Contents
Gezeitenenergie zur Stromerzeugung nutzen
Gezeitenenergie oder Gezeitenkraftwie es auch bekannt ist, ist eine andere Form der Wasserkraft, die die riesige Energiequelle der Gezeiten der Ozeane nutzt, um Strom zu erzeugen. Gezeitenenergie ist eine “nachhaltige Energiequelle”, da die Erde die Gravitationskräfte sowohl des Mondes als auch der Sonne nutzt, um täglich riesige Mengen Wasser durch die Ozeane und Meere zu bewegen und Gezeiten zu erzeugen.
Während sich die Erde, ihr Mond und die Sonne im Weltraum umeinander drehen, bewirkt die Gravitationsbewegung des Mondes und der Sonne in Bezug auf die Erde, dass Millionen Liter Wasser um die Ozeane der Erde fließen und periodische Verschiebungen verursachen in diesen sich bewegenden Gewässern. Diese vertikalen Wasserverschiebungen nennen wir “Gezeiten”.
Ausrichtung von Mond und Sonne
auf Gezeitenenergie
Wenn die Schwerkraft der Erde und der Monde aufeinander ausgerichtet sind, werden die Einflüsse dieser beiden Gravitationskräfte sehr stark und bewirken, dass sich Millionen Liter Wasser bewegen oder zum Ufer fließen, wodurch eine „Flut“ entsteht. Bedingung.
Ebenso sind die Einflüsse dieser beiden Gravitationskräfte schwächer, wenn die Schwerkraft der Erde und der Monde um 90° zueinander stehen, und das Wasser fließt vom Ufer weg, wenn sich die Wassermasse an einen anderen Ort bewegt auf der Erde, wodurch eine "Ebbe" Zustand.
Dieses Ebben und Fließen der Gezeiten geschieht zweimal während jeder Rotationsperiode der Erde, wobei stärkere wöchentliche und jährliche Mondzyklen diese Gezeiten überlagern.
Wenn der Mond in perfekter Ausrichtung mit der Erde und der Sonne steht, Die Anziehungskraft von Mond und Sonne zusammen wird viel stärker als normal, da die Flut während jedes Gezeitenzyklus sehr hoch und die Ebbe sehr niedrig wird. Solche Gezeiten werden als Springfluten (Maximum) bezeichnet. Diese Springfluten treten während der Voll- oder Neumondphase auf.
Die andere Gezeitensituation entsteht bei Nipptide (Minimum), wenn die Anziehungskräfte von Mond und Sonne gegeneinander stehen und sich somit gegenseitig aufheben. Das Nettoergebnis ist eine geringere Zugwirkung auf das Meerwasser, wodurch viel kleinere Unterschiede zwischen Ebbe und Flut entstehen, wodurch sehr schwache Gezeiten erzeugt werden.
Nippfluten treten während der Viertelmondphase auf. Dann erzeugen Springfluten und Nipptiden unterschiedliche Mengen an potenzieller Energie in der Bewegung des Meerwassers, da ihre Auswirkungen von den normalen hohen und niedrigen Meeresspiegeln abweichen, und wir können diese Gezeitenänderungen zur Erzeugung erneuerbarer Energie nutzen. Wir können also sagen, dass sich das Blatt für alternative Energien wendet.
Wir wissen jetzt also, dass die ständige Rotationsbewegung von Erde und Mond zueinander dazu führt, dass sich bei Ebbe und Flut riesige Wassermengen um die Erde bewegen. Diese Gezeiten sind vorhersehbar und regelmäßig, was jeden Tag zu zwei Fluten und zwei Ebbe führt, wobei sich der Meeresspiegel ständig zwischen Flut und Ebbe und dann wieder zurück zu Flut bewegt.
Die Zeit, die für einen Gezeitenzyklus benötigt wird, beträgt etwa 12 Stunden und 24 Minuten (als „Tageszyklus“ bezeichnet) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fluten, was es Ozeanographen und Meteorologen ermöglicht, die Ebbe und Flut der Gezeiten genau vorherzusagen Ozeane viele Jahre im Voraus.
Der größte Vorteil davon ist, dass die Gezeiten daher im Gegensatz zu Windenergie oder Sonnenenergie perfekt vorhersehbar und regelmäßig sind, wodurch kilometerlange Küsten für die Nutzung der Gezeitenenergie genutzt werden können und je größer der Gezeiteneinfluss ist, desto größer ist die Bewegung des Gezeitenwassers und daher umso mehr potenzielle Energie, die für die Stromerzeugung geerntet werden kann.
Daher kann Gezeitenenergie als erneuerbare Energiequelle betrachtet werden, da die Energie des Ozeans ebenso durch die Sonne wieder aufgefüllt wird durch Gezeiteneinflüsse der Gravitationskräfte von Mond und Sonne.
Gezeitenenergieerzeugung
Da sich die Position von Erde und Mond in Bezug auf die Sonne im Laufe des Jahres ändert, können wir die potenzielle Energie des Wassers, die in der täglichen Bewegung des steigenden und fallenden Meeresspiegels enthalten ist, zur Stromerzeugung nutzen.
Die Stromerzeugung aus Gezeiten ähnelt in vielerlei Hinsicht der Stromerzeugung aus Wasserkraft, die wir in den Tutorials zur Wasserkraft betrachtet haben. Der Unterschied besteht diesmal darin, dass das Wasser in beide Richtungen ein- und ausströmt, anstatt nur in eine Vorwärtsrichtung.
>
Gezeitenenergie verwandelt ebenso wie Wasserkraft bewegtes Wasser in saubere Energie. Die Bewegung des Gezeitenwassers, angetrieben durch die Schwerkraft, enthält große Mengen an kinetischer Energie in Form starker Gezeitenströmungen, die Gezeitenströme genannt werden.
Das tägliche Auf und Ab, das Hin und Her der Ozeane Gezeiten entlang einer Küste und in und aus kleinen Buchten, Buchten oder Küstenbecken, unterscheidet sich kaum von dem Wasser, das einen Fluss oder Bach hinunterfließt.
Die Bewegung des Meerwassers wird mit Wasserrädern und Turbinen ähnlich genutzt wie zur Stromerzeugung aus Wasserkraft. Da das Meerwasser in einem Gezeitenenergiesystem jedoch in beide Richtungen fließen kann, kann es Strom erzeugen, wenn das Wasser zufließt und auch wenn es abfließt.
Daher sind Gezeitengeneratoren darauf ausgelegt, Strom zu erzeugen wenn sich die Rotorblätter in beide Richtungen drehen. Die Kosten für reversible elektrische Generatoren sind jedoch höher als für Einrichtungsgeneratoren.
Verschiedene Arten von Gezeitensystemen
Tidal Barrage – Eine Tidal Barrage ist eine Art der Gezeitenstromerzeugung, die den Bau einer ziemlich niedrigen Staumauer beinhaltet, die als “Barrage” und daher sein Name, über dem Eingang eines Gezeiteneinlasses oder -beckens, das ein Gezeitenreservoir bildet.
Dieser Damm hat eine Reihe von Unterwassertunneln, die in seine Breite geschnitten sind, sodass Meerwasser auf kontrollierbare Weise durch sie fließen kann “Schleusentore”. In den Tunneln sind riesige Wasserturbinen-Generatoren angebracht, die sich drehen, wenn das Wasser an ihnen vorbeiströmt, und Gezeitenstrom erzeugen.
Eine Gezeitensperre erzeugt Strom, indem sie den Unterschied in der vertikalen Höhe zwischen der einlaufenden Flut und der auslaufenden Ebbe nutzt. Bei Ebbe und Flut kann Meerwasser durch ein Unterwasser-Tunnelsystem in eine Richtung in das Reservoir hinein oder aus ihm heraus fließen. Dieser Hin- und Herfluss des Gezeitenwassers bewirkt, dass sich die in den Tunneln befindlichen Wasserturbinengeneratoren drehen und Gezeitenenergie mit speziellen Generatoren erzeugen, die zur Stromerzeugung sowohl bei ankommenden als auch bei abgehenden Gezeiten verwendet werden.
Der einzige Nachteil von <Tidal Barrage Generation, dass es nur dann Strom erzeugen kann, wenn die Flut tatsächlich fließt, entweder “in” oder “aus” da bei Ebbe und Flut das Gezeitenwasser stationär ist.
Da Gezeiten jedoch vollständig vorhersehbar sind, können andere Kraftwerke diese stationäre Periode ausgleichen, in der keine Gezeitenenergie erzeugt wird. Ein weiterer Nachteil eines Gezeitensperrsystems sind die ökologischen und ökologischen Auswirkungen, die ein langer Betondamm auf die von ihm überspannten Flussmündungen haben kann.
Gezeitenstrom – Ein Gezeitenstrom-Erzeugungssystem reduziert einige der Umweltauswirkungen von Gezeitendämmen durch den Einsatz von Turbinengeneratoren unter der Oberfläche des Gezeitenstroms Wasser. Große Gezeitenströme und Meeresströmungen wie der Golfstrom können genutzt werden, um ihre Gezeitenenergie mithilfe von Unterwasserrotoren und -turbinen zu extrahieren.
Die Erzeugung von Gezeitenströmen ist im Prinzip der Windkrafterzeugung sehr ähnlich, außer dass diesmal Wasserströmungen über die Rotorblätter einer Turbine fließen, die die Turbine drehen, ähnlich wie Windströmungen die Blätter von Windkraftturbinen drehen. Tatsächlich können Gezeitenstromerzeugungsgebiete auf dem Meeresboden wie Unterwasserwindparks aussehen.
Im Gegensatz zur Offshore-Windenergie, die unter Stürmen oder schweren Seeschäden leiden kann, arbeiten Gezeitenturbinen direkt unter der Meeresoberfläche oder sind am Meeresboden befestigt. Gezeitenströme werden durch die horizontalen, schnell fließenden Wassermassen gebildet, die durch Ebbe und Flut verursacht werden, da das Profil des Meeresbodens dazu führt, dass das Wasser schneller wird, wenn es sich der Küste nähert.
Wie Wasser ist viel dichter als Luft und hat eine viel langsamere Strömungsgeschwindigkeit, Gezeitenstromturbinen haben viel kleinere Durchmesser und höhere Spitzengeschwindigkeiten im Vergleich zu einer gleichwertigen Windturbine. Gezeitenturbinen erzeugen sowohl bei Ebbe als auch bei Flut Gezeitenkraft. Einer der Nachteile der Tidal Stream Generationbesteht darin, dass die Turbinen, wenn sie unter die Wasseroberfläche getaucht sind, Gefahren für die Schifffahrt und Schifffahrt darstellen können.
Andere Formen der Gezeitenenergie umfassen Gezeitenzäune, bei denen einzelne Turbinen mit vertikaler Achse verwendet werden, die in einem Zaun montiert sind Struktur, bekannt als Caisson, die einen Kanal vollständig blockiert und Wasser durch sie drückt. Eine weitere Alternative zur Nutzung der Gezeitenkraft ist die Verwendung einer „oszillierenden Gezeitenturbine“.
Dies ist im Grunde ein Starrflügler namens Auf dem Meeresboden positioniertes Wasserflugzeug. Das Wasserflugzeug nutzt die Energie des vorbeiströmenden Gezeitenstroms, um seinen riesigen Flügel, ähnlich einer Walflosse, mit der Bewegung der Gezeitenströmungen auf und ab zu schwingen. Diese Bewegung wird dann zur Stromerzeugung genutzt. Der Neigungswinkel des Wasserflugzeugs zum Gezeitenstrom kann variiert werden, um die Effizienz zu steigern.
Gezeitenenergie ist eine andere Form von Wasserkraft mit geringer Fallhöhe, die wie Wind- und Wasserkraft vollständig CO2-neutral ist. Gezeitenkraft hat viele Vorteile gegenüber anderen Formen erneuerbarer Energie, wobei der Hauptvorteil darin besteht, dass sie vorhersehbar ist.
Wie viele andere Formen erneuerbarer Energie hat Gezeitenenergie jedoch auch Nachteile, wie z. B. ihre unflexible Erzeugung Zeiten abhängig von den Gezeiten und der Tatsache, dass es unter den feindlichen Bedingungen der Ozeane und Meere operiert. Hier sind also einige der Vor- und Nachteile, die mit „Gezeitenenergie“ verbunden sind.
Vorteile der Gezeitenenergie
- Gezeitenenergie ist eine erneuerbare Energiequelle, weil die Die erzeugte Energie ist kostenlos und sauber, da kein Brennstoff benötigt wird und keine Nebenprodukte produziert werden.
- Gezeitenenergie hat das Potenzial, eine große Menge an Energie zu produzieren Angebot an kostenloser und grüner Energie.
- Im Allgemeinen ist der Betrieb und die Wartung von Gezeitenenergie im Vergleich zu anderen Formen erneuerbarer Energien nicht teuer.
- Geringer visueller Einfluss, da die Gezeitenturbinen hauptsächlich, wenn nicht vollständig, sind unter Wasser getaucht.
- Geringe Lärmbelästigung, da alle erzeugten Geräusche durch das Wasser übertragen werden.
- Hohe Vorhersagbarkeit, da Ebbe und Flut Jahre im Voraus vorhergesagt werden können, im Gegensatz zu Wind.
- Gezeitendämme bieten Schutz vor Überschwemmungen und Landschäden.
- Große Gezeitenreservoirs haben mehrere Verwendungszwecke und können Erholungsseen und -gebiete schaffen, wo vorher keine waren.
Nachteile der Gezeitenenergie
- Gezeitenenergie ist nicht immer eine konstante Energiequelle, da sie von der Stärke und Strömung der Gezeiten abhängt, die ihrerseits durch die Gravitationswirkung von Mond und Sonne beeinflusst werden.
- Gezeitenenergie erfordert einen geeigneten Standort, an dem die Gezeiten und Gezeitenströme konstant stark sind.
- Muss Naturgewalten standhalten können was zu hohen Kapital-, Bau- und Wartungskosten führt.
- Hohe Stromverteilungskosten, um den erzeugten Strom von den untergetauchten Geräten mit langen Unterwasserkabeln an Land zu schicken.
- Intermittierende Stromerzeugung, erzeugt nur zehn Stunden lang Strom ein Tag während der Ebbe und Flut der Gezeiten
- Veränderungen des Mündungsökosystems und eine Zunahme der Küstenerosion dort, wo die Gezeiten konzentriert sind.
- Ansammlung von Schlick, Sedimenten und Schadstoffen innerhalb des Gezeitensperrwerks von Flüssen und Bächen, die in das Becken fließen, da es nicht ins Meer fließen kann.
- Gefahr für Fische und andere Meereslebewesen, da sie im Sperrwerk stecken bleiben oder durch die Gezeitenturbinenblätter gesaugt werden.
Tutorial-Zusammenfassung
Wir haben gesehen, dass es zwei Möglichkeiten gibt, Energie in einem Gezeitenenergieerzeugungssystem zu nutzen: Die erste nutzt ein Gezeitensperrsystem, um Wasser in einem Gezeitenreservoir oder einem Gezeitenbecken hinter einer großen Mauer oder einem Damm zu speichern, während die zweite die Gezeitenströme der Ozeane nutzt und Gezeitenströmungen unter der Meeresoberfläche.
Gezeitenenergie erfordert eine große Kapitalinvestition in Dämme, Turbinen und Versorgungsschiffe, aber sobald eine “Gezeitenkraft” Anlage gebaut wird, ist die Energie, die sie erzeugt, im Wesentlichen kostenlos, wobei das System relativ kostengünstig zu betreiben ist.
Die damit verbundenen Projektkosten und auch das Finden eines geeigneten Gezeitenstandortes machen “Gezeitenenergie” ungeeignet für die Energieerzeugung im kleinen Maßstab oder die Heimwerker-Stromerzeugung. Wasserräder und Gezeitenturbinen werden jedoch seit vielen Jahren an kleinen Prielen, Flüssen und Kanälen gebaut und eingesetzt. Diese Geräte nutzen das Ebbe und Fließen des Gezeitenwassers zusammen mit Schleusentoren und Kanaltoren, um den Wasserfluss zu steuern. Ursprünglich wurden diese Gezeitenenergiegeräte verwendet, um Mais zu mahlen oder mechanische Energie für den Einsatz in nahe gelegenen Mühlen zu erzeugen.
Im nächsten Tutorial über Gezeitenenergie werden wir das tun Sehen Sie sich Gezeitendämme genauer an, einschließlich ihrer Konstruktion und ihres Potenzials, kostenlosen und grünen Gezeitenstrom zu erzeugen.
Weitere Informationen zu “Gezeitenenergie” und wie Sie Ihren eigenen Strom mit der Kraft des Meeres erzeugen oder mehr Informationen über Gezeitenenergie über die verschiedenen verfügbaren Gezeitenenergiesysteme erhalten oder die Vor- und Nachteile der Gezeitenkraft erkunden können, dann klicken Sie hier, um Ihr Exemplar noch heute bei Amazon zu bestellen Meeres-, Gezeiten- und Wellenenergie, die Energierevolution aus dem Meer.
