Hydrokinetische Energie ist Kraft aus bewegtem Wasser

Wasserbasierte Stromerzeugung ist nichts Neues. Von Wellen, die auf den Strand krachen, bis hin zu langen Flüssen, die durch einen schmalen Kanal rauschen, kann die hydrokinetische Energie von fließendem Wasser als reichliche Quelle erneuerbarer Energie dienen.

Hydrokinetische Technologien erzeugen eine saubere und erneuerbare Energiequelle Nutzung der kinetischen Energie eines sich bewegenden Gewässers. Hydrokinetik bezieht sich oft auf die Stromerzeugung im Fluss, kann aber auch zur Beschreibung ozeanbasierter Gezeitenströmungstechnologien verwendet werden.

Hydrokinetische Energie nutzt die Kraft des sich bewegenden Wassers (Strömung), um Turbinen anzutreiben, die direkt in heimischen Flüssen, Mündungen, Küstengewässern oder Gezeitenströmungen platziert sind, die wiederum elektrische Generatoren antreiben, die die kinetische Energie des sich bewegenden Wassers umwandeln (daher seine Name “Hydrokinetische Energie”) in elektrische Energie. Der erzeugte Strom kann dann auf eine geeignete Spannung geändert und über die Übertragungsleitungen des Versorgungsnetzes zu den Verbrauchern geleitet werden.

Hydrokinetische Energievorrichtung

Die Verfügbarkeit der hydrokinetisch erzeugten Energie hängt von der Geschwindigkeit des Flusses, des Ozeans oder der Gezeitenströmung ab, die als a ausgedrückt wird Funktion der Dichte des Wassers multipliziert mit der Geschwindigkeit der Wasserströmung hoch drei.

Da der Bedarf an zuverlässigen Quellen zur Energieerzeugung weiter zunimmt, deuten Studien darauf hin, dass hydrokinetische Energieprojekte in Flüssen und Ozeanen eines Tages über zehn Prozent unseres Energiebedarfs decken können. Infolgedessen sind weltweit Projekte in vollem Gange, um das Potenzial dieser scheinbar unbegrenzten Versorgung mit wasserbasierter Energie zu bewerten.

Im Gegensatz zu traditionelleren Wasserkrafterzeugungsprojekten erfordern hydrokinetische Energieprojekte keine großen Staudämme, Wasserstauungen oder Kanäle und Umleitungen des Wassers. Stattdessen erzeugen hydrokinetische Projekte Strom, indem sie die Kraft des sich bewegenden Wassers in Wellen, Flussströmungen und Gezeitenkanälen nutzen. Hydrokinetische Technologien können basierend auf den Hauptarten, wie sie die hydrokinetische Energie nutzen, und ihrem Standort klassifiziert werden.

Ozeanbasierte hydrokinetische Energiegeräte

Hydrokinetische Energiegeräte auf Meeres- und Ozeanbasis fangen die Energie ein, die in Küsten-, Küsten- und Offshore-Wellen enthalten ist, einschließlich Dämpfungsgliedern, Punktabsorbern und oszillierenden Wassersäulen. Attenuatoren sind schwebende segmentierte schlangenähnliche Strukturen wie das Pelamis Wave Power-Gerät. Die Auf- und Abbewegung der Wellen erzeugt an ihren segmentierten Scharnieren Energie, die einen Hydraulikkolben unter Druck setzt, der Öl durch einen Hydraulikmotor pumpt und der wiederum einen elektrischen Generator antreibt, der Strom erzeugt.

Punktabsorber sind eine weitere ozeanbasierte Technologie, ähnlich schwimmenden Bojen, die wie gezeigt am Meeresboden verankert sind. Punktabsorber können vollständig oder teilweise untergetaucht sein und absorbieren beim Schwimmen Energie aus allen Richtungen. Das Nebenabtriebssystem kann je nach Absorberdesign eine Reihe von Formen annehmen, aber im Allgemeinen sammeln sie alle die Meeresenergie mithilfe einer Pumpe, die mit der Bewegung der Wellen steigt und fällt und das Meerwasser komprimiert, das eine hydraulische Turbine antreibt. p>

Oszillierende Wassersäulen sind küstennahe Energiegeräte, die funktionieren, indem sie Wellen durch eine teilweise untergetauchte Hohlkammer ein- und austreten lassen. Die in dieser Kammer eingeschlossene Luft wird durch das ständige Steigen und Sinken des Meerwassers innerhalb der Struktur unter Druck gesetzt. Wenn die Luft komprimiert wird, wird sie in eine Brunnenturbine gepresst und erzeugt Strom.

Im Gegensatz zu Wellenenergiegeräten, die die Energie direkt aus Oberflächenwellen gewinnen, nutzen Gezeitenstrom- und Gezeitenenergietechnologien Energie aus den unter der Wasseroberfläche fließenden Gezeitenströmungen. Große Unterwasserturbinenblätter werden durch das sich bewegende Meerwasser angetrieben, wodurch die Blätter des Rotors einen Generator antreiben. Diese hydrokinetischen Unterwasserturbinen können bei niedrigeren Geschwindigkeiten mehr Energie gewinnen als Windturbinen, da Meerwasser dichter als Luft ist. Tatsächlich haben hydrokinetische Turbinen das Potenzial, vierzigmal mehr Energie zu erzeugen als eine ähnlich große Windturbine.

Flussbasierte hydrokinetische Geräte

Hydrokinetische Turbinen im Fluss beinhalten im Allgemeinen entweder Turbinen mit horizontaler oder vertikaler Achse, basierend auf der Ausrichtung der Rotorachse in Bezug auf den Wasserfluss. Hydrokinetische Turbinen für Binnenwasserstraßen und Flüsse arbeiten unter dem Einfluss unterschiedlicher Wassermengen, die durch einen Fluss fließen, der seinerseits von der Niederschlagsmenge und dem Abflusswasser aus den Bergen abhängt. Flusswasser hat eine geringere Dichte als Meerwasser, da es Süßwasser ist, das weniger gelöste Salze und Ablagerungen enthält und daher eine geringere Energiedichte hat.

Die Möglichkeit, hydrokinetische Energie in Flüssen und entlang der Küsten von großen Bevölkerungsgebieten zu installieren, ermöglicht den einfachen Anschluss von hydrokinetischen Energiegeräten an bestehende Energieversorgungsunternehmen und Infrastrukturen, ohne dass die erzeugte Energie über kilometerlange Unterwasserkabel gesendet werden muss. Dann könnte ein leicht verfügbares hydrokinetisches Energieprojekt sicherstellen, dass lokale Gemeinden ununterbrochenen Zugang zu einer sauberen, erneuerbaren Energiequelle erhalten.

Hydrokinetische Energieist auch eine attraktive Energiequelle, da hydrokinetische Projekte nicht zu Treibhausgasemissionen beitragen und je nach Geographie eines Standorts nur sehr geringe Auswirkungen auf die lokale Umwelt haben.

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Außerdem haben hydrokinetische Projekte weniger ästhetische Auswirkungen auf die Umgebung als Windkraftanlagen, da sich die meisten mechanischen Komponenten der verschiedenen hydrokinetischen Geräte im Allgemeinen unter Wasser befinden. Hydrokinetische Generatoren in Gezeiten- und Nichtgezeitenflüssen können jedoch sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Meeresumwelt haben.

Im Gegensatz zu anderen Arten erneuerbarer Energiequellen sind die natürlichen Quellen hydrokinetischer Energie im Allgemeinen vorhersehbar und unabhängig von Wetterschwankungen. Die Wellenmuster für hydrokinetische Systeme auf Ozeanbasis können mehrere Tage, wenn nicht Wochen im Voraus genau vorhergesagt werden, und die Gezeiten der Ozeane treten immer etwa alle zwölf Stunden wieder auf, da sie mit der Anziehungskraft des Mondes verbunden sind.

Andererseits ist bekannt, dass Flussströmungen saisonal schwanken und anfällig für nasse und trockene Jahre sind, was es schwierig macht, Flusspegel und -flüsse von Jahr zu Jahr vorherzusagen. Außerdem könnte der Standort der hydrokinetischen Generatoren in Flusskanälen und Binnenwasserstraßen strenger werden, da der nutzbare Raum begrenzt ist und der Flusstransport die Nutzbarkeit der Standorte weiter einschränken kann.

Marine und Hydrokinetik Energieist eine großartige Kraftquelle, hat aber dennoch viele Vor- und Nachteile zu überwinden. Die Hauptvorteile sind, dass die Ressourcen erneuerbar sind und weniger oder keine Umweltverschmutzung verursachen. Die Hauptnachteile bestehen darin, dass flussbasierte Energiesysteme keinen ausreichend konstanten Energiefluss liefern, während ozeanbasierte Energiesysteme unerwünschte Auswirkungen auf Säugetiere, Fischwanderungen und das allgemeine Meeresökosystem haben können. Aber die hydrokinetische Energieerzeugung stellt eine der saubersten und effizientesten Energieplattformen dar, die uns heute zur Verfügung stehen, so dass ihre Entwicklung weiter zunehmen wird.

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