oceanele și mările lumii sunt surse excelente de energie regenerabilă datorită puterii conținute în mișcările valurilor și mareelor. Valorificarea energiei cinetice din mișcarea valurilor și a fluxurilor de maree și utilizarea acesteia pentru generarea de energie electrică va contribui la creșterea aprovizionării cu combustibili fosili și alte surse regenerabile de energie.

cu toate acestea, construcția infrastructurii asociate cu energia mareelor nu se mișcă la fel de repede ca cele conectate cu alte surse regenerabile, cum ar fi parcurile eoliene și centralele hidroelectrice. Unul dintre motivele adoptării întârziate a tehnologiei este costul implicat în captarea puterii de maree.

echipamentele submarine și cheltuielile de construcție pentru un proiect de maree necesită un capital substanțial, ceea ce face ca tehnologia să fie o propunere costisitoare. Cu toate acestea, investiția va plăti cu siguranță pe termen lung, mai ales că lumea are nevoie de cât mai multe surse alternative de energie.

ce este energia mareelor?

energia mareelor este creată de mișcarea mareelor și curenților oceanici. Creșterea și căderea apei numită și flux de maree, este o formă de energie cinetică care poate fi utilizată pentru a genera electricitate. Dar mai întâi, acea energie trebuie capturată. În timp ce turbinele eoliene valorifică energia eoliană și panourile solare absorb energia soarelui, turbinele de maree sunt esențiale în recoltarea energiei conținute în maree și curenți.

cum se obține energia mareelor

valorificarea puterii mareelor implică mai multe metode.

turbine de maree

turbinele de maree funcționează ca turbinele eoliene, cu excepția faptului că funcționează sub suprafața apei, în timp ce omologii lor de vânt lucrează deasupra acesteia. Aerul în mișcare învârte turbinele eoliene în timp ce curenții oceanici întorc lamele turbinelor de maree. Fixate pe fundul mării, turbinele profită de fluxul puternic de maree din zonă.

forța curentului împinge paletele turbinei, care apoi rotesc un rotor conectat la un generator de maree. Puterea provenită de la generatoarele de maree este apoi utilizată pentru generarea de energie electrică.

deoarece apa este de 800 de ori mai densă decât aerul, rotoarele turbinelor de maree sunt mai mici decât cele pentru turbinele eoliene. Ca atare, ele pot fi poziționate mult mai aproape, ceea ce înseamnă că ocupă mai puțin spațiu.

baraje de maree

un baraj de maree este o structură similară cu un baraj. Este de obicei instalat la intrările de maree sau lagune care experimentează o gamă de maree de peste 5 metri. De obicei, este format din porți de ecluză, turbine, baraje și încuietori pentru Nave.

Porțile de ecluză într-un baraj de maree controlează nivelul apei și debitul de viteză. Acestea permit apei să intre în timpul mareelor mari și să curgă în timpul mareelor joase prin turbine de maree poziționate în partea de jos a structurii.

un sistem de putere de maree care utilizează baraje generează electricitate folosind aceleași principii utilizate în centralele hidroelectrice, cu excepția faptului că curenții de maree curg în ambele direcții în loc să se deplaseze dintr-o zonă cu altitudine mare.

garduri de maree

un gard de maree combină caracteristicile unui baraj de maree și a unei turbine de maree. În timp ce turbinele de maree sunt instalate individual pe fundul mării, gardurile de maree sunt un șir de turbine cu axă verticală legate instalate pe fundul oceanului.

din cauza atracției gravitaționale a lunii, a fluxului și refluxului mareelor, iar mișcarea apei produce o cantitate semnificativă de energie. Gardurile de maree captează această energie. Ca și în cazul barajelor de maree, forța curenților de maree care se deplasează prin lamele turbinei generează electricitate. Dar, spre deosebire de un baraj de maree care blochează fluxul de apă, gardurile de maree lasă apa să treacă.

costul energiei mareelor

mai mulți factori determină costurile de construcție și întreținere ale oricărui proiect, în special cele care implică infrastructură extinsă. Pentru energia de maree, starea și amplasarea centralei electrice de maree sau a centralei electrice de maree vor afecta costurile inițiale ale construirii instalațiilor care vor valorifica energia de maree.

în general, turbinele de maree consumă mai mult capital decât cele utilizate pentru proiectele eoliene offshore, iar o centrală de maree este una dintre cele mai scumpe instalații regenerabile. Cheltuielile mari de capital provin în primul rând din lucrările complexe și extinse de inginerie necesare pentru construirea, instalarea și conectarea centralei electrice la rețeaua electrică.

fiind o tehnologie relativ nouă, există date limitate din care se pot extrage cifre clare privind costurile. Examinarea mai multor proiecte existente privind energia mareelor a contribuit la furnizarea de orientări financiare cu privire la costurile inițiale și de întreținere ale energiei mareelor.

pentru a genera suficientă putere pentru a face investiția utilă, energia mareelor în zone precum Canada costă aproximativ 0,66 USD canadieni pe kWh pentru instalare. În schimb, este nevoie de aproximativ 0,2-0,3 USD pe kWh pentru a construi turbine pentru proiecte eoliene offshore.

în general, generarea de energie electrică pentru energia mareelor costă de obicei de două până la nouă ori mai mare decât prețul mediu de vârf pentru energia eoliană.

centrale electrice de maree din lume

pentru a înțelege mai bine dacă energia mareelor merită investiția, să aruncăm o privire la unele dintre cele mai mari centrale electrice de maree din lume.

Sihwa Tidal Power station (Coreea de Sud)

această centrală electrică de maree este cea mai extinsă și mai scumpă instalație de energie de maree la nivel global, cu o capacitate instalată de 254mw. Construit în 2011, a necesitat un capital în valoare de 298 milioane dolari.

format din 10 generatoare, transformă energia mareelor în energie electrică în valoare de peste 550 GW pe an folosind turbine cu bec scufundat.

analiza costurilor de construcție și a capacității sale generate arată că centrala electrică de maree Sihwa costă 117 USD pe kWh pentru instalare. Între timp, consumatorii plătesc 0 USD.02 pe kWh pentru energia electrică pe care o produce.

la Rance tidal energy station (Franța)

această centrală electrică de maree, care se află la gura râului Rance din Bretania, Franța, a început să funcționeze în 1966, devenind cea mai veche stație de energie de maree din lume. Este, de asemenea, al doilea cel mai mare proiect de maree din lume.

la momentul construcției, instalația electrică a necesitat o cheltuială de capital de 115 milioane de dolari. Ajustând suma menționată pentru inflație, costul energiei de maree de la această centrală electrică în ultima vreme este de 382 USD pe kWh, iar energia electrică pe care o generează variază între 0,04 USD și 0,12 USD pe kWh.

Annapolis Royal Generating Station (Canada)

situată în Golful Fundy din Nova Scotia, Canada, această stație de energie de maree este a treia ca mărime din lume. Construcția a început în 1980, iar centrala electrică a început să producă energie în 1984.

în timpul funcționării uzinei, capacitatea sa maximă a fost de 50 gigawatt-oră pe an. E destulă electricitate pentru 4.500 de case.

fabrica a fost dezafectată în 2019 din cauza unei defecțiuni a echipamentului.

Centrala Electrică de maree Jiangxia (China)

aceasta este cea mai mare centrală electrică de maree din China și prima construită în Asia. Proiectul a început în 1974, iar prima turbină a intrat în funcțiune în 1980, cu o capacitate maximă de 500 W.

adăugarea mai multor turbine de-a lungul anilor s-a adăugat la capacitatea centralei electrice de maree, care acum se ridică la 6,5 GWh pe an.

Kislaya Guba Tidal Power (Rusia)

construită în 1968, centrala electrică de maree Kislaya Giba avea o capacitate inițială de numai 0,4 MW. A fost închis timp de un deceniu, iar la redeschiderea în 2004, noile echipamente și progresele tehnologice au dus la o creștere a producției de energie. Capacitatea sa este acum de 1,7 MW.

merită energia mareelor?

deși puterea mareelor tinde să fie mai previzibilă decât energia solară sau eoliană, gama mareelor variază de obicei între situri. La nivel global, variația variază între aproape zero și peste 16 metri (52 picioare). Mai mult, mareele scad și curg în funcție de atracția gravitațională exercitată de corpurile cerești. Aceasta înseamnă că nu toate zonele sunt locuri ideale pentru valorificarea puterii mareelor.

în medie, în comparație cu alte surse regenerabile mai populare, cum ar fi energia solară, eoliană, geotermală și Hidroenergetică, energia mareelor afișează un factor de încărcare mai mic, de obicei variind între 20% -35%. Asta pentru că o instalație de energie a mareelor care funcționează în timpul mareei joase generează energie doar jumătate din timp. Pentru funcționarea economică, intervalul de maree trebuie să fie de cel puțin 7 metri.

generarea energiei mareelor este, de asemenea, limitată la perioada în care mareele se schimbă, deoarece energia cinetică provine din mișcarea apei în acele vremuri. Astfel, generarea maximă de energie electrică de la centralele de energie a mareelor are loc numai la fiecare 12 ore, pe măsură ce mareele scad sau curg. În cele 6 ore dintre schimbarea mareelor, nu se produce generarea de energie electrică.

când vine vorba de costuri, utilizarea energiei de maree pentru generarea de energie electrică este mai puțin competitivă decât utilizarea altor furnizori de energie regenerabilă. Factorul de încărcare mai mic și timpii de vârf de generație limitați sunt motivele din spatele acestui dezavantaj al prețului.

de exemplu, deși energia mareelor este mai fiabilă decât energia eoliană, electricitatea din energia mareelor este de două până la nouă ori mai scumpă decât prețul mediu al energiei eoliene.

beneficiile energiei mareelor

• ecologic: energia mareelor este o sursă de energie verde, deoarece o centrală electrică de maree produce energie electrică fără a emite gaze cu efect de seră. Datorită amenințării încălzirii globale, sursele de energie cu emisii zero joacă un rol major în lupta împotriva schimbărilor climatice.
• predictibilitate: mareele scad și curg datorită forței gravitaționale exercitate de corpurile cerești care determină schimbarea mareelor în fiecare zi. Această predictibilitate facilitează construirea de facilități și crearea de sisteme care funcționează eficient cu puterea mareelor.
• putere mare: datorită densității apei (de aproximativ 800 de ori mai densă decât aerul), turbinele de maree generează cantități mai mari de energie decât omologii lor eolieni de aceeași dimensiune.
• eficiență: datorită densității apei, este ușor să se producă energie electrică folosind puterea mareelor. Chiar și viteza apei de până la 1 metru pe secundă (2,2 mile pe oră) poate genera energie, în timp ce turbinele eoliene necesită de obicei o rată de 3-4 mile pe secundă (7-9 mile pe oră) pentru a începe să genereze energie. Astfel, turbinele de maree fac treaba chiar și atunci când condițiile de apă sunt departe de a fi ideale.
• Regenerabilitate: mareele curg întotdeauna și o fac în numeroase locații de pe glob. Mai mult, valorificarea puterii create de fluxurile de maree nu diminuează energia pe care o pot genera în viitor și nu epuizează sursa. Acest lucru face ca energia mareelor să fie cu adevărat regenerabilă.

dezavantaje ale energiei mareelor

• Cost: tehnologia din spatele energiei mareelor implică costuri ridicate. Centralele electrice de maree sunt de obicei situate pe mare. Astfel, acestea trebuie să fie robuste, ceea ce determină creșterea exponențială a cheltuielilor de construcție. Componentele și echipamentele ar trebui, de asemenea, să fie fabricate din materiale rezistente la coroziune mai scumpe.
• impactul asupra vieții marine: Peștii și alte creaturi marine se pot bloca în turbine, iar Barajele pot perturba fluxul natural al apei.
• limite de localizare: centralele electrice de maree trebuie construite în apropierea coastelor unde curenții sunt cei mai robusti, limitând astfel siturile la statele de coastă. În unele cazuri, stațiile sunt departe de rețea, ceea ce face mai costisitoare transportul energiei electrice pe care o generează.
• întreținere: datorită apropierii lor de mare, coroziunea poate face ravagii asupra mașinilor, astfel încât este necesară o întreținere regulată și mai intensă.

Întrebări frecvente

Gânduri finale

valorificarea forței generate de maree va spori rezervele de energie provenite din surse curate și verzi. Acesta este un scenariu binevenit, deoarece frecvența și impactul schimbărilor climatice se intensifică.

cu toate acestea, deoarece energia mareelor este o tehnologie relativ nouă, există multe provocări pentru adoptarea acesteia. Din punct de vedere economic, puterea mareelor pare necompetitivă din cauza cheltuielilor enorme de capital necesare infrastructurii. Ratele de energie electrică de la centralele electrice de maree sunt semnificativ mai scumpe, descurajând utilitățile să adauge energie de maree în mixul lor de energie.