Năng lượng sóng – Wikipedia tiếng Việt

Bài này viết về việc luân chuyển và thu năng lượng trong sóng biển. Đối với những góc nhìn khác của sóng trên biển, xem Sóng biển. Đối với những cách dùng khác của sóng, xem Sóng ( khuynh hướng )Máy quy đổi năng lượng sóng Pelamis tại Trung tâm năng lượng biển châu Âu ( EMEC ), năm 2008Thiết bị năng lượng sóng Azura tại Trung tâm thử nghiệm năng lượng sóng của Thủy quân Hoa Kỳ ( WETS ) tại Oahu

Máy chuyển đổi năng lượng sóng bởi Năng lượng sóng Bombora

Năng lượng sóng là việc thu năng lượng của sóng biển để làm những công có ích – ví dụ, sản xuất điện, khử muối trong nước hoặc bơm nước. Cỗ máy khai thác năng lượng sóng thì được gọi là máy chuyển đổi năng lượng sóng (WEC).

Năng lượng sóng thì khác với năng lượng thủy triều, loại năng lượng được thu từ những dòng chảy gây ra bởi lực mê hoặc của Mặt Trời và Mặt Trăng. Sóng và thủy triều cũng khác với hải lưu thứ được gây ra bởi những lực như sóng vỡ, gió, hiệu ứng Coriolis, cabbeling, và sự độc lạ giữa nhiệt độ và độ mặn .Máy phát năng lượng sóng là một công nghệ tiên tiến thương mại không được sử dụng thoáng rộng, mặc dầu đã có những nỗ lực đưa nó vào sử dụng kể từ tối thiểu là năm 1890. [ 1 ] Vào năm 2008, trang trại sóng thử nghiệm tiên phong được mở ở Bồ Đào Nha ở Công viên Sóng Aguçadoura. [ 2 ]

Khái niệm vật lý[sửa|sửa mã nguồn]

Sóng sinh ra khi gió thổi qua mặt phẳng của biển. Chỉ cần sóng sinh ra chậm hơn vận tốc gió bên trên ngọn sóng thì sẽ có năng lượng truyền từ gió vào ngọn sóng. Cả sự độc lạ về áp suất khí quyển giữa ngọn gió bên trên và phía khuất gió của đầu ngọn sóng, lẫn sự ma sát trên bề mặt nước gây ra bởi gió, khiến nước đi vào ứng suất cắt gây ra việc sóng dâng lên. [ 3 ] Chiều cao sóng được xác lập bởi vận tốc gió, thời hạn gió thổi, lấy ( khoảng cách mà gió kích thích sóng ) và bởi độ sâu và địa hình của đáy biển ( hoàn toàn có thể tập trung chuyên sâu hoặc phân tán năng lượng của sóng ). Tốc độ gió đã cho có số lượng giới hạn trong thực tiễn tương thích với thời hạn hoặc khoảng cách sẽ không tạo ra sóng lớn hơn. Khi số lượng giới hạn này đã đạt tới biển được cho là ” trọn vẹn tăng trưởng ” .Nói chung, sóng lớn hơn mạnh hơn nhưng sóng điện cũng được xác lập bởi vận tốc sóng, bước sóng và nước tỷ lệ .Chuyển động xê dịch cao nhất trên mặt phẳng và giảm dần theo cấp số nhân với độ sâu. Tuy nhiên, so với sóng đứng ( clapotis ) gần bờ biển phản xạ, năng lượng sóng cũng có mặt dưới dạng xê dịch áp suất ở độ sâu lớn, tạo microseism s. [ 3 ] Những xê dịch áp suất ở độ sâu lớn hơn là quá nhỏ để hoàn toàn có thể mê hoặc từ quan điểm của sóng điện .Các sóng truyền trên mặt phẳng đại dương, và năng lượng sóng cũng được luân chuyển theo chiều ngang với tốc độ nhóm. Tốc độ truyền tải trung bình của năng lượng sóng trải qua một mặt phẳng mặt phẳng ( toán học ) theo chiều rộng đơn vị chức năng, song song với đỉnh sóng, được gọi là năng lượng sóng flux ( hoặc hiệu suất sóng, không được nhầm lẫn với sức mạnh thực tiễn được tạo ra bởi một thiết bị năng lượng sóng ) .

Công thức hiệu suất sóng[sửa|sửa mã nguồn]

Trong nước sâu nơi độ sâu nước lớn hơn một nửa bước sóng, sóng dòng năng lượng là [ a ]

P = ρ g 2 64 π H m 0 2 T e ≈ ( 0.5 kW m 3 ⋅ s ) H m 0 2 T e, { \ displaystyle P = { \ frac { \ rho g ^ { 2 } } { 64 \ pi } } H_ { m0 } ^ { 2 } T_ { e } \ approx \ left ( 0.5 { \ frac { \ text { kW } } { { \ text { m } } ^ { 3 } \ cdot { \ text { s } } } } \ right ) H_ { m0 } ^ { 2 } \ ; T_ { e }, }

với P dòng năng lượng sóng trên một đơn vị chiều dài đỉnh sóng, Hm0 chiều cao sóng đáng kể, T e năng lượng sóng khoảng thời gian, ρ nước mật độ và g gia tốc bởi lực hấp dẫn. Công thức trên nói rằng công suất sóng tỉ lệ với chu kỳ năng lượng sóng và vuông của chiều cao sóng. Khi chiều cao sóng đáng kể được tính bằng mét và thời gian sóng tính bằng giây, kết quả là công suất sóng tính bằng kilowat (kW) trên mét của chiều dài sóng.[4][5][6][7]

Ví dụ : Hãy xem xét những sóng biển vừa phải, trong nước sâu, cách bờ biển vài km, với chiều cao sóng là 3 m và thời hạn năng lượng sóng là 8 giây. Sử dụng công thức để xử lý quyền lực tối cao, chúng tôi nhận được

P ≈ 0.5 kW m 3 ⋅ s ( 3 ⋅ m ) 2 ( 8 ⋅ s ) ≈ 36 kW m, { \ displaystyle P \ approx 0.5 { \ frac { \ text { kW } } { { \ text { m } } ^ { 3 } \ cdot { \ text { s } } } } ( 3 \ cdot { \ text { m } } ) ^ { 2 } ( 8 \ cdot { \ text { s } } ) \ approx 36 { \ frac { \ text { kW } } { \ text { m } } }, }

có nghĩa là có 36 kilowatt điện thế trên một mét sóng sóng .Trong những cơn bão lớn, những con sóng lớn nhất ngoài khơi cao khoảng chừng 15 mét và có chu kỳ luân hồi khoảng chừng 15 giây. Theo công thức trên, những sóng như vậy mang khoảng chừng 1,7 MW hiệu suất trên mỗi mét sóng .Một thiết bị năng lượng sóng hiệu suất cao chớp lấy được nhiều nhất hoàn toàn có thể của dòng năng lượng sóng. Kết quả là sóng sẽ có chiều cao thấp hơn trong vùng phía sau thiết bị nguồn sóng .

Năng lượng sóng và dòng năng lượng sóng[sửa|sửa mã nguồn]

Trong trạng thái biển, trung bình ( trung bình ) tỷ lệ năng lượng trên một đơn vị chức năng diện tích quy hoạnh sóng mê hoặc trên mặt nước tỷ suất thuận với chiều cao sóng bình phương, theo triết lý sóng tuyến tính : [ 3 ] [ 8 ]

E = 1 16 ρ g H m 0 2, { \ displaystyle E = { \ frac { 1 } { 16 } } \ rho gH_ { m0 } ^ { 2 }, }[b][9]

trong đó E là mật độ năng lượng sóng trung bình trên một đơn vị diện tích nằm ngang (J/m²), tổng mật độ động và năng lượng tiềm năng đơn vị diện tích nằm ngang. Mật độ năng lượng tiềm năng bằng động năng,[3] đều đóng góp một nửa cho mật độ năng lượng sóng E, có thể được mong đợi từ equipartition định lý. Trong sóng biển, hiệu ứng căng bề mặt là không đáng kể đối với bước sóng trên một vài decimetres.

Khi sóng Viral, năng lượng của chúng được luân chuyển. Vận tốc năng lượng tốc độ là tốc độ nhóm. Kết quả là, năng lượng sóng flux, trải qua một mặt phẳng thẳng đứng có chiều rộng đơn vị chức năng vuông góc với hướng truyền sóng, bằng với : [ 10 ] [ 3 ]

P. = E c g, { \ displaystyle P = E \, c_ { g }, \, \ }

với cg vận tốc nhóm (m/s).
Do độ phân tán đối với sóng nước dưới tác động của trọng lực, vận tốc nhóm phụ thuộc vào bước sóng λ, hoặc tương đương, trên sóng khoảng thời gian T. Hơn nữa, mối quan hệ phân tán là một hàm của độ sâu nước h. Kết quả là, vận tốc nhóm hoạt động khác nhau trong các giới hạn của nước sâu và nông, và ở độ sâu trung gian:[3][8]

Đặc điểm của sóng trọng lực trên bề mặt của vùng nước sâu, nộng và trung bình theo thuyết sóng tuyến tính
Lượng	Kí hiệu	Đơn vị	Nước sâu (h > ½ λ)	Nước nông (h < 0.05 λ)	Nước trung bình (all λ and h)
Vận tốc pha	c p = λ T = ω k { \ displaystyle \ displaystyle c_ { p } = { \ frac { \ lambda } { T } } = { \ frac { \ omega } { k } } }	m / s	g 2 π T { \ displaystyle { \ frac { g } { 2 \ pi } } T }	g h { \ displaystyle { \ sqrt { gh } } }	g λ 2 π tanh ⁡ ( 2 π h λ ) { \ displaystyle { \ sqrt { { \ frac { g \ lambda } { 2 \ pi } } \ tanh \ left ( { \ frac { 2 \ pi h } { \ lambda } } \ right ) } } }
Vận tốc nhóm[c]	c g = c p 2 ∂ ( λ / c p ) ∂ λ = ∂ ω ∂ k { \ displaystyle \ displaystyle c_ { g } = c_ { p } ^ { 2 } { \ frac { \ partial \ left ( \ lambda / c_ { p } \ right ) } { \ partial \ lambda } } = { \ frac { \ partial \ omega } { \ partial k } } }	m / s	g 4 π T { \ displaystyle { \ frac { g } { 4 \ pi } } T }	g h { \ displaystyle { \ sqrt { gh } } }	1 2 c p ( 1 + 4 π h λ 1 sinh ⁡ ( 4 π h λ ) ) { \ displaystyle { \ frac { 1 } { 2 } } c_ { p } \ left ( 1 + { \ frac { 4 \ pi h } { \ lambda } } { \ frac { 1 } { \ sinh \ left ( \ displaystyle { \ frac { 4 \ pi h } { \ lambda } } \ right ) } } \ right ) }
Tỉ số	c g c p { \ displaystyle \ displaystyle { \ frac { c_ { g } } { c_ { p } } } }	–	1 2 { \ displaystyle \ displaystyle { \ frac { 1 } { 2 } } }	1 { \ displaystyle \ displaystyle 1 }	1 2 ( 1 + 4 π h λ 1 sinh ⁡ ( 4 π h λ ) ) { \ displaystyle { \ frac { 1 } { 2 } } \ left ( 1 + { \ frac { 4 \ pi h } { \ lambda } } { \ frac { 1 } { \ sinh \ left ( \ displaystyle { \ frac { 4 \ pi h } { \ lambda } } \ right ) } } \ right ) }
Bước sóng	λ { \ displaystyle \ displaystyle \ lambda }	m	g 2 π T 2 { \ displaystyle { \ frac { g } { 2 \ pi } } T ^ { 2 } }	T g h { \ displaystyle T { \ sqrt { gh } } }	for given period T, the solution of:   ( 2 π T ) 2 = 2 π g λ tanh ⁡ ( 2 π h λ ) { \ displaystyle \ displaystyle \ left ( { \ frac { 2 \ pi } { T } } \ right ) ^ { 2 } = { \ frac { 2 \ pi g } { \ lambda } } \ tanh \ left ( { \ frac { 2 \ pi h } { \ lambda } } \ right ) }
general
Mật độ năng lượng sóng	E { \ displaystyle \ displaystyle E }	J / m²	1 16 ρ g H m 0 2 { \ displaystyle { \ frac { 1 } { 16 } } \ rho gH_ { m0 } ^ { 2 } }
thông lượng sóng	P { \ displaystyle \ displaystyle P }	W / m	E c g { \ displaystyle \ displaystyle E \ ; c_ { g } }
Tần số góc	ω { \ displaystyle \ displaystyle \ omega }	rad / s	2 π T { \ displaystyle { \ frac { 2 \ pi } { T } } }
Số sóng	k { \ displaystyle \ displaystyle k }	rad / m	2 π λ { \ displaystyle { \ frac { 2 \ pi } { \ lambda } } }

Đặc điểm và thời cơ nước sâu[sửa|sửa mã nguồn]

Nước sâu tương ứng với độ sâu nước lớn hơn 50% bước sóng, đó là thực trạng phổ cập ở biển và đại dương. Trong nước sâu, sóng dài hơn truyền nhanh hơn và luân chuyển năng lượng của chúng nhanh hơn. Vận tốc nhóm nước sâu là một nửa [ tốc độ pha ]. Trong nước nông, so với những bước sóng lớn hơn khoảng chừng hai mươi lần độ sâu của nước, được tìm thấy khá tiếp tục gần bờ biển, tốc độ nhóm bằng tốc độ pha. [ 11 ]

Khái niệm vật lý[sửa|sửa mã nguồn]

Khi một vật thể cuộn lên và xuống trên một gợn sóng trong một cái ao, nó theo sau một quỹ đạo hình elip .
‘A’ = Ở vùng nước sâu.
‘ ‘B’ = Ở vùng nước nông (đáy đại dương bây giờ là B). Chuyển động elip của một hạt chất lỏng phẳng với độ sâu giảm dần.
‘1’ = Hướng truyền.
‘2’ = Đỉnh sóng.
‘3’ = Máng sóng.Chuyển động của một hạt trong sóng biển. = Ở vùng nước sâu. hoạt động elip của những hạt chất lỏng giảm nhanh gọn với độ sâu tăng bên dưới mặt phẳng. ‘ ‘ B ‘ ‘ 1 ‘ ‘ 2 ‘ ‘ 3 ‘Sóng được tạo ra bởi gió đi qua mặt phẳng của biển. Miễn là những con sóng truyền chậm hơn vận tốc gió ngay trên sóng, có một chuyển năng lượng từ gió sang sóng. Cả hai áp suất không khí khác nhau giữa gió ngược và mặt lee của sóng đỉnh, cũng như ma sát trên mặt nước bởi gió, làm cho nước đi vào ứng suất cắt gây ra sự tăng trưởng của sóng. [ 3 ]Chiều cao sóng được xác lập bởi vận tốc gió, thời hạn gió thổi, lấy ( khoảng cách mà gió kích thích sóng ) và bởi độ sâu và địa hình của đáy biển ( hoàn toàn có thể tập trung chuyên sâu hoặc phân tán năng lượng của sóng ). Tốc độ gió đã cho có số lượng giới hạn trong thực tiễn tương thích với thời hạn hoặc khoảng cách sẽ không tạo ra sóng lớn hơn. Khi số lượng giới hạn này đã đạt tới biển được cho là ” trọn vẹn tăng trưởng “. Nói chung, sóng lớn hơn mạnh hơn nhưng sóng điện cũng được xác lập bởi vận tốc sóng, bước sóng và nước tỷ lệ .

Chuyển động dao động cao nhất trên bề mặt và giảm dần theo cấp số nhân với độ sâu. Tuy nhiên, đối với sóng đứng (clapotis gần bờ biển phản xạ, năng lượng sóng cũng có mặt dưới dạng dao động áp suất ở độ sâu lớn, tạo ra microseism s.[3] Những biến động áp suất ở độ sâu lớn hơn là quá nhỏ để được thú vị từ quan điểm của sóng điện.

Các sóng truyền trên mặt phẳng đại dương, và năng lượng sóng cũng được luân chuyển theo chiều ngang với tốc độ nhóm. Tốc độ truyền tải trung bình của năng lượng sóng trải qua một mặt phẳng theo chiều rộng đơn vị chức năng, song song với đỉnh sóng, được gọi là năng lượng sóng flux ( hoặc hiệu suất sóng, không được nhầm lẫn với sức mạnh trong thực tiễn được tạo ra bởi một thiết bị năng lượng sóng ) .
Bằng sáng chế tiên phong được sử dụng để sử dụng năng lượng từ sóng biển có từ năm 1799, và được Girard và con trai ông đệ trình tại Paris. [ 13 ] Một ứng dụng tiên phong của sóng điện là một thiết bị được Bochaux-Praceique sản xuất vào khoảng chừng năm 1910 để thắp sáng và cấp điện cho ngôi nhà của ông tại Royan, gần Bordeaux ở Pháp. [ 14 ] Có vẻ như đây là loại thiết bị năng lượng sóng nước tiên phong giao động. [ 15 ] Từ năm 1855 đến năm 1973 đã có 340 bằng bản quyền sáng tạo được nộp riêng tại Vương quốc Anh. [ 13 ]Theo đuổi khoa học tân tiến về năng lượng sóng đã được tiên phong trong những thí nghiệm của Yoshio Masuda vào những năm 1940. [ 16 ] Ông đã thử nghiệm những khái niệm khác nhau về những thiết bị năng lượng sóng trên biển, với hàng trăm đơn vị chức năng được sử dụng để tinh chỉnh và điều khiển đèn chiếu sáng. Trong số này là khái niệm về việc giải phóng sức mạnh từ hoạt động góc ở những khớp của một chiếc bè có khớp nối, được yêu cầu vào những năm 1950 bởi Masuda. [ 17 ]Một mối chăm sóc mới về năng lượng sóng được thôi thúc bởi cuộc khủng hoảng cục bộ dầu mỏ năm 1973. Một số nhà nghiên cứu trường ĐH đã xem xét lại tiềm năng tạo ra năng lượng từ sóng biển, trong đó đáng chú ý quan tâm là Stephen Salter từ Đại học Edinburgh, Kjell Budal và Johannes Falnes từ Viện Công nghệ Na Uy ( nay đã được hợp nhất thành Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy, Michael E. McCormick từ Học viện Hải quân Hoa Kỳ, David Evans từ Đại học Bristol, Michael French từ Đại học Lancaster, Nick Newman và Mai Cường Trung từ MIT .Phát minh năm 1974 của Stephen Salter được biết đến là vịt của Salter hoặc ” vịt gật đầu “, mặc dầu nó được chính thức gọi là Vịt Edinburgh. Trong những thử nghiệm có quy mô nhỏ, khung hình giống như cam cong của Duck hoàn toàn có thể ngăn ngừa 90 % hoạt động của sóng và hoàn toàn có thể quy đổi 90 % số đó thành điện cho hiệu suất 81 %. [ 18 ]Trong những năm 1980, khi giá dầu giảm, kinh phí đầu tư năng lượng sóng giảm mạnh. Tuy nhiên, một vài nguyên mẫu thế hệ tiên phong đã được thử nghiệm trên biển. Gần đây hơn, sau yếu tố đổi khác khí hậu, một lần nữa sự chăm sóc ngày càng tăng trên toàn quốc tế về năng lượng tái tạo, gồm có năng lượng sóng. [ 19 ] Cơ sở thử nghiệm năng lượng biển tiên phong trên quốc tế được xây dựng vào năm 2003 để khởi đầu tăng trưởng ngành công nghiệp năng lượng sóng và thủy triều ở Anh. Có trụ sở tại Orkney, Scotland, European Marine Energy Centre ( EMEC ) đã tương hỗ việc tiến hành nhiều thiết bị năng lượng sóng và thủy triều hơn bất kể website nào khác trên quốc tế. EMEC cung ứng nhiều khu vực thử nghiệm trong điều kiện kèm theo biển thực. Trang web kiểm tra sóng được nối lưới của nó nằm ở Billia Croo, ở rìa phía tây của đại lục Orkney, và chịu hàng loạt lực lượng của Đại Tây Dương với biển cao tới 19 mét được ghi lại tại khu vực này. Các nhà tăng trưởng năng lượng sóng hiện đang thử nghiệm tại TT gồm có Aquamarine Power, Pelamis Wave Power Lưu trữ năm trước – 01-06 tại Wayback Machine, ScottishPower Renewables và Wello. [ 20 ]

Công nghệ tân tiến[sửa|sửa mã nguồn]

Các thiết bị công suất sóng thường được phân loại theo phương pháp được sử dụng để nắm bắt năng lượng của sóng, bằng vị trí và bằng hệ thống tăng năng lượng. Địa điểm là bờ biển, gần bờ và ngoài khơi. Các loại mất điện bao gồm: ram thủy lực, bơm ống đàn hồi, bơm-to-shore, tuabin thủy điện, tuabin khí,[21] và máy phát điện tuyến tính. Khi đánh giá năng lượng sóng như một loại công nghệ, điều quan trọng là phải phân biệt giữa bốn phương pháp phổ biến nhất: phao hấp thụ điểm, bộ suy hao bề mặt, cột nước dao động và thiết bị tràn.

khái niệm năng lượng sóng chung : 1. Bộ lôi cuốn điểm, 2. Bộ suy hao, 3. Bộ giao động sóng giao động, 4. Cột giao động, 5. Thiết bị Overtopping, 6. Chênh lệch áp suất ngập nước

Phao hấp thụ điểm[sửa|sửa mã nguồn]

Thiết bị này nổi trên mặt phẳng nước, được giữ bằng dây cáp nối với đáy biển. Các phao sử dụng sự tăng và giảm của những phiến để tạo ra điện theo nhiều cách khác nhau gồm có trực tiếp trải qua máy tạo tuyến tính, [ 22 ] hoặc trải qua máy phát điện được tinh chỉnh và điều khiển bởi bộ chuyển đổi tuyến tính-quay-tơ [ 23 ] hoặc máy bơm thủy lực. [ 24 ] EMF được tạo ra bằng cáp truyền dẫn điện và âm thanh của những thiết bị này hoàn toàn có thể là mối chăm sóc so với sinh vật biển. Sự hiện hữu của phao hoàn toàn có thể tác động ảnh hưởng đến cá, động vật hoang dã có vú biển và chim là rủi ro tiềm ẩn va chạm nhỏ tiềm ẩn và những khu vực trú ẩn. Tiềm năng cũng sống sót cho sự vướng víu trong những dòng neo đậu. Năng lượng vô hiệu khỏi sóng cũng hoàn toàn có thể tác động ảnh hưởng đến bờ biển, dẫn đến một khuyến nghị rằng những website vẫn còn một khoảng cách đáng kể từ bờ biển. [ 25 ]

Bộ suy giảm mặt phẳng[sửa|sửa mã nguồn]

Các thiết bị này hoạt động giải trí tựa như phao hấp thụ điểm, với nhiều phân đoạn nổi liên kết với nhau và được khuynh hướng vuông góc với sóng tới. Một hoạt động uốn cong được tạo ra bởi những phiến động đẩy những máy bơm thủy lực để tạo ra điện. Các hiệu ứng thiên nhiên và môi trường tương tự như như những phao hấp thụ điểm, với một mối chăm sóc thêm rằng những sinh vật hoàn toàn có thể bị chèn ép ở những khớp. [ 25 ]

Công cụ quy đổi sóng giao động[sửa|sửa mã nguồn]

Các thiết bị này thường có một đầu cố định và thắt chặt với cấu trúc hoặc đáy biển trong khi đầu kia được tự do chuyển dời. Năng lượng được tích lũy từ hoạt động tương đối của khung hình so với điểm cố định và thắt chặt. Các bộ chuyển đổi sóng giao động thường Open dưới dạng phao nổi, cánh tà hoặc màng. Các mối chăm sóc về thiên nhiên và môi trường gồm có rủi ro đáng tiếc va chạm nhỏ, rạn sinh vật biển tự tạo gần điểm cố định và thắt chặt, EMF tác động ảnh hưởng từ cáp ngầm, và vô hiệu năng lượng luân chuyển trầm tích. [ 25 ] Một số phong cách thiết kế này tích hợp phản xạ parabol như một phương tiện đi lại để tăng năng lượng sóng tại thời gian bắt giữ. Các mạng lưới hệ thống chụp này sử dụng hoạt động tăng và giảm của sóng để thu năng lượng. [ 26 ] Khi năng lượng sóng được bắt tại nguồn sóng, hiệu suất phải được chuyển đến điểm sử dụng hoặc liên kết với lưới điện bằng truyền tải điện cáp điện ngầm. [ 27 ]

Cột nước xê dịch[sửa|sửa mã nguồn]

Dao động Cột nước thiết bị hoàn toàn có thể được đặt trên bờ hoặc trong vùng biển sâu ngoài khơi. Với một buồng khí được tích hợp vào thiết bị, nở khí nén trong những buồng hút không khí trải qua một tuabin khí để tạo điện. [ 28 ] Tiếng ồn đáng kể được tạo ra khi không khí được đẩy qua những tuabin, có năng lực ảnh hưởng tác động đến chim và sinh vật biển khác trong vùng lân cận của thiết bị. Ngoài ra còn có mối chăm sóc về sinh vật biển bị mắc kẹt hoặc vướng vào những buồng khí. [ 25 ]

Thiết bị Overtopping[sửa|sửa mã nguồn]

Thiết bị chạy ngược là cấu trúc dài sử dụng tốc độ sóng để lấp đầy một hồ chứa với mực nước lớn hơn so với đại dương xung quanh. Năng lượng tiềm năng trong chiều cao hồ chứa sau đó được bắt với những tuabin đầu thấp. Các thiết bị hoàn toàn có thể ở trên bờ hoặc nổi ngoài khơi. Các thiết bị nổi sẽ có những lo lắng về môi trường tự nhiên về mạng lưới hệ thống neo đậu tác động ảnh hưởng đến [ sinh vật đáy sinh vật ], sinh vật trở nên vướng víu, hoặc những hiệu ứng EMF được tạo ra từ cáp ngầm. Ngoài ra còn có 1 số ít quan ngại về mức độ thấp của tiếng ồn tuabin và vô hiệu năng lượng sóng tác động ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên sống gần. [ 25 ]

Chênh lệch áp suất ngập[sửa|sửa mã nguồn]

Các bộ chuyển đổi dựa trên chênh lệch áp suất chìm là một công nghệ tiên tiến tương đối mới hơn [ 29 ] sử dụng màng dẻo ( thường được gia cố bằng cao su đặc ) để chiết năng lượng sóng. Những bộ chuyển đổi này sử dụng chênh lệch áp suất tại những vị trí khác nhau dưới sóng để tạo ra sự chênh lệch áp suất trong mạng lưới hệ thống chất lỏng cất cánh kín. Sự chênh lệch áp suất này thường được sử dụng để tạo ra dòng chảy, tinh chỉnh và điều khiển một tuabin và máy phát điện. Bộ biến áp chênh lệch áp suất chìm liên tục sử dụng màng linh động làm mặt phẳng thao tác giữa đại dương và mạng lưới hệ thống cất cánh điện. Màng mang lại lợi thế hơn những cấu trúc cứng ngắc của việc tuân thủ và khối lượng thấp, hoàn toàn có thể tạo ra sự ghép nối trực tiếp hơn với năng lượng của sóng. Bản chất thích hợp của chúng cũng được cho phép đổi khác lớn hình học của mặt phẳng thao tác, hoàn toàn có thể được sử dụng để kiểm soát và điều chỉnh phản ứng của bộ chuyển đổi cho những điều kiện kèm theo sóng đơn cử và để bảo vệ nó khỏi tải quá nhiều trong điều kiện kèm theo khắc nghiệt .Một bộ chuyển đổi ngập nước hoàn toàn có thể được đặt ở trên đáy biển hoặc ở giữa. Trong cả hai trường hợp, bộ chuyển đổi được bảo vệ khỏi tải trọng va đập nước hoàn toàn có thể xảy ra tại mặt phẳng tự do. Tải sóng cũng giảm trong tỷ suất [ [ phi tuyến tính ] phi tuyến tính ] với khoảng cách bên dưới mặt phẳng tự do. Điều này có nghĩa là bằng cách tối ưu hóa độ sâu ngập nước cho một bộ chuyển đổi như vậy, hoàn toàn có thể tìm thấy một sự thỏa hiệp giữa việc bảo vệ khỏi tải trọng cực lớn và năng lực tiếp cận với năng lượng sóng. Các WEC ngập nước cũng có năng lực làm giảm ảnh hưởng tác động so với tiện lợi và điều hướng biển, vì chúng không ở trên mặt phẳng. Ví dụ về những bộ chuyển đổi áp suất chênh lệch ngập nước gồm có M3 Wave, mWave của Bombora Wave Power, và CalWave .

Ảnh hưởng thiên nhiên và môi trường[sửa|sửa mã nguồn]

Các yếu tố thiên nhiên và môi trường chung tương quan đến những tăng trưởng năng lượng biển gồm có :
Cơ sở tài liệu Tethys cung ứng quyền truy vấn vào tài liệu khoa học và thông tin chung về những ảnh hưởng tác động thiên nhiên và môi trường tiềm năng của năng lượng sóng. [ 30 ]
Nguồn năng lượng sóng bờ biển trên toàn quốc tế đã được ước tính lớn hơn 2 TW. [ 31 ] Các khu vực có tiềm năng sóng lớn nhất gồm có bờ biển phía tây châu Âu, bờ biển phía bắc của Vương quốc Anh và bờ biển Thái Bình Dương của Bắc và Nam Mỹ, Nam Phi, Úc và New Zealand. Phía bắc và phía nam khu vực ôn đới có những khu vực tốt nhất để chụp sóng điện. Westerlies phổ cập ở những khu vực này mạnh nhất vào mùa đông .
Bản đồ nguồn năng lượng sóng quốc tế
Có một ảnh hưởng tác động tiềm tàng so với thiên nhiên và môi trường biển. Ví dụ, ô nhiễm tiếng ồn hoàn toàn có thể có ảnh hưởng tác động xấu đi nếu không được giám sát, mặc dầu tiếng ồn và tác động ảnh hưởng rõ ràng của từng phong cách thiết kế hoàn toàn có thể đổi khác rất nhiều. [ 6 ] Các ảnh hưởng tác động sinh lý khác ( thực vật và động vật hoang dã, chính sách trầm tích và cấu trúc cột nước dòng chảy ) của việc lan rộng ra quy mô công nghệ tiên tiến đang được điều tra và nghiên cứu. [ 32 ] Về thử thách kinh tế tài chính xã hội, những trang trại sóng hoàn toàn có thể dẫn đến việc chuyển ngư dân thương mại và vui chơi từ ngư trường thời vụ sản xuất, hoàn toàn có thể đổi khác quy mô nuôi dưỡng cát bờ biển và hoàn toàn có thể đại diện thay mặt cho mối nguy hại. [ 33 ] Sóng tạo ra khoảng chừng 2.700 gigawatt điện. Trong số 2.700 gigawatts này, chỉ có khoảng chừng 500 gigawatt hoàn toàn có thể được bắt bằng công nghệ tiên tiến hiện tại. [ 26 ]

Trang trại sóng[sửa|sửa mã nguồn]

Bồ Đào Nha[sửa|sửa mã nguồn]

• Aguçadoura Wave Farm là trang trại sóng đầu tiên trên thế giới. Nó nằm ở 5 km (3 mi) ngoài khơi gần Póvoa de Varzim, phía bắc Porto, Bồ Đào Nha. Trang trại được thiết kế để sử dụng ba bộ chuyển đổi năng lượng sóng Pelamis để chuyển đổi chuyển động của sóng sóng mặt biển thành điện, tổng cộng 2,25 MW[34] và được chính thức khai trương vào ngày 23 tháng 9 năm 2008 bởi Bộ trưởng Kinh tế Bồ Đào Nha.[35][36] Trang trại sóng đã bị đóng cửa hai tháng sau khi chính thức khai trương vào tháng 11 năm 2008 do sự sụp đổ tài chính của Babcock & Brown do khủng hoảng kinh tế toàn cầu. Các máy này đã ở ngoài hiện trường do các vấn đề kỹ thuật, và mặc dù đã giải quyết chưa quay trở lại trang web và sau đó đã bị loại bỏ vào năm 2011 khi công nghệ đã chuyển sang phiên bản P2 như được cung cấp cho E.ON và Scottish Renewables.[37] Giai đoạn hai của dự án đã lên kế hoạch tăng công suất lắp đặt lên 21 MW sử dụng thêm 25 máy Pelamis [38] là nghi ngờ sau sự sụp đổ tài chính của Babcock.

Vương quốc Anh[sửa|sửa mã nguồn]

• Tài trợ cho một trang trại sóng 3 MW tại Scotland đã được công bố vào ngày 20 tháng 2 năm 2007, bởi Scottish Executive, với chi phí hơn 4 triệu đô la pounds, như một phần của gói tài trợ trị giá 13 triệu bảng cho năng lượng biển ở Scotland. Máy đầu tiên được ra mắt vào tháng 5 năm 2010.[39]
• Một cơ sở được gọi là Wave hub đã được xây dựng ngoài khơi bờ biển phía bắc Cornwall, Anh, để tạo điều kiện phát triển năng lượng sóng. Trung tâm Wave sẽ hoạt động như một cáp mở rộng khổng lồ, cho phép các mảng thiết bị tạo năng lượng sóng được kết nối với lưới điện. Trung tâm sóng ban đầu sẽ cho phép 20 MW dung lượng được kết nối, với khả năng mở rộng tới 40 MW. Bốn nhà sản xuất thiết bị cho đến nay đã thể hiện sự quan tâm đến việc kết nối với trung tâm Wave.[40][41] Các nhà khoa học đã tính toán rằng năng lượng sóng thu được tại Wave Hub sẽ đủ để cung cấp năng lượng lên tới 7.500 hộ gia đình. Trang web này có tiềm năng tiết kiệm lượng khí thải nhà kính khoảng 300.000 tấn carbon dioxide trong 25 năm tới.[42]
• Một nghiên cứu năm 2017 của Đại học Strathclyde và Imperial College tập trung vào việc không phát triển các thiết bị năng lượng sóng “sẵn sàng thị trường” – mặc dù chính phủ Anh đã đẩy hơn 200 triệu bảng trong 15 năm trước – và cách để nâng cao hiệu quả hỗ trợ của chính phủ trong tương lai.[43]

• Reedsport, Oregon – một công viên làn sóng thương mại trên bờ biển phía tây của Hoa Kỳ nằm 2,5 dặm ngoài khơi gần Reedsport, Oregon. Giai đoạn đầu tiên của dự án này là cho mười PB150 PowerBuoy s, hoặc 1,5 megawatt.[52][53] Trang trại sóng Reedsport được lên kế hoạch lắp đặt vào mùa xuân năm 2013.[54] Trong năm 2013, dự án đã dừng lại vì các vấn đề pháp lý và kỹ thuật.[55]
• Vịnh Kaneohe Oahu, Hawaii – Địa điểm kiểm tra năng lượng sóng của Hải quân (WETS) hiện đang kiểm tra thiết bị điện sóng Azura [56] Thiết bị nguồn sóng Azura là bộ chuyển đổi năng lượng sóng 45 tấn nằm ở độ sâu 30 mét (98 ft) trong Vịnh Kaneohe.[57]

Sóng điện tại Hoa Kỳ đang được tăng trưởng ở một số ít khu vực ngoài khơi bờ biển phía đông và phía tây cũng như Hawaii. Nó đã vượt ra ngoài quá trình điều tra và nghiên cứu và những setup chính được lên kế hoạch để đi vào hoạt động giải trí trong vòng vài năm tới. Việc sử dụng của nó update đã được cho những trường hợp mà những hình thức sản xuất năng lượng khác là không khả thi về mặt kinh tế tài chính và như vậy, sản lượng điện lúc bấy giờ là nhã nhặn .Theo quản trị Hiệp hội Thương mại Đại dương Năng lượng tái tạo liên minh, ” Tổng tiềm năng ngoài khơi bờ biển của Hoa Kỳ là 252 triệu megawatt giờ một năm. ” [ 58 ] Mặc dù không có những dự án Bất Động Sản lớn lúc bấy giờ, đã có sự góp vốn đầu tư đáng kể vào một phần của những công ty công ích và quỹ liên bang để triển khai và năng lực kinh tế tài chính của hai TT năng lượng sóng mới tính đến ngày 30 tháng 9 năm 2008 .Ngày 18 tháng 12 năm 2007, Công ty Điện khí Thái Bình Dương, công ty tiện ích vương quốc lớn nhất, đã công bố thỏa thuận hợp tác thương mại để mua điện được tạo ra bởi năng lượng sóng. Quyết định này đã được triển khai một phần để cạnh tranh đối đầu trong thị trường năng lượng điện công cộng ở bang California dưới những hạn chế khắt khe năng lượng tái tạo. Hiện nay, luật tiểu bang California nhu yếu những tiện ích công cộng phải tạo ra 20 % điện năng từ những nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió, mặt trời và sóng vào năm 2010. Sau cuộc bầu cử tổng quát ngày 4 tháng 11 năm 2008, luật này hoàn toàn có thể biến hóa luật khắt khe hơn, pháp luật rằng những tiện ích công cộng sẽ được nhu yếu tăng tỷ suất điện từ nguồn tái tạo nên 20 % vào năm 2010, 40 % vào năm 2020 và 50 % vào năm 2025. [ 59 ]Liên bang, theo Đạo luật điều tra và nghiên cứu và tăng trưởng năng lượng tái tạo biển năm 2007, Hoa Kỳ đã cam kết hỗ trợ vốn 200 triệu đô la liên bang cho công nghệ tiên tiến năng lượng sóng được phân chia từ năm 2008 đến năm 2012. [ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ] ( DOE ) hiện tại chịu nghĩa vụ và trách nhiệm phân chia 50 triệu USD mỗi năm kinh tế tài chính cho việc điều tra và nghiên cứu, tăng trưởng, trình diễn và ứng dụng thương mại năng lượng đại dương. [ 60 ] Trong năm 2008, năm tiên phong phân chia liên bang về năng lượng sóng, có tổng số mười bốn người nhận. Những người nhận đáng quan tâm nhất trong năm nay gồm có Đại học Bang Oregon và Đại học Hawaii. Đại học bang Oregon hợp tác với Đại học Washington, sẽ tiến hành sự tăng trưởng của Trung tâm năng lượng tái tạo biển vương quốc Tây Bắc về năng lượng sóng và thủy triều. Người nhận thứ hai, Đại học Hawaii sẽ tăng trưởng và triển khai Trung tâm Năng lượng tái tạo vương quốc ở Hawaii. [ 61 ]Grays Harbor Ocean Energy Company của Seattle đã nộp đơn cho Federal Energy Regulatory Commission cho phép khai thác năng lượng từ sóng ngoài khơi bờ biển California, Hawaii, Massachusetts, New Jersey, Thành Phố New York và Rhode Island. Dự án trị giá 28 tỷ đô la sẽ là dự án Bất Động Sản năng lượng tái tạo lớn nhất trong cả nước. [ 62 ]Vào năm 2012, Ocean Power Technologies ( O.P.T. ), có trụ sở tại Pennington, New Jersey có tương quan đến những dự án Bất Động Sản sóng sau tại Hoa Kỳ :

• ‘Tự động LEAP PowerBuoy, New Jersey’ – O.P.T. đã vận hành thành công một PowerBuoy® độc lập ngoài khơi New Jersey, được thiết kế và sản xuất bởi O.P.T. theo chương trình PowerBuoy (LEAP) của Hải quân Hoa Kỳ của Hải quân Hoa Kỳ để giám sát an ninh và hàng hải ven biển.
• ‘Vịnh Coos, Oregon’ – O.P.T. đang đề xuất phát triển một công viên sóng thương mại quy mô, tiện ích ở Bắc Mỹ tại Vịnh Coos, Oregon. Kích thước quy hoạch của công viên này lên đến 100 MW, và nó sẽ là dự án năng lượng sóng lớn nhất trên thế giới khi nó được hoàn thành
• ‘Reedsport, Oregon’ – O.P.T. đang phát triển một công viên làn sóng thương mại trên bờ biển phía tây của Hoa Kỳ nằm 2,5 dặm ngoài khơi gần Reedsport, Oregon. Giai đoạn đầu tiên của dự án này là cho mười PB150 PowerBuoy s, hoặc 1,5 megawatt.[53] Trang trại sóng Reedsport hiện đang được lên lịch để lắp đặt vào mùa xuân năm 2013.[54]
• ‘Oahu, Hawaii’ – Từ năm 2009 đến năm 2011, O.P.T. đại dương kiểm tra PowerBuoy của nó tại Cơ sở Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ Hawaii (MCBH) tại Vịnh Kaneohe. Oahu PowerBuoy đã được đưa ra theo chương trình của Công ty với Hải quân Hoa Kỳ để thử nghiệm đại dương và trình diễn PowerBuoys, bao gồm cả kết nối với lưới Oahu.
• ‘Atlantic City, New Jersey’ – Dự án nguyên mẫu, trong đó các nguyên tắc được chứng minh với nguyên mẫu PB40 PowerBuoy được triển khai và thử nghiệm ngoài khơi bờ biển Đại Tây Dương được tích hợp vào thiết kế của phao cho Hawaii, Tây Ban Nha và PB150 PowerBuoys.

1. ^ P. = 1 16 ρ g H m 0 2 c g, { \ displaystyle P = { \ tfrac { 1 } { 16 } } \ rho gH_ { m0 } ^ { 2 } c_ { g }, }c g { \ displaystyle c_ { g } }Herbich, John B. (2000). Handbook of coastal engineering. McGraw-Hill Professional. tr. A.117, Eq. (12). ISBN 978-0-07-134402-9. The group velocity is c g = g 4 π T { \ displaystyle c_ { g } = { \ tfrac { g } { 4 \ pi } } T }Properties of gravity waves on the surface of deep water, shallow water and at intermediate depth, according to linear wave theory“in the section”Wave energy and wave energy flux” below.The energy flux iswiththe group velocity, seeThe group velocity is, see the collapsed table ” ” in the section ” ” below .
2. ^ 1 ⁄ 16, as opposed to 1 ⁄ 8 for periodic waves – as explained hereafter. For a small-amplitude sinusoidal wave η = a cos 2 π ( x λ − t T ) { \ displaystyle \ scriptstyle \ eta = a \, \ cos \, 2 \ pi \ left ( { \ frac { x } { \ lambda } } – { \ frac { t } { T } } \ right ) }a, { \ displaystyle \ scriptstyle a, \, }E = 1 2 ρ g a 2, { \ displaystyle \ scriptstyle E = { \ frac { 1 } { 2 } } \ rho ga ^ { 2 }, }E = 1 8 ρ g H 2 { \ displaystyle \ scriptstyle E = { \ frac { 1 } { 8 } } \ rho gH ^ { 2 } }H = 2 a { \ displaystyle \ scriptstyle H \, = \, 2 \, a \, }m 0 = σ η 2 = ( η − η ¯ ) 2 ¯ = 1 2 a 2, { \ displaystyle \ scriptstyle m_ { 0 } = \ sigma _ { \ eta } ^ { 2 } = { \ overline { ( \ eta – { \ bar { \ eta } } ) ^ { 2 } } } = { \ frac { 1 } { 2 } } a ^ { 2 }, }E = ρ g m 0 { \ displaystyle \ scriptstyle E = \ rho gm_ { 0 } \, }m 0 { \ displaystyle \ scriptstyle m_ { 0 } \, }defined as H m 0 = 4 m 0 { \ displaystyle \ scriptstyle H_ { m0 } = 4 { \ sqrt { m_ { 0 } } } }1 ⁄ 16 in the wave energy density per unit horizontal area.
   Here, the factor for random waves is, as opposed tofor periodic waves – as explained hereafter. For a small-amplitude sinusoidal wavewith wave amplitudethe wave energy density per unit horizontal area isorusing the wave heightfor sinusoidal waves. In terms of the variance of the surface elevationthe energy density is. Turning to random waves, the last formulation of the wave energy equation in terms ofis also valid ( Holthuijsen, 2007, p. 40 ), due to Parseval’s theorem. Further, the significant wave height isas, leading to the factorin the wave energy density per unit horizontal area .
3. ^

   Để xác định vận tốc nhóm, tần số góc ω được xem là một hàm của số sóng k, hoặc tương tự, chu kỳ T là một hàm của bước sóng λ.

   Xem thêm: [Bảng giá] Điện mặt trời, giá cập nhật 2022, DAT Solar

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://vh2.com.vn
Category: Năng Lượng