海洋波と再生可能エネルギー:次のエンジニアリングのフロンティア

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再生可能エネルギーは活気があり、急成長している産業です。あまり知られていない再生可能エネルギーの手段の1つに、海洋の自然の潮汐からエネルギーを活用する海洋波力発電があります。海の力を活用することは困難な場合があり、科学者たちは責任を持って効果的に活用するために、今も多くの設計の修正とテストを続けています。彼らの目標は、商業化の準備が整った、環境に優しく、信頼性が高く、安全なソリューションを見つけることです。

ここでは、水中流タービンから波力エネルギー収集設計の迷路まで、いくつかの有望な海洋波力エネルギー収集設計を検討します。

海洋波力エネルギーの採取

波力エネルギーは、世界中の沿岸地域において信頼性が高く、一貫性があり、比較的予測可能です。エネルギー密度は太陽エネルギーの5倍、風力エネルギーの10倍であり、非常に効率的な電力源となります。米国では、海洋エネルギーだけで国のエネルギー需要の最大3% を賄うことができます。 

ダニエル・ペトコヴィッチ氏は、波力エネルギー技術を専門とする企業、CorPower Oceanのプログラム マネージャーです。彼は、波力エネルギーの潜在能力は、現在世界に設置されている原子力発電容量の約4倍であると考えている。

歴史的に、波力エネルギーの研究では、船舶や恒久的な構造物を保護するため、エネルギー吸収を軽減することを目指してきました。したがって、波力エネルギー収集技術の主な課題の1つは、戦略的思考を逆転させることです。目標は、波エネルギーを回避するのではなく、波エネルギーを収集できる構造と装置を作成することです。

再生可能エネルギー源としての潮力エネルギー

潮力発電所は、変化する海の潮流を利用する戦略的に配置されたダムです。これらの発電所は、発電タービンを横切って水が流れる勾配を作り出します。そのためには、湾や河口の狭い入江など、簡単に隔離できる潮汐水域に各植物を正確に配置する必要があります。世界中でいくつかの潮力発電所が商業的に導入されています。世界最大の韓国の始華湖潮力発電所は、254MWの発電能力を持っています。残念なことに、大規模な潮力発電所は、川や小川をダムで堰き止めるのと同等の重大な生態系への影響を伴います。

海洋エネルギー採取のための水中発電タービン

風力タービンと同様に、水中タービンは流れ(この場合は海流)を利用してモーターを回転させ、受動的に電気を生成します。SIMEC Atlantisのような企業は、約1.5MWの電力を生産できる水中タービンをテストしました。

水の密度は空気よりも高いため、同じ大きさの水力タービンは水力タービンよりも大幅に小さくなります。しかし、ここでも、地理的条件により、これらのタービンの設置場所と実装は制限されます。効果的に機能させるには、水中タービンは流れが速い高流量エリアに設置する必要があります。

ワンダーブイとCorPower Ocean

CorPower Oceanは2016年に特集され注目を集めました。 有線 同社は同誌で波力エネルギー収集装置を展示した。現在CorPower C3と呼ばれているこの装置は、ブイ型の波力エネルギー変換器です。これは、海洋の振動と制御可能な同調共振増幅装置を使用して、波の周期の範囲にわたって高効率の発電が可能な直線運動装置を駆動します。ほとんどの波力発電装置は1 ~ 1.5 MWh/トンの構造効率を達成しますが、C3は理論的にはその5倍の効率を生み出すことができます。

海洋波力エネルギーと未来

海洋エネルギーの信頼性と一貫性は、将来の再生可能エネルギーの研究と実装にとって望ましいエネルギー源となります。今日、海洋エネルギーの採取は、 開発段階(および収益性) 1980年代の風力発電と同様に、現在は非常にコストがかかり、導入もほとんど行われていません。しかし、拡張可能で、効率的で、生産的で、環境に優しい海洋エネルギー収集ソリューションを設計するための競争が進行中です。研究開発が成功すれば、この技術はすぐに世界規模で導入され、あなたの近くの沿岸の町にクリーンで再生可能なエネルギーを提供することになるでしょう。

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