Energia elektryczna z prądów morskich

Z uwagi na wiele czynników zgromadzone w morzach i oceanach zasoby wodne znajdują się w ciągłym ruchu. Występujące prądy morskie (oceaniczne) powodowane są wiatrem, zasoleniem wód, różnicą w temperaturze, topografią dna, a także ruchem obrotowym Ziemi. Zdecydowanie najwięcej istniejących prądów wywoływane jest w wyniku ruchu mas powietrza w pobliżu równika, są one napędzane wiatrem i promieniowaniem słonecznym gromadzonym w wodzie w postaci ciepła. Pozostała część prądów generowana jest dzięki różnicom w gęstości wód oraz zmianom w zasoleniu. Prądy oceaniczne są stosunkowo niezmienne i płyną tylko w jednym kierunku.

Mimo, że temat ten nie dotyczy bezpośrednio naszego kraju, to warto wiedzieć, że wykorzystywanie prądów morskich niesie za sobą ogromny potencjał energetyczny. Szacowana moc prądów morskich możliwa do wykorzystania wynosi aż 7 terawatów (TW). Jednak pomimo tak dużych możliwości, ich wykorzystanie jest niemal zerowe. Główny problem polega tutaj na zastosowaniu odpowiedniej technologii, która, z uwagi na umiejscowienia głęboko w morskich akwenach, jest obarczona wieloma czynnikami ryzyka. Oprócz kłopotów natury technicznej, pojawiają się także obawy o zbyt dużą ingerencję w środowisko naturalne, co mogłoby się zakończyć katastrofalnymi w skutkach zmianami. Chodzi m.in. o możliwość zaburzenia równowagi w środowisku wodnym i – trudne do oszacowania – następstwa dla obecnej równowagi klimatycznej na Ziemi. Niewykluczone, że zachwianie naturalnej cyrkulacji prądów morskich okazałoby się procesem zbyt kosztownym z punktu widzenia ingerencji w naturę w stosunku do możliwych korzyści.

To właśnie prądy morskie są jednym z podstawowych czynników, które powodują cyrkulację wód w oceanie. Generowane są one poprzez tarcie powietrza o taflę wody, różnice w gęstości wody, które powodowane są zmianami temperatury i zasolenia, a także różnice w wysokości poziomu zwierciadła wody w sąsiadujących częściach oceanu oraz w wyniku sił przyciągania Słońca i Księżyca. Największa ich część powstaje dzięki napędzanemu wiatrem i promieniowaniem słonecznym ruchowi mas powietrza w obszarze międzyzwrotnikowym. Prądy morskie płyną powoli w porównaniu do typowych prędkości wiatru, mimo to, dzięki gęstości wody, są nośnikiem dużej ilości energii. Woda morska, głównie z powodu zasolenia, jest ponad 800 razy gęstsza niż powietrza, a przez to płynący prąd morski dostarcza więcej energii kinetycznej niż wiatr wiejący z podobną prędkością.

Jak podają eksperci w tej dziedzinie, dla tej samej przestrzeni woda płynąca z prędkością 19 km/h oddziałuje z taką samą mocą co wiatr wiejący niezmiennie z prędkością 177 km/h. Przedstawione dane oddziałują na wyobraźnię inżynierów, gdyż prądy morskie posiadają ogromny potencjał energetyczny. Gdyby przechwycić dostępną energię, można by było przekonwertować ją na energię użytkową. Najbardziej perspektywiczne są morskie obszary wielkiej Brytanii, Irlandii, Włoch, Stanów Zjednoczonych, Filipin i Japonii. Prądy morskie przepływające w wymienionych lokalizacjach posiadają prędkość przekraczającą 2,5 m/s. Najsilniejsze prądy morskie występują zwykle w pobliżu przylądków oraz w cieśninach łączących obszary lądowe. Silne prądy morskie równie często można napotkać u wejścia do zatok i dużych portów morskich. Ogólną zasadą jest występowanie największych zasobów prądów morskich w rejonach, gdzie wody są stosunkowo płytkie, natomiast dość duży jest zakres pływów morskich.

Z uwagi na wizję tak ogromnego potencjału energetycznego, nie jest dziwne, że tak wiele państwa wykazuje zainteresowanie możliwościami pozyskiwania energii z prądów oceanicznych. Jednak w dalszym ciągu technologia ta jest na etapie wstępnych opracowań. Testowane były nieliczne prototypy, które miały na celu zbadanie możliwości wytwórczych. Nie doprowadziło to jednak do dużo lepszego wykorzystania energii kinetycznej wód oraz do komercjalizacji któregokolwiek z demonstracyjnych urządzeń. Jak na razie zdecydowanie owocniej przedstawiają się badania nad wykorzystaniem prądów przybrzeżnych powodowanych pływami, czyli przyciąganiem mas wody przez Słońce i Księżyc.

Jednym z najbardziej przyszłościowych projektów był system wykorzystania prądów oceanicznych zdolny do pracy na dużych głębokościach, opracowany przez naukowców z Politechniki w Madrycie. Został on stworzony we współpracy z firmą Astilleros Balenciaga i Fundación Centro Tecnológico Soermar, w ramach projektu PROCODAC-GESMEY. Wykonany w skali 1:10 projekt spełnił cele naukowców. Był tańszy w budowie, instalacji i utrzymaniu niż ówczesne będące w użyciu projekty. Ponadto można go było obsługiwać za pomocą pilota, a także uzyskiwać zakładaną ilość energii (planowana moc turbiny miała wynosić 1 MW). Do tej pory jednak nie powstał żaden projekt, który mógłby zostać przeznaczony do komercyjnego użycia.

Previous Article

Instalacja słoneczna inspirowana naturą

Next Article

SMA Solar Technology AG w Polsce

Dodaj komentarz