de oceanen en zeeën van de wereld zijn uitstekende bronnen van hernieuwbare energie vanwege het vermogen dat de golf-en getijdenbewegingen bevatten. Het benutten van de kinetische energie van golfbewegingen en getijdenstromen en het gebruik ervan voor de opwekking van elektriciteit zal bijdragen tot het vergroten van de levering van fossiele brandstoffen en andere hernieuwbare energiebronnen.
de aanleg van infrastructuur voor getijdenenergie verloopt echter minder snel dan die voor andere hernieuwbare bronnen zoals windparken en waterkrachtcentrales. Een van de redenen voor de vertraagde invoering van technologie is de kosten die gepaard gaan met het opvangen van getijdenenergie.
de kosten voor onderzeese uitrusting en gebouwen voor een getijdenproject vereisen aanzienlijk kapitaal, waardoor de technologie een kostbare aangelegenheid is. Toch zal de investering op lange termijn zeker vruchten afwerpen, vooral omdat de wereld zoveel mogelijk alternatieve energiebronnen nodig heeft.
Wat is getijdenenergie?
getijdenenergie wordt gecreëerd door de beweging van oceaangetijden en stromingen. De opkomst en ondergang van het water, ook wel getijdenstroom genoemd, is een vorm van kinetische energie die gebruikt kan worden om elektriciteit op te wekken. Maar eerst moet die energie worden opgevangen. Terwijl windturbines windenergie en zonnepanelen absorberen de energie van de zon, zijn getijdenturbines instrumenteel in het oogsten van de energie in de getijden en stromingen.
hoe verkrijgt u getijdenenergie
het benutten van de kracht van de getijden gebeurt via verschillende methoden.Getijdenturbines
Getijdenturbines
Getijdenturbines werken als windturbines, behalve dat ze onder het wateroppervlak werken terwijl hun windturbines erboven werken. De bewegende lucht draait windturbines terwijl oceaanstromingen de bladen van getijdenturbines draaien. De turbines zijn bevestigd aan de zeebodem en profiteren van de sterke getijdenstroom in het gebied.
de kracht van de stroom duwt de turbinebladen, die vervolgens een rotor laten draaien die verbonden is met een getijdengenerator. Het vermogen van de getijdengeneratoren wordt dan gebruikt voor de opwekking van elektriciteit.
omdat water 800 keer dichter is dan lucht, zijn getijdenrotoren kleiner dan die van windturbines. Als zodanig kunnen ze veel dichter bij elkaar worden geplaatst, wat betekent dat ze minder ruimte innemen.
Getijdestuwingen
een getijdestuwingen is een structuur die lijkt op een dam. Het wordt meestal geà nstalleerd bij getijdeninlaten of lagunes die een getijdenbereik van meer dan 5 meter ervaren. Het bestaat meestal uit sluisdeuren, turbines, dammen en sluizen.
sluisdeuren in een getijdenbarrage controle waterpeil en snelheid debiet. Ze laten het water bij hoogwater binnenkomen en bij laagwater naar buiten stromen door getijdenturbines aan de onderkant van de structuur.
een getijdenkrachtsysteem dat gebruik maakt van barrages genereert elektriciteit volgens dezelfde principes die in waterkrachtcentrales worden toegepast, behalve dat de getijdenstromingen in beide richtingen stromen in plaats van zich vanuit een hooggelegen gebied te verplaatsen.
Getijdenhek
een getijdenhek combineert de kenmerken van een getijdenbarrage en een getijdenturbine. Terwijl getijdenturbines individueel op de zeebodem worden geïnstalleerd, vormen getijdenhek een reeks gekoppelde verticale asturbines op de oceaanbodem.
vanwege de zwaartekracht van de maan, eb en stroming van de getijden en de beweging van het water produceert een aanzienlijke hoeveelheid energie. Getijde hekken vangen deze energie op. Net als bij getijdenstranden genereert de kracht van de getijdenstromingen die door de turbinebladen bewegen elektriciteit. Maar in tegenstelling tot een getijdenbarrage die de waterstroom blokkeert, laten getijdenhekken het water door.
kosten van getijdenenergie
verschillende factoren bepalen de bouw-en onderhoudskosten van elk project, met name die met uitgebreide infrastructuur. Voor getijdenenergie zal de toestand en locatie van de getijdencentrale of getijdencentrale van invloed zijn op de aanloopkosten voor de bouw van de faciliteiten die getijdenenergie zullen benutten.
over het algemeen zijn getijdenturbines kapitaalintensiever dan die welke worden gebruikt voor offshore windprojecten, en een getijdencentrale is een van de duurste hernieuwbare installaties. De hoge kapitaaluitgaven komen voornamelijk voort uit de ingewikkelde en uitgebreide technische werkzaamheden die nodig zijn om de elektriciteitscentrale te bouwen, te installeren en aan te sluiten op het elektriciteitsnet.
omdat het een relatief nieuwe technologie betreft, zijn er beperkte gegevens waaruit definitieve cijfers over de kosten kunnen worden getrokken. Het onderzoeken van verschillende bestaande getijdenenergie-projecten heeft bijgedragen tot financiële begeleiding met betrekking tot de upfront-en onderhoudskosten van getijdenenergie.
om voldoende energie op te wekken om de investering lonend te maken, kost de installatie van getijdenenergie in gebieden als Canada ongeveer $0,66 Canadese per kWh. Daarentegen kost het ongeveer $0,2-0,3 per kWh om turbines te bouwen voor offshore windprojecten.
over het algemeen kost de opwekking van elektriciteit voor getijdenenergie gewoonlijk twee tot negen keer meer dan de gemiddelde piekprijs voor windenergie.
Getijdencentrales in de wereld
om beter te begrijpen of getijdenenergie de investering waard is, nemen we een kijkje bij enkele van de grootste getijdencentrales ter wereld.
Sihwa getijdencentrale (Zuid-Korea)
deze getijdencentrale is de meest uitgebreide en dure getijdenenergie-installatie ter wereld, met een geïnstalleerde capaciteit van 254MW. Gebouwd in 2011, het vereist een kapitaal van $ 298 miljoen.
bestaande uit 10 generatoren, verandert het getijdenvermogen in elektriciteit van meer dan 550 GW per jaar met behulp van ondergedompelde bolturbines. Uit een analyse van de bouwkosten en de opgewekte capaciteit blijkt dat de Sihwa-getijdencentrale 117 dollar per kWh kost om te installeren. Ondertussen betalen consumenten $ 0.02 per kWh voor de elektriciteit die het produceert. Deze getijdencentrale, gelegen aan de monding van de rivier de Rance in Bretagne, is in 1966 in gebruik genomen en is daarmee de oudste getijdencentrale ter wereld. Het is ook het op een na grootste getijdenproject ter wereld.
ten tijde van de bouw had de elektriciteitscentrale een kapitaalinvestering van 115 miljoen dollar nodig. Het aanpassen van het genoemde bedrag voor inflatie, de kosten van getijdenenergie van deze centrale in de afgelopen tijd is $ 382 per kWh, en de elektriciteit die het genereert varieert tussen $0,04 tot $0,12 per kWh. Annapolis Royal Generating Station (Canada)
dit getijdenenergiestation ligt in de Baai van Fundy in Nova Scotia, Canada en is de op twee na grootste ter wereld. De bouw begon in 1980 en de energiecentrale begon in 1984.
tijdens de exploitatie van de fabriek bedroeg de piekcapaciteit 50 gigawattuur per jaar. Dat is genoeg elektriciteit voor 4.500 huizen.
de centrale werd in 2019 ontmanteld wegens een storing in de apparatuur. Jiangxia getijdencentrale (China)
Dit is de grootste getijdencentrale in China en de eerste in Azië. Het project begon in 1974 en de eerste turbine werd in 1980 in gebruik genomen, met een piekcapaciteit van 500 W.
door de toevoeging van meer turbines in de loop der jaren toegevoegd aan de capaciteit van de getijdencentrale, die nu 6,5 GWh per jaar bedraagt. Kislaya Guba getijdenenergie (Rusland)
de getijdencentrale van Kislaya Giba werd gebouwd in 1968 en had een initiële capaciteit van slechts ongeveer 0,4 MW. Het werd gesloten voor een decennium, en bij heropening in 2004, nieuwe apparatuur en technologische vooruitgang leidde tot een toename van de elektriciteitsproductie. De capaciteit bedraagt nu 1,7 MW.
Is getijdenenergie de moeite waard?
hoewel getijdenenergie over het algemeen voorspelbaarder is dan Zonne-of windenergie, varieert het getijdenbereik meestal per locatie. Wereldwijd varieert de variatie tussen bijna nul tot meer dan 16 meter. Bovendien, eb en vloed, afhankelijk van de aantrekkingskracht uitgeoefend door de hemellichamen. Dit betekent dat niet alle gebieden zijn ideale locaties voor het benutten van de kracht van de getijden.
in vergelijking met andere meer populaire hernieuwbare energiebronnen zoals zonne -, wind -, geothermische en waterkracht vertoont getijdenenergie gemiddeld een lagere belastingsfactor, meestal tussen 20% en 35%. Dat komt omdat een getijdenenergiecentrale die bij laagwater werkt slechts de helft van de tijd stroom genereert. Voor economisch gebruik moet het getijdenbereik ten minste 7 meter zijn.
de getijdenenergie wordt ook beperkt tot de periode waarin de getijden veranderen, omdat de kinetische energie afkomstig is van de waterbeweging in die tijd. De maximale elektriciteitsopwekking door getijdenenergie-installaties vindt dus slechts ongeveer om de 12 uur plaats, omdat de getijden eb of vloed zijn. In de 6 uur tussen het veranderen van de getijden vindt geen elektriciteitsproductie plaats.
wat de kosten betreft, is het gebruik van getijdenenergie voor de opwekking van elektriciteit minder concurrerend dan het gebruik van andere aanbieders van hernieuwbare energie. De lagere belastingsfactor en de beperkte piekuren van de productie zijn de redenen achter dit prijsnadeel.
bijvoorbeeld, hoewel getijdenenergie betrouwbaarder is dan windenergie, is elektriciteit uit getijdenenergie twee tot negen keer duurder dan de gemiddelde prijs van windenergie.
voordelen van getijdenenergie
- milieuvriendelijk: getijdenenergie is een groene energiebron omdat een getijdencentrale elektriciteit produceert zonder broeikasgassen uit te stoten. Door de dreiging van de opwarming van de aarde spelen nulemissievrije energiebronnen een belangrijke rol in de strijd tegen de klimaatverandering.
- voorspelbaarheid: de getijden eb en vloed als gevolg van de gravitatiekracht die wordt uitgeoefend door hemellichamen die ervoor zorgen dat de getijden elke dag veranderen. Deze voorspelbaarheid maakt het bouwen van faciliteiten en het creëren van systemen die efficiënt werken met getijdenenergie eenvoudiger.
- hoog vermogen: vanwege de dichtheid van het water (ongeveer 800 keer dichter dan lucht), genereren getijdenturbines grotere hoeveelheden energie dan hun wind tegenhangers van dezelfde grootte.
- efficiëntie: door de dichtheid van water is het gemakkelijk om elektriciteit te produceren met getijdenenergie. Zelfs watersnelheden zo laag als 1 meter per seconde (2,2 mijl per uur) kan energie opwekken, terwijl windturbines meestal een snelheid van 3-4 mijl per seconde (7-9 mijl per uur) nodig hebben om te beginnen met het genereren van energie. Zo krijgen getijdenturbines het werk gedaan, zelfs wanneer de wateromstandigheden verre van ideaal zijn.
- hernieuwbaarheid: de getijden stromen altijd, en dat doen ze op tal van plaatsen over de hele wereld. Bovendien vermindert het benutten van de energie die door getijdenstromen wordt gegenereerd niet de energie die ze in de toekomst kunnen genereren en put de bron niet uit. Dat maakt getijdenenergie echt duurzaam.
nadelen van getijdenenergie
- kosten: de technologie achter getijdenenergie brengt hoge kosten met zich mee. Getijdencentrales bevinden zich meestal op zee. Zo moeten ze stevig zijn, waardoor de bouwkosten exponentieel stijgen. De componenten en apparatuur moeten ook worden gemaakt van duurdere corrosiebestendige materialen.
- Impact op het mariene leven: Vissen en andere zeedieren kunnen vast komen te zitten in de turbines, en de barrages kunnen de natuurlijke stroom van het water verstoren.
- Locatiegrenzen: Getijdencentrales moeten worden gebouwd nabij kustlijnen waar de stromingen het robuustst zijn, waardoor de locaties beperkt blijven tot kuststaten. In sommige gevallen zijn de stations ver van het net verwijderd, waardoor het transport van de elektriciteit die zij opwekken duurder wordt.
- onderhoud: vanwege de nabijheid van de zee kan corrosie schade aanrichten aan de machines, zodat regelmatig en intensiever onderhoud noodzakelijk is.
FAQ ‘ s
is getijdenenergie gemakkelijk te onderhouden?
het onderhouden van de apparatuur voor getijdencentrales kan een uitdaging zijn. Door de grootte van de stroomgeneratoren en hun onderdompeling in water is corrosie een constante bedreiging. Het gebruik van corrosiebestendige materialen verhoogt de kosten, maar zal de impact van zoutwater op de apparatuur te verminderen.
is getijdenenergie veilig voor het milieu?
het opwekken van elektriciteit met behulp van getijden levert geen schadelijke broeikasgassen op, dus we kunnen zeggen dat getijdenenergie in dat opzicht milieuvriendelijk is.
echter, het heeft nog steeds invloed op Moeder Aarde vanwege de effecten van de turbines op het lokale milieu. Getijdenstralen veranderen de natuurlijke stroom van de waterlichamen, wat leidt tot overstromingen in nabijgelegen gebieden en belemmert de trekactiviteiten van vissen.
Hoe vermindert getijdenenergie de opwarming van de aarde?
net als bij andere hernieuwbare energiebronnen die geen broeikasgassen uitstoten, kan het gebruik van getijdenenergie de afhankelijkheid van de wereld van elektriciteit uit fossiele brandstoffen, de belangrijkste bronnen van aardopwarmende gassen, verminderen.
Hoe wordt getijdenenergie opgeslagen voor later gebruik?
net als andere hernieuwbare energiebronnen is een van de uitdagingen waarmee getijdenenergie wordt geconfronteerd, het gebrek aan levensvatbare middelen om de door de installaties geproduceerde energie tijdens de piekcapaciteit op te slaan. Hoewel opslagoplossingen bestaan, zijn ze meestal duur en inefficiënt.
grote getijdenturbineparken beschikken over een opslagcapaciteit op korte termijn die gebruik maakt van de traagheid van de oscillerende stroming van de getijden. Dit werkt volgens het principe van timing van het gebruik en het vrijkomen van de energie uit getijdenenergie. Het gebruik van deze vorm van getijdenenergie opslag is echter minimaal vanwege de complexiteit van het proces.
het benutten van de kracht die door de getijden wordt gegenereerd zal de energiereserves uit schone en groene bronnen doen toenemen. Dit is een welkom scenario, aangezien de frequentie en de gevolgen van de klimaatverandering escaleren.
omdat getijdenenergie echter een relatief nieuwe technologie is, zijn er veel uitdagingen voor de invoering ervan. Economisch gezien lijkt getijdenenergie niet concurrerend vanwege de enorme kapitaaluitgaven die voor de infrastructuur nodig zijn. De elektriciteitstarieven van getijdencentrales zijn aanzienlijk duurder, waardoor nutsbedrijven ervan worden weerhouden om getijdenenergie in hun energiemix toe te voegen.