Podwodne turbiny inspirowane ogonami wielorybów i ruchem wodorostów mogą zrewolucjonizować energetykę morską. Dzięki biomimetycznym projektom rozwijanym w Wielkiej Brytanii i USA, energia pływów i prądów oceanicznych może stać się realną alternatywą dla gazu i węgla. Stabilna, przewidywalna i bezpieczna dla przyrody, taka może być nowa generacja morskich OZE.

Energia z podwodnych turbin

Energia pływowa to odnawialne źródło zasilania, pozyskiwane dzięki naturalnym przypływom i odpływom wody. Konstrukcje podwodnych turbin, umieszczone w strefach wzmożonego ruchu prądów przekształcają energię kinetyczną i potencjalną wody w prąd elektryczny. Technologia ta, choć wciąż na wczesnym etapie rozwoju komercyjnego, ma potencjał stać się stabilnym i efektywnym źródłem energii odnawialnej.

Europejskie projekty rozwijające energię pływową w postaci podwodnych turbin są realizowane w Szkocji (projekt MeyGen) oraz we Francji (Normandie Hydroliennes). Największa i najwydajniejsza turbina pływowa na świecie – O2, należy do firmy Orbital Marine Power, która jest częścią Europejskiego Centrum Energii Morskiej na Orkadach. Konstrukcja mierzy 74 metry długości, waży 680 ton i osiąga moc 2 MW.

Podwodne turbiny zasilą tysiące domów. Czysta energia z pływów morskich 

Nowe turbiny naśladują ogony wielorybów

Startup Uniwersytetu Oksfordzkiego – Porpoise Power rzucił nowe spojrzenie na pozyskiwanie energii pływowej i opracował turbiny wykorzystujące ruch podobny do ogona wieloryba. W przeciwieństwie do klasycznych turbin pływowych, nowy projekt działa przy średnich pływach, o prędkości 3-5 węzłów, które powszechnie występują u wybrzeży Wielkiej Brytanii, północnego Atlantyku i Pacyfiku. Dzięki temu instalacje mogą zostać umieszczone bliżej połączeń sieciowych i z dala od najbardziej wzburzonych wód. Ponadto płetwa poruszająca się z podobną prędkością z jaką pływają ryby nie będzie stwarzała zagrożenia dla organizmów wodnych.

Nowe turbiny mogą pomóc w bilansowaniu sieci energetycznych w Wielkiej Brytanii. Dzięki bardziej efektywnemu wykorzystaniu energii pływowej istnieje możliwość wytwarzania 250 GW energii, zastępując gaz i eliminując emisję 500 milionów ton dwutlenku węgla rocznie. Według zespołu Porpoise Power najbardziej korzystnym rozwiązaniem byłoby połączenie farm pływowych z energią wiatrową. Obecnie firma przygotowuje się do pilotażowych wdrożeń w brytyjskich obszarach pływowych.

Technologia inspirowana wodorostami

Innym przykładem kreatywnego projektu zwiększania efektywności turbin pływowych jest system PKelp firmy NREL. Specjalnie zaprojektowany konwerter generuje energię elektryczną z prądów i ruchów fal. Tym samym naśladuje ruch glonów i wodorostów w postaci zginania, skręcania, rozciągania, falowania, wznoszenia i kołysania. Szacuje się, że fale oceaniczne w pobliżu linii brzegowych generują na całym świecie ponad dwa terawaty energii. W zależności od modułu, turbiny przypominające liście można instalować w różnych konstrukcjach wodnych (takich jak cumy, doki, a nawet dno morskie), aby generować energię z ruchu fal i prądów morskich. Wymiary liści można regulować, aby zoptymalizować pozyskiwanie efektywność w różnych lokalizacjach. 

Technologia może znaleźć zastosowanie w monitoringu morskim, akwakulturze, ochronie wybrzeży oraz zasilaniu autonomicznych pojazdów podwodnych. W tym roku firma NREL uzyskała licencję przemysłową oraz została nagrodzona dotacjami DOE (Department of Energy) w ramach rozwoju tej technologii.

Innowacja tkwi w naturze

Bionika to dziedzina nauki i techniki, która polega na inspiracji strukturami, procesami i zachowaniami występującymi w naturze. Wykorzystuje je do rozwiązywania problemów inżynieryjnych oraz tworzenia innowacyjnych rozwiązań technologicznych. Projekty podwodnych turbin, które wzorują się na organizmach morskich to przykład zastosowania bioniki w dziedzinie wytwarzania energii odnawialnej. To pokazuje, że natura może być inspiracją dla ekologicznych i zrównoważonych technologii.

Zobacz też: Branża OZE inspiruje się naturą. Panele PV wyglądają jak… liście pora

Źródła: Komisja Europejska, Porpoisepower.com, Springwise.com, Asknature.org, Engineering.com, NREL

Fot: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.