются небольшие пилотные установки. Энергия градиента солей — это энергия, доступная из разницы в концентрации соли между пресной и соленой водой. Этот источник энергии нелегко понять, поскольку он не встречается напрямую в природе в форме тепла, водопадов, ветра, волн или радиации. [6]
Вода обычно имеет разную температуру от поверхности, нагреваемой прямыми солнечными лучами, до больших глубин, куда солнечный свет не может проникнуть. Эта разница наиболее велика в тропических водах, что делает эту технологию наиболее применимой в водных местах. Жидкость часто испаряется, чтобы приводить в действие турбину, которая может вырабатывать электроэнергию или производить опресненную воду. Системы могут быть открытого цикла, замкнутого цикла или гибридными. [7]
Энергия движущихся масс воды – популярная форма гидроэлектрогенерации . Приливная генерация энергии включает три основные формы, а именно: энергию приливного течения , энергию приливного плотины и динамическую приливную энергию .
Солнечная энергия от Солнца создает перепады температур, которые приводят к ветру. Взаимодействие между ветром и поверхностью воды создает волны, которые больше, когда есть большее расстояние для их нарастания. Потенциал энергии волн самый большой между 30° и 60° широты в обоих полушариях на западном побережье из-за глобального направления ветра. При оценке энергии волн как типа технологии важно различать четыре наиболее распространенных подхода: точечные поглотители , поверхностные аттенюаторы, колеблющиеся водяные колонны и перекрывающие устройства. [8]
Сектор волновой энергетики достигает важной вехи в развитии отрасли, предпринимаются позитивные шаги к коммерческой жизнеспособности. Разработчики более продвинутых устройств теперь выходят за рамки демонстрационных устройств с одним блоком и переходят к разработке массивов и многомегаваттным проектам. [9] Поддержка крупных коммунальных компаний теперь проявляется через партнерство в процессе разработки, открывая новые инвестиции и, в некоторых случаях, международное сотрудничество.
На упрощенном уровне технология волновой энергии может быть размещена как в прибрежной зоне, так и в открытом море. Преобразователи волновой энергии также могут быть спроектированы для работы в определенных условиях глубины воды: глубоководье, промежуточная вода или мелководье. Основная конструкция устройства будет зависеть от местоположения устройства и предполагаемых характеристик ресурса.
К наиболее распространенным экологическим проблемам, связанным с развитием морской энергетики, относятся:
База данных Tethys обеспечивает доступ к научной литературе и общей информации о потенциальном воздействии морской энергии на окружающую среду. [13]
