Forskel mellem tidevand og bølgeenergi

Introduktion

Tidevand og bølger er to naturlige forekomster, der transpirerer på vand, og selvom de ligner hinanden, at de er relateret til vandmasser, er deres evne til at generere energi forskellig i en række aspekter med hensyn til produktion, kraft og pålidelighed [1]. Når verden begynder at bevæge sig væk fra deres afhængighed af ikke-vedvarende energikilder, begynder nye og innovative måder til energiproduktion at blive undersøgt, hvilket vil have en minimal effekt af omgivende miljøer og samfund. Specielle bøjer og turbiner bruges ofte til at opsamle deres strøm og omdanne den til ren elektricitet, men som de fleste nye teknologier er de dyre at designe og udvikle. På trods af både tidevands- og bølgeenergi, der stammer fra havet, er der stadig en stor sondring mellem dem.

Hvad er tidevandsenergi?

Tidevand defineres som stigningen og faldet af havniveauet forårsaget af månens og solens tyngdekrafttrækning på jorden. De er ikke kun begrænset til verdenshavene, men kan også forekomme i andre systemer, når der findes et tyngdefelt. Selvom størstedelen af ​​jorden påvirkes af solens tyngdekraft, er dette ikke så let synligt på vandet. Månen selv har en mere fremtrædende effekt på tidevandene, da den er meget tættere på Jorden sammenlignet med solen. Kystlinjer oplever enten en daglig tidevand eller semi-dagvande, der består af henholdsvis et eller to høj- og lavvande. Disse tidevand er påvirket af en række faktorer, såsom sol- og måneforretning, kystlinjens form og ændringer i vanddybde.

Hvad er bølgeenergi?

Bølgenergi, også kendt som havenergi, defineres som energi, der er udnyttet fra oceanbølger. Når vinden blæser hen over havets overflade, skaber den bølger, og de kan også kaldes energi, der bevæger sig over vandets overflade. Bølger oprettet som et resultat af vind benævnes normalt vindbølger, og de forekommer mest effektivt på vandoverflader, da der ikke er nogen landmasser, der kan modstå vindens kraft [2]. Disse bølger, mens de ofte ses på havoverfladen, forekommer også frit på søer, floder og kanaler og kan defineres som enten at være kapillærbølger, krusninger, søer eller svulme. Ingen to bølger er ens med hver bølge, der adskiller sig i højde og afstand mellem brystene og rederne.

Hvordan dannes tidevand?

Når månen roterer rundt om jorden, udøver den en tyngdekrafttræk og skaber et tidevand, der bevæger sig over jorden. Når månen cirkler rundt om jorden, bevæger jorden sig også i en lille cirkel, og denne inerti forårsager tidevand på den modsatte side af jorden. Dette er kendt som de to højvande, i hvilke lavvandet vil forekomme [3]

Hvordan dannes bølger?

De skiftende mønstre for den hastighed, varighed og afstand, som vinden blæser med, påvirker formen på de dannede bølger. Derudover afhænger formen og størrelsen af ​​de respektive dannede bølger også af det resulterende påvirkende system og kan let hjælpe med at indsnævre bølgenes oprindelse. For eksempel er høje, stejle bølger, der stiger og falder hurtigt, nyligt dannet, og ofte resultatet af nærliggende vejrsystemer som lokale storme, mens lange stabile bølger normalt dannes fra ekstreme vejrforhold, der forekommer meget længere væk, undertiden fra storme, der endda kan være i en anden halvkugle.

Udnyttelse af bølgeenergi

Denne energi fra bølgerne kan udnyttes og bruges til en række nyttige aktiviteter såsom elproduktion, afsaltning og pumpning af vand i reservoirerne. Ofte benævnt bølgekraft, jo stærkere bølgerne er, jo større er evnen til at producere energi. Den grove lodrette bevægelse af oceaniske bølger indeholder en stor mængde kinetisk energi, der fanges af bølgenergiteknologier. Bølgeenergi udnyttes normalt ved hjælp af to typer systemer, nemlig off shore og på shore systemer. Offshore-systemer fungerer i dybt vand og bruger enten pumper eller slanger til at opsamle energi via roterende turbiner. Onshore-systemer er på den anden side bygget langs kystlinjer og høstes energi fra bølger. En af fordelene ved bølgeenergi er, at den er genopfyldelig og bæredygtig, da bølger altid vil vaske i land afhængig af vejrforholdene og sandsynligvis ikke vil stoppe med at danne i en lang periode. Eftersom disse almindeligt anvendte teknologier ikke er let synlige i nærliggende samfund, er virkningen på æstetisk værdi lav, hvilket gør dem til en lettere accepteret teknologi at bruge. Selvom det er en vedvarende energikilde, er det vanskeligt at konvertere denne energi til elektricitet effektivt. Udstyr har også vist sig at være vanskeligt at udvikle og designe, så de kan modstå skader fra storme og ætsende handling fra det omgivende saltvand. Selvom mange af disse teknologier er omkostningseffektive, er det imidlertid ikke så billigt sammenlignet med andre energiproducerende systemer.

Bølgenergiteknologier

Til dato er der tre hovedtyper af bølgenergiteknologier. Den første bruger flydere eller bøjer til at generere elektricitet fra oceaniske svulme, der driver hydrauliske pumper. Den anden type bruger en svingende vandsøjle til at generere elektricitet fra stigning og fald af vand inde i en cylindrisk aksel. Dette gøres normalt ved kysten. Vandet driver luft ud af skaftet, der igen driver en luftdrevet turbin. Den tredje type anvender en konisk kanal med er placeret enten på eller offshore. Denne teknologi koncentrerer bølger og driver dem ind i et forhøjet reservoir, hvor strøm genereres ved hjælp af en turbin [5].

Udnyttelse af tidevandsenergi

Mens alle kystområder oplever høj- og lavvande, kan denne energi kun udnyttes og bruges til elproduktion, hvis forskellen mellem høj- og lavvande er stor nok. De vigtigste typer tidevandsenergi inkluderer 1) kinetisk energi opnået fra strømme i tidevand og 2) potentiel energi opnået ved at skifte højde mellem høj og lavvande. En af fordelene ved at bruge tidevand som energikilde er, at det er mere pålideligt, da det er baseret på månens gravitationstryk og således kan forudsiges. Når det er sagt, selvom det kan forudsiges, er en af ​​ulemperne, at denne kilde kun vil generere energi i 6 - 12 timer ad gangen, hvorved den langvarige tilgængelighed reduceres [4]. Denne periodiske energiproduktion skaber en mindre pålidelig energikilde. Udnyttelse af denne energi kan forstyrre naturlige vandreruter for havdyr og regelmæssige sejlsportveje. Turbiner, der bruges til energiproduktion, kan dræbe en stor mængde fisk i området. Når det er sagt, kan evnen til at bruge tidevandsenergi som en strømkilde derefter reducere afhængigheden af ​​kuldrevne genereringskilder, som igen vil reducere mængden af ​​CO₂ emissioner.

Tidevandsenergiteknologier

Almindeligt anvendte teknologier til tidevandsenergiproduktion inkluderer tidevanddammer eller spærre, der indeholder en sluse over vandforekomsten. Bortset fra slusen er vandturbiner. Når tidevandet ændrer sig, skubber de ujævne vandstand igennem forbi slusen og driver turbinen [5]. Over tid blev der imidlertid bemærket en hel del nedstrømsvirkninger på både kystlinjen og de omgivende marine økosystemer, hvilket resulterede i udviklingen af ​​en række nyere, mere miljøvenlige modeller. Disse inkluderer tidevandslaguner, tidevandshegn og tidevandsturbiner.

Forskel mellem tidevandsenergi og bølgeenergi

Vi har allerede defineret, at tidevand og bølger dannes under helt forskellige forhold. Tidevand er stigningen og faldet af havet forårsaget af tyngdekraften i månen og solen på jorden, mens bølger er vindenergien, der bevæger sig over havets overflade, hvilket gør bølger meget lettere at måle, sammenlignet med tidevand. Tidevand er mindre mærkbar som i sammenligning med bølger og kan oftest ses på kystlinjerne, der påvirker mængden af ​​synligt vand og sand. Bølger på den anden side kan ses på overfladen af ​​havet stiger og falder. Mens tidevandskraft svinger dagligt, og bølgekraft kan være en mere vedvarende energikilde, bruges den ikke meget, da der kun findes et lille antal teststeder globalt [4].

Resumé af forskelle

Tidevandsenergi	Bølgenergi
Udnyttet fra stigningen og faldet i havniveauet	Udnyttet fra bølger, der bevæger sig langs havoverfladen
Forårsaket af tyngdekraften fra månen og solen på Jorden	Forårsaket af vind
Intensiteten påvirkes af jordens placering og placering	Intensiteten påvirkes af vindstyrken
	Ofte benævnt bølgekraft
Typer af tidevandsenergi inkluderer kinetisk og potentiel energi	Typer af bølgeenergi inkluderer kinetisk energi
Udnyttet ved hjælp af spærre, dæmninger, tidevandshegn og tidevandsturbiner	Udnyttes ved hjælp af offshore- og onshore-systemer
Mere pålidelig, da det er baseret på tyngdekraften fra månen og solen	Mindre pålidelige, da det er baseret på virkningen af ​​vindstyrken på vandoverfladen
Diskontinuerlig energikilde, der genereres i ca. 6 - 12 timer ad gangen	Kontinuerlig energikilde
Kan forstyrre vandrende ruter for fugle og sejlsportveje og resultere i store mængder fiskedrab	Virkningen på omgivende miljøer, økosystemer og samfund er lav
Høje byggeomkostninger men lave vedligeholdelsesomkostninger	Ekstremt høje startomkostninger til design og udvikling af den krævede teknologi