Loodete ja laineenergia erinevus

Sissejuhatus

Loode ja lained on kaks looduslikku juhtumit, mis levivad vees ja kuigi nad on sarnased veekogudega, on nende energiatootmise võime tootmise, võimsuse ja töökindluse osas erinev mitmest aspektist [1]. Kuna maailm hakkab taastumatutest energiaallikatest sõltuma, on hakatud uurima uusi ja innovaatilisi energiatootmise viise, mis mõjutavad ümbritsevat keskkonda ja kogukondi minimaalselt. Spetsiaalseid poid ja turbiine kasutatakse tavaliselt nende võimsuse hõivamiseks ja selle puhtaks elektriks muundamiseks, kuid nagu enamiku arenevate tehnoloogiate jaoks, on nende kavandamine ja arendamine kallis. Vaatamata ookeanist pärinevale loode- ja laineenergiale on nende vahel siiski suur erinevus.

Mis on loodete energia?

Loodete all mõistetakse merevee taseme tõusu ja langust, mis on põhjustatud Kuu ja Päikese gravitatsioonilisest tõmbejõust Maa peale. Need ei piirdu ainult ookeanidega, vaid võivad esineda ka teistes süsteemides, kui on olemas gravitatsiooniväli. Kuigi päikese enamus gravitatsioonijõud mõjutab enamikku Maakerast, pole see vees nii hõlpsasti nähtav. Kuul ise on loodete jaoks silmatorkavam mõju, kuna see on päikesega võrreldes Maale palju lähemal. Kaldajooned kogevad kas ööpäevast või poolpäevast mõõna, mis koosnevad vastavalt ühest või kahest kõrgest ja madalseisust. Neid loodeid mõjutavad mitmed tegurid, näiteks päikese ja kuude joon, rannajoone kuju ja veesügavuse muutused.

Mis on laineenergia?

Laineenergia, tuntud ka kui ookeanienergia, on ookeanilainetest saadud energia. Kuna tuul puhub üle ookeani pinna, tekitab see laineid ja seega võib neid nimetada ka veepinnal liikuvaks energiaks. Tuule tagajärjel tekkinud laineid nimetatakse tavaliselt tuulelaineteks ja need toimivad kõige tõhusamalt veepindadel, kuna tuule jõududele vastu ei ole maismaamassi [2]. Need lained, mida tavaliselt nähakse ookeanipinnal, esinevad vabalt ka järvedel, jõgedel ja kanalitel ning neid võib määratleda kas kapillaaridena, lainetustena, meredena või paisumisena. Ükski kaks lainet pole ühesugused, kusjuures iga laine erineb kõrguse ja vahemaaga võreste ja künade vahel.

Kuidas looded tekivad??

Kuu pöörlemisel ümber maakera avaldab see gravitatsiooni, mis loob loodete, mis liiguvad üle maa. Kuu ümber tiirutades liigub maa ise ka kerge ringina ja see inerts põhjustab loodete vastasküljel. Seda nimetatakse kahe tõusulaineks, mille vahel mõõnaperioodid aset leiavad [3]

Kuidas moodustuvad lained?

Tuule puhumise kiiruse, kestuse ja vahemaa muutuvad mustrid mõjutavad moodustunud lainete kuju. Lisaks sõltub moodustunud mõjutavast süsteemist ka vastavate moodustunud lainete kuju ja suurus ning need võivad hõlpsalt aidata lainete päritolu kitsendamisel. Näiteks moodustuvad äsja kõrged järsud lained, mis kiiresti tõusevad ja langevad, ning sageli on see lähedal asuvate ilmastikuolude, näiteks kohalike tormide tagajärg, samas kui pikad püsivad lained tekivad tavaliselt ekstreemsetest ilmastikuoludest, mis esinevad palju kaugemal, mõnikord tormidest, mis võivad isegi olla teine ​​poolkera.

Laineenergia kasutamine

Seda lainetest saadavat energiat saab kasutada ja kasutada mitmesugusteks kasulikeks tegevusteks, nagu elektrienergia tootmine, magestamine ja vee pumpamine reservuaaridesse. Sageli nimetatakse seda lainejõuks, mida tugevamad on lained, seda suurem on võime energiat toota. Ookeanilainete töötlemata vertikaalne liikumine sisaldab suures koguses kineetilist energiat, mis on laineenergia tehnoloogiate abil hõivatud. Laineenergiat kasutatakse tavaliselt kahte tüüpi süsteemide abil, nimelt kaldal ja kaldal. Avamere süsteemid töötavad sügavas vees ja kasutavad pöörlevate turbiinide kaudu energia kogumiseks pumbasid või voolikuid. Teisest küljest on kaldapealsed süsteemid ehitatud mööda kaldajooni ja koguvad energiat lainete murdmisel. Laineenergia üks eeliseid on see, et see on täiendav ja jätkusuutlik, kuna lained pesevad alati sõltuvalt ilmastikuoludest kaldal ja tõenäoliselt ei lakka enam pika aja jooksul moodustumast. Lisaks, kuna need tavaliselt kasutatavad tehnoloogiad pole läheduses asuvates kogukondades hõlpsasti nähtavad, on mõju esteetilisele väärtusele väike, muutes need kasutamiseks hõlpsamini aktsepteeritavaks. Ehkki tegemist on taastuva energiaallikaga, on keeruline seda energiat tõhusalt elektrienergiaks muundada. Seadmeid on samuti keeruline arendada ja kujundada nii, et need taluvad tormi ja ümbritseva soolase vee söövitavat toimet. Ehkki paljud neist tehnoloogiatest on kulutõhusad, pole see teiste energiatootmissüsteemidega võrreldes nii odav.

Laineenergia tehnoloogiad

Praeguseks on laineenergia tehnoloogiaid kolm peamist tüüpi. Esimene kasutab ujukite või poide abil elektrienergia tootmiseks ookeanilisest paisumisest, mis juhib hüdraulilisi pumpasid. Teise tüübi jaoks kasutatakse silindrilise võlli sees oleva vee tõusust ja langusest elektrienergia tootmiseks võnkuvat veesammast. Tavaliselt tehakse seda kaldal. Vesi juhib õhu võllist välja, mis omakorda juhib õhuturbiini. Kolmas tüüp kasutab kitsenevat kanalit, mis asub kas avamerel või avamerel. See tehnoloogia kontsentreerib lained ja juhib need kõrgendatud reservuaari, kus energia genereerimiseks kasutatakse turbiini [5].

Loodeenergia kasutamine

Ehkki kõikides rannikualades on loodete tõus ja langus, saab seda energiat kasutada ja elektrienergia tootmiseks kasutada ainult siis, kui tõusude ja mõõnade vahe on piisavalt suur. Peamised loodete energia liigid hõlmavad 1) kineetilist energiat, mis saadakse muutuvate loodete vooludest ja 2) potentsiaalset energiat, mis saadakse tõusude ja mõõnade vahelise kõrguse muutumisel. Loodete energiaallikana kasutamise üks eeliseid on see, et see on usaldusväärsem, kuna see põhineb Kuu gravitatsioonilisel tõmbejõul ja on seega ennustatav. Ehkki seda saab ennustada, on üks puudusi see, et see allikas toodab energiat ainult 6–12 tundi korraga, vähendades sellega pikaajalist kättesaadavust [4]. See vahelduv energiatootmine loob vähem usaldusväärse energiaallika. Selle energia kasutamine võib häirida mereloomade loomulikke rändeteid ja korrapäraseid paadiradasid. Energia tootmiseks kasutatavad turbiinid võivad piirkonnas tappa suure hulga kalu. Nagu öeldud, võib loodete energia kasutamise allikana elektrienergia allikana kasutada hiljem sõltuvust söel töötavatest energiaallikatest, mis omakorda vähendab CO₂ heitkogused.

Loodete energiatehnoloogiad

Loodete energia tootmiseks tavaliselt kasutatavate tehnoloogiate hulka kuuluvad loodete tammid või paisud, mis sisaldavad lüüsi üle veekogu. Lüüsist kaugemal asuvad vesiturbiinid. Kui loode muutub, libiseb ebaühtlane veetase mööda lüüsi ja annab jõudu turbiinile [5]. Aja jooksul täheldati aga nii rannajoonele kui ka ümbritsevatele mereökosüsteemidele palju järelmõjusid, mille tulemuseks oli paljude uuemate, keskkonnasõbralikumate mudelite väljatöötamine. Nende hulka kuuluvad loodete laguunid, loodete tarad ja veealused loodete turbiinid.

Loodete ja laineenergia erinevus

Oleme juba määratlenud, et looded ja lained tekivad täiesti erinevates tingimustes. Loodete all mõeldakse ookeani tõusu ja langust, mille põhjustab Kuu ja Päikese gravitatsiooniline tõmme maa peal, samal ajal kui lained on tuuleenergia, mis liigub üle ookeani pinna, muutes lained mõõdetuga võrreldes palju hõlpsamaks. Loodete ilmnemine on lainetega võrreldes vähem märgatav ja neid võib tavaliselt näha kaldajoontes, mis mõjutavad nähtava vee ja liiva kogust. Teisest küljest võib laineid näha ookeani pinnal tõusmas ja langemas. Kuigi loodete võimsus kõigub iga päev ja laineenergia võib olla püsivam energiaallikas, ei kasutata seda laialdaselt, kuna kogu maailmas on vaid väike arv katsekohti [4].

Erinevuste kokkuvõte

Loodete energia	Laineenergia
Kasutatud merepinna tõusust ja langusest	Rakutatud lainetest, mis liiguvad mööda ookeani pinda
Põhjustatud Kuu ja Päikese gravitatsioonilisest tõmbest Maal	Põhjustatud tuulest
Intensiivsust mõjutavad Maa asukoht ja asukoht	Tuule tugevust mõjutab intensiivsus
	Sageli nimetatakse seda laineenergiaks
Loodeenergia tüübid hõlmavad kineetilist ja potentsiaalset energiat	Laineenergia tüübid hõlmavad kineetilist energiat
Kasutatakse kasarmute, tammide, loodete ja tõusuveeturbiinide abil	Kasutatakse avamere- ja maismaasüsteemide abil
Usaldusväärsem, kuna see põhineb kuu ja päikese gravitatsioonilisel tõmbejõul	Vähem usaldusväärne, kuna see põhineb tuule tugevuse mõjul veepinnal
Katkendlik energiaallikas, mis genereeritakse umbes 6–12 tundi korraga	Pidev energiaallikas
Võib häirida lindude rändeteid ja paadiradasid ning põhjustada suures koguses kalade surma	Mõju ümbritsevale keskkonnale, ökosüsteemidele ja kogukondadele on väike
Kõrged ehituskulud, kuid madalad ülalpidamiskulud	Vajaliku tehnoloogia kujundamiseks ja arendamiseks on äärmiselt suured käivituskulud