El movimiento de los mares y océanos es una de las fuentes más poderosas de energía alternativa disponible. Junto con los flujos y los reflujos, las olas y las corrientes han estimulado las mentes de los ingenieros de energía durante muchos años y les han hecho buscar formas de utilizar eficazmente este recurso natural inagotable.
Energía de las olas
La fuerza de las olas en la superficie de los mares y océanos, como cualquier otra energía, se puede utilizar para un trabajo útil, incluso para garantizar el funcionamiento de las centrales eléctricas. Según los expertos, las olas de los océanos pueden satisfacer el 20% de las necesidades energéticas de la humanidad. Para ser justos, vale la pena señalar que la energía de las mareas se está desarrollando en mayor medida.
Sin embargo, la energía de las olas parece a los investigadores una dirección no menos seria de energía alternativa. Según las estimaciones más atrevidas, las olas generan alrededor de 2 TW de energía, que es el doble del volumen total de producción de energía en el mundo de hoy. El atractivo de usar olas radica principalmente en su alta potencia específica, que en su nivel excede el rendimiento de la energía solar y eólica. Bajo condiciones de una altura de ola de diez metros, la potencia específica alcanza los 2 MW por metro lineal.
Técnicamente, el uso de la energía de las olas solo es posible en zonas costeras, donde la potencia es de un máximo de 75 - 80 kW por metro, y la altura promedio de las olas es de hasta dos metros. Sin embargo, este nivel se observa en la mayoría de los océanos en condiciones de clima tranquilo. El indicador promedio de la potencia específica de las olas en el hemisferio norte está dentro de los 25 kW por metro. Las regiones más potencialmente aptas para lanzar plantas de energía de olas son los territorios con una costa larga y la presencia de fuertes vientos estables. Estas áreas incluyen la costa oeste europea, el norte británico, las costas del Pacífico en las Américas, Nueva Zelanda y Australia, así como Sudáfrica.
Principios de funcionamiento de estaciones de olas
La energía se genera a partir de las olas oceánicas mediante plantas de energía de olas especiales que se encuentran en áreas de agua. Además de generar electricidad, utilizando equipos adicionales, las estaciones de olas pueden realizar otro trabajo útil, incluida la generación de calor, agua dulce, oxígeno, hidrógeno y otros productos químicos a partir del agua de mar mediante procesos de electrólisis, así como la producción de aire comprimido.
El trabajo de las estaciones se lleva a cabo gracias a la influencia de las olas en sus cuerpos de trabajo, que pueden ser, dependiendo del proyecto específico, flotadores, álabes de turbina, péndulos, tuberías, pastillas de olas o pastillas de olas. El movimiento de las olas se transforma finalmente en la rotación de los generadores con la ayuda de convertidores de potencia: turbinas de aire e hidráulicas, transmisiones de cadenas y engranajes o ruedas de agua. La energía mecánica obtenida como resultado de la acción de las olas se convierte en energía eléctrica, luego de lo cual se transporta a los consumidores a través de un cable marino en la costa.
Las ondas se pueden utilizar para generar energía en estaciones que funcionan según el principio de un "cuerpo oscilante". Los cuerpos de trabajo de las estaciones son boyas, cuyas secciones se combinan en un convertidor. Se instalan pistones hidráulicos entre las secciones, que, bajo la influencia de las ondas verticales, hacen girar el generador a través de motores especiales. La transformación se aplica no solo a la energía de las oscilaciones de las olas, sino que también cambia su perfil cuando se utiliza el principio de "balanceo de superficie". A medida que se instalan los flotadores de los cuerpos de trabajo. En los diseños de estaciones como "Duck Soller" se montan varias docenas de flotadores en un eje común. Los tipos de "balsa de gallo" y "serpiente de mar" prevén la instalación de secciones de flotadores que se articulan y se doblan bajo la influencia de las olas.
Existen tipos de estaciones como la "columna de agua oscilante" y la "columna de agua pulsante". En estas estaciones, el agua bajo la influencia de las oscilaciones de las olas ingresa a las cámaras con aire. En el proceso de pasar a través de las cámaras, el agua crea un exceso de presión de aire, empujándolo hacia afuera. El aire, a su vez, hace girar la turbina. Como solución, el movimiento no es el aire, sino el agua misma, que se mueve a lo largo de la cámara. En Japón, en la estación de Kaimei, construida según el proyecto de columna de agua, en 1980 se llevaron a cabo pruebas de eficiencia de trabajo, durante las cuales quedó claro que las estructuras de este tipo tienen una baja eficiencia, que no supera el 25%.
Otro principio, un atolón artificial, consiste en colocar una estructura de hormigón en el área del agua con una extensa superficie inclinada para olas ondulantes. En el medio de dicha superficie a una altura sobre el nivel del mar, se organiza una piscina acumulativa, cuando entra en ella, el agua hace girar las palas de la turbina.
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