Os oceanos e mares são excelentes fontes de energia renováveis, devido à energia contida na onda e as marés. Aproveitar a energia cinética do movimento das ondas e dos fluxos das marés e usá-la para geração de eletricidade ajudará a aumentar o fornecimento de combustíveis fósseis e outras energias renováveis. No entanto, a construção de infraestrutura associada à energia das marés não está se movendo tão rápido quanto aqueles conectados a outras fontes renováveis, como parques eólicos e usinas hidrelétricas. Uma das razões para a adoção tardia da tecnologia é o custo envolvido na captura da energia das marés.
equipamentos submarinos e despesas de construção para um projeto de maré exigem capital substancial, tornando a tecnologia uma proposta cara. Ainda assim, o investimento certamente valerá a pena a longo prazo, especialmente porque o mundo precisa de tantas fontes de energia alternativas quanto possível.
o que é Energia Das Marés?
a energia das Marés é criada pelo movimento das marés e correntes oceânicas. A ascensão e queda da água também chamada de fluxo de maré, é uma forma de energia cinética que pode ser usada para gerar eletricidade. Mas primeiro, essa energia deve ser capturada. Enquanto as turbinas eólicas aproveitam a energia eólica e os painéis solares absorvem a energia do sol, As turbinas de maré são fundamentais para coletar a energia contida nas marés e correntes.
como você obtém energia das marés
aproveitar o poder das marés envolve vários métodos.
turbinas de maré
as turbinas de maré operam como turbinas eólicas, exceto que trabalham sob a superfície da água enquanto suas contrapartes eólicas trabalham acima dela. O ar em movimento gira turbinas eólicas enquanto as correntes oceânicas giram as pás das turbinas das marés. Fixado ao leito do mar, As turbinas aproveitam o forte fluxo de maré na área.
a força da corrente empurra as pás da turbina, que então giram um rotor conectado a um gerador de maré. A energia proveniente dos geradores de maré é então usada para geração de eletricidade.
como a água é 800 vezes mais densa que o ar, os rotores das turbinas de maré são menores do que os das turbinas eólicas. Como tal, eles podem ser posicionados muito mais próximos, o que significa que ocupam menos espaço.
barragens de maré
uma barragem de maré é uma estrutura semelhante a uma barragem. É normalmente instalado em enseadas de maré ou lagoas que experimentam uma faixa de maré de mais de 5 metros. Geralmente consiste em portões de eclusa, turbinas, barragens e eclusas de navios.
Portões de eclusa em um controle de barragem de maré nível de água e fluxo de taxa. Eles permitem que a água entre durante marés altas e flua durante marés baixas através de turbinas de maré posicionadas na parte inferior da estrutura.
um sistema de energia de maré usando barcaças gera eletricidade usando os mesmos princípios empregados em usinas hidrelétricas, exceto que as correntes de maré fluem em ambas as direções em vez de se moverem de uma área de alta elevação.
cercas de maré
uma cerca de maré combina as características de uma barragem de maré e uma turbina de maré. Enquanto as turbinas de maré são instaladas individualmente no leito do mar, as cercas de maré são uma série de turbinas de eixo vertical ligadas instaladas no fundo do oceano.
por causa da atração gravitacional da lua, as marés vazam e fluem, e o movimento da água produz uma quantidade significativa de energia. Cercas de maré capturam essa energia. Como nas barragens das marés, a força das correntes de maré que se movem pelas pás da turbina gera eletricidade. Mas, ao contrário de uma barragem de maré que bloqueia o fluxo de água, as cercas de maré deixam a água passar.
custo de Energia Das Marés
vários fatores determinam os custos de construção e manutenção de qualquer projeto, especialmente aqueles que envolvem infraestrutura extensa. Para a energia das marés, a condição e a localização da Usina de energia das marés ou da estação de energia das marés afetarão os custos iniciais da construção das instalações que aproveitarão a energia das marés. Em geral, As turbinas de maré são mais intensivas em capital do que as usadas para projetos eólicos offshore, e uma usina de energia das marés é uma das instalações renováveis mais caras. O alto gasto de capital vem principalmente do intrincado e extenso trabalho de engenharia necessário para construir, instalar e conectar a usina à rede elétrica.
sendo uma tecnologia relativamente nova, existem dados limitados para desenhar números definidos em relação aos custos. Examinar vários projetos existentes de energia das marés ajudou a fornecer orientação financeira sobre os custos iniciais e de manutenção da tidal power.
para gerar energia suficiente para fazer o investimento valer a pena, a energia das marés em áreas como o Canadá custa aproximadamente US $0,66 Canadense por kWh para instalar. Em contraste, são necessários cerca de US $0,2-0,3 por kWh para construir turbinas para projetos eólicos offshore.
em geral, a geração de eletricidade para energia das marés normalmente custa de duas a nove vezes mais do que o preço médio máximo da energia eólica.
usinas de energia das marés no mundo
para entender melhor se a energia das marés vale o investimento, vamos dar uma olhada em algumas das maiores usinas de energia das marés do mundo.
central elétrica de maré de Sihwa (Coreia do Sul)
esta central elétrica de maré é a instalação a mais extensiva e a mais cara da energia de maré globalmente, com uma capacidade instalada de 254mw. Construído em 2011, exigia um capital no valor de US $ 298 milhões.
composto por 10 geradores, transforma a energia das marés em eletricidade no valor de mais de 550 GW por ano usando turbinas de lâmpadas submersas.
a análise dos custos de construção e sua capacidade gerada mostra que a Usina de maré Sihwa custa US $117 por kWh para instalar. Enquanto isso, os consumidores pagam US $ 0.02 por kWh para a eletricidade que produz.
La Rance tidal energy station (França)
esta usina de maré, localizada na foz do Rio Rance, na Bretanha, França, começou a operar em 1966, tornando-a a estação de energia de maré mais antiga do mundo. É também o segundo maior projeto de maré do mundo.
no momento da construção, a usina exigia um gasto de capital de US $115 milhões. Ajustando o referido valor para a inflação, o custo da energia das marés desta usina nos últimos tempos é de US $382 por kWh, e a eletricidade que ela gera varia entre US $0,04 a US $0,12 por kWh.
Annapolis Royal Generating Station (Canadá)
localizada na Baía de Fundy, na Nova Escócia, Canadá, esta estação de energia das marés é a terceira maior do mundo. A construção começou em 1980 e a usina começou a produzir energia em 1984.
durante a operação da usina, sua capacidade máxima era de 50 gigawatts-hora por ano. Isso é eletricidade suficiente para 4.500 casas.
a fábrica foi desativada em 2019 devido a falha do equipamento.
Jiangxia Tidal Power Station (China)
esta é a maior estação de energia das marés da China e a primeira construída na Ásia. O projeto começou em 1974, e a primeira turbina entrou em serviço em 1980, com uma capacidade máxima de 500 W.
A adição de mais turbinas ao longo dos anos adicionado para a estação de energia das marés de sua capacidade, que agora é de 6,5 GWh por ano.
Kislaya Guba Tidal Power (Rússia)
construída em 1968, a estação de Energia Das Marés Kislaya Giba tinha uma capacidade inicial de apenas cerca de 0,4 MW. Foi fechado por uma década e, após a reabertura em 2004, novos equipamentos e avanços tecnológicos levaram a um aumento na produção de energia. Sua capacidade agora é de 1,7 MW.
a energia das marés vale a pena?Embora a energia das marés tenda a ser mais previsível do que a energia solar ou eólica, a faixa das marés geralmente varia entre os locais. Globalmente, a variação varia entre quase zero a mais de 16 metros (52 pés). Além disso, as marés vazam e fluem dependendo da atração gravitacional exercida pelos corpos celestes. Isso significa que nem todas as áreas são locais ideais para aproveitar o poder das marés.
em média, em comparação com outras energias renováveis mais populares, como solar, eólica, geotérmica e hidrelétrica, a energia das marés exibe um fator de carga mais baixo, geralmente variando entre 20% -35%. Isso porque uma usina de energia das marés operando durante a maré baixa gera energia apenas metade do tempo. Para operação econômica, o alcance das marés deve ser de pelo menos 7 metros.
a geração de energia das marés também é limitada ao período em que as marés mudam porque a energia cinética vem do movimento da água durante esses tempos. Assim, a geração máxima de eletricidade a partir de usinas de energia das marés ocorre apenas a cada 12 horas, à medida que as marés vazam ou fluem. Nas 6 horas entre a mudança das marés, não ocorre geração de eletricidade.
quando se trata de custo, o uso de energia das marés para geração de eletricidade é menos competitivo do que a utilização de outros fornecedores de energia renovável. O Fator de carga mais baixo e os tempos de pico de geração limitada são as razões por trás dessa desvantagem de preço. Por exemplo, embora a energia das marés seja mais confiável do que a energia eólica, a eletricidade da energia das marés é duas a nove vezes mais cara do que o preço médio da energia eólica.
benefícios da Energia Das Marés
- ambientalmente amigável: A Energia Das Marés é uma fonte de energia verde porque uma usina de energia das marés produz eletricidade sem emitir gases de efeito estufa. Devido à ameaça do aquecimento global, as fontes de energia com emissões zero desempenham um papel importante na luta contra as mudanças climáticas. Previsibilidade: as marés vazam e fluem devido à força gravitacional exercida pelos corpos celestes que fazem com que as marés mudem todos os dias. Essa previsibilidade facilita a construção de instalações e a criação de sistemas que funcionem de forma eficiente com a energia das marés. Saída de alta potência: devido à densidade da água (cerca de 800 vezes mais densa que o ar), As turbinas de maré geram maiores quantidades de energia do que suas contrapartes eólicas do mesmo tamanho.
- eficiência: devido à densidade da água, é fácil produzir eletricidade usando energia das marés. Mesmo as velocidades da água tão baixas quanto 1 metro por segundo (2,2 milhas por hora) podem gerar energia, enquanto as turbinas eólicas geralmente exigem uma taxa de 3-4 milhas por segundo (7-9 milhas por hora) para começar a gerar energia. Assim, as turbinas de maré fazem o trabalho mesmo quando as condições da água estão longe do ideal. Renovabilidade: as marés sempre fluem, e o fazem em vários locais em todo o mundo. Além disso, aproveitar o poder criado pelos fluxos de maré não diminui a energia que eles podem gerar no futuro e não esgota a fonte. Isso torna a energia das marés genuinamente renovável.
desvantagens da Energia Das Marés
- custo: a tecnologia por trás da energia das marés implica altos custos. As usinas de energia das marés estão normalmente situadas no mar. Assim, eles precisam ser resistentes, o que faz com que as despesas de construção aumentem exponencialmente. Os componentes e equipamentos também devem ser feitos de materiais resistentes à corrosão mais caros.
- impacto na vida marinha: Peixes e outras criaturas marinhas podem ficar presos nas turbinas, e as barragens podem atrapalhar o fluxo natural da água.
- limites de localização: as usinas de maré precisam ser construídas perto das costas, onde as correntes são mais robustas, limitando assim os locais aos Estados costeiros. Em alguns casos, as estações estão longe da rede, tornando mais caro transportar a eletricidade que geram.
- manutenção: devido à sua proximidade com o mar, a corrosão pode causar estragos no maquinário, portanto, é necessária uma manutenção regular e mais intensiva.
Perguntas Frequentes
a energia das marés é fácil de manter?
manter o equipamento para usinas de maré pode ser um desafio. Devido ao tamanho dos geradores de corrente e sua submersão na água, a corrosão é uma ameaça constante. O uso de materiais resistentes à corrosão aumenta o custo, mas mitigará o impacto da água salgada no equipamento.
a energia das marés é segura para o meio ambiente?
gerar eletricidade usando a energia das marés não produz gases de efeito estufa prejudiciais, portanto, podemos dizer que a energia das marés é ecologicamente correta nesse aspecto. No entanto, ainda impacta a mãe terra por causa dos efeitos das turbinas no ambiente local. As barragens das marés alteram o fluxo natural dos corpos d’água, levando a inundações em áreas próximas e dificultando as atividades de migração dos peixes.
como a energia das marés reduz o aquecimento global?
como com outras fontes de energia renováveis que não emitem gases de efeito estufa, o uso de energia das marés pode conter a dependência mundial de eletricidade a partir de combustíveis fósseis, que são as principais fontes de gases que aquecem a terra.
como a energia das marés é armazenada para uso posterior?
como outras energias renováveis, um dos desafios enfrentados pela energia das marés é a falta de meios viáveis para armazenar a energia produzida pelas instalações durante a geração de pico de capacidade. Embora existam soluções de armazenamento, elas tendem a ser caras e ineficientes.
grandes fazendas de turbinas de maré têm capacidade de armazenamento de curto prazo que usa a inércia do fluxo oscilante das marés. Isso funciona com o princípio de cronometrar o uso e a liberação da energia da energia das marés. No entanto, a utilização dessa forma de armazenamento de energia das marés é mínima devido à complexidade do processo.
Pensamentos finais
aproveitar a força gerada pelas marés aumentará as reservas de energia provenientes de fontes limpas e verdes. Este é um cenário bem-vindo, pois a frequência e os impactos das mudanças climáticas estão aumentando. No entanto, como a energia das marés é uma tecnologia relativamente nova, existem muitos desafios para sua adoção. Economicamente, a energia das marés parece pouco competitiva devido ao enorme gasto de capital necessário para a infraestrutura. As taxas de eletricidade das usinas de maré são significativamente mais caras, impedindo as concessionárias de adicionar energia das marés ao seu mix de energia.