Възобновяемите енергийни източници набират все повече място в генерирането на чиста енергия и една от най-обещаващите е приливна енергия, известно още като преобразуване на топлинната енергия на океана (CETO). Тази система се възползва от температурната разлика между топлите повърхностни води и студените дълбоки води, за да генерира електричество. Способността му да функционира 24 часа на деня Благодарение на стабилността на температурите на океана, това му дава ясно предимство пред възобновяемите енергии, които зависят от слънцето или вятъра.
В тази статия ще опишем подробно основните характеристики, функционирането, предимствата, ограниченията и бъдещето на приливната енергия, както и най-обещаващите области за нейното прилагане.
ключови характеристики
Приливната енергия се основава на термодинамичен принцип което позволява температурните разлики да се преобразуват в полезна работа, в случая електричество. Морето действа като огромен източник на топлинна енергия, където горният му слой, нагрят от слънчевата радиация, може да достигне между 25 и 30 градуса по Целзий, докато на дълбочина от 1000 метра водата може да достигне температури от 2 до 5 градуса по Целзий.
За да бъде ефективна системата, е необходимо да има a минимална топлинна разлика от 20 градуса по Целзий между повърхностни и дълбоки води. Това прави районите близо до екватора най-благоприятни за тази технология, тъй като тук се намира най-големият термичен градиент на океана. Тази система има потенциал да функционира непрекъснато, фактор, който я отличава от слънчевата или вятърната енергия.
Освен това този вид енергия има a ниско въздействие върху околната среда по отношение на емисиите, тъй като не генерира токсични отпадъци или емисии на парникови газове. Въпреки това, неговите ефекти върху морските екосистеми продължават да се оценяват.
Действие на приливна енергия
Системата за приливна енергия използва термодинамичен цикъл, обикновено Цикъл на Ранкин, подобен на този, използван в конвенционалните термични централи. Този процес включва изпомпване на гореща вода от повърхността на океана в a топлообменник, където се използва за изпаряване на a работна течност като амоняк или пропан, които са избрани поради ниските им точки на кипене.
Парата, генерирана от този топлообмен, задвижва турбина, свързана с генератор, който произвежда електричество. След това парата преминава през кондензатор, охлаждан от дълбока океанска вода, връщайки я в течно състояние, за да рестартира цикъла. В зависимост от конструкцията си системата може да бъде затворен контур (където не се отделя работната течност) или от отворен цикъл, където се отделят водни пари.
Успехът на една приливна инсталация зависи до голяма степен от наличието на големи количества топла и студена вода. Това налага изграждането на големи тръби, които трябва да достигат до 1000 метра дълбочина за извличане на студена вода. Използването на тези системи в открито море е свързано с логистични и технологични предизвикателства.
Зони, които са най-благоприятни за приливна енергия
Оптималната работа на приливна електроцентрала зависи от температурна разлика между повърхностния и дълбокия воден слой. Това явление е по-силно изразено в тропическите райони, където постоянната слънчева радиация загрява повърхностните води.
Има три основни слоя в океаните, които са от решаващо значение за този процес:
- Повърхностен слой: Намира се на дълбочина до 200 метра и има температури между 25 и 30 градуса по Целзий.
- Среден слой: на дълбочина от 200 до 400 метра, където температурата спада значително.
- Дълбок слой: който се намира на повече от 1000 метра дълбочина, с температури между 2 и 5 градуса по Целзий.
Най-благоприятните райони за инсталиране на приливни термални централи включват региони, разположени в близост до Еквадор, като Тихия океан, източната и западната част на Централна Америка и източното крайбрежие на Флорида, между другото.
Предизвикателства и предимства на приливната енергия
Въпреки обещанията на този вид енергия, нейното широкомащабно прилагане продължава да представлява предизвикателства. Едно от основните предизвикателства е висока цена на инфраструктурата за изграждане на големи офшорни заводи. Освен това транспортирането на генерираната енергия до континента изисква подводни кабели, които трябва да са устойчиви на корозия и екстремните налягания на дълбочините.
Основното му предимство обаче е способността му да генерира енергия непрекъснато и без прекъсвания, за разлика от други възобновяеми енергии, които зависят от времето. Една от най-забележителните инициативи е в Китай и Австралия, където компаниите харесват Lockheed Martin са проучили търговската жизнеспособност на тази технология.
Освен това приливната енергия има a ниско въздействие върху околната среда по отношение на емисиите на парникови газове, което го прави привлекателен вариант за преход към чиста енергия.
През следващите години, с технологичния напредък и намаляването на производствените разходи, енергията от приливи и отливи може да играе важна роля в бъдещето на възобновяемата енергия, особено в тропическите региони, които имат достъп до необходимите термични градиенти.
В крайна сметка, въпреки че широкомащабните експерименти все още не са довели до масово развитие на търговски инсталации, приливната енергия предлага неограничен потенциал в много области на света. Настоящите изследвания и технологични разработки показват, че през следващите десетилетия този източник на чиста енергия може да се утвърди като едно от основните енергийни решения.