världens hav och hav är utmärkta källor till förnybar energi på grund av kraften i våg-och tidvattenrörelserna. Att utnyttja den kinetiska energin från vågrörelse och tidvattenflöden och använda den för elproduktion kommer att bidra till att öka utbudet av fossila bränslen och andra förnybara energikällor.

byggandet av infrastruktur i samband med tidvattenenergi rör sig dock inte lika snabbt som de som är kopplade till andra förnybara källor som vindkraftparker och vattenkraftverk. En av anledningarna till den försenade antagandet av teknik är kostnaden för att fånga tidvattenkraft.

undervattensutrustning och byggkostnader för ett tidvattenprojekt kräver betydande kapital, vilket gör tekniken till ett dyrt förslag. Ändå kommer investeringen säkert att löna sig på lång sikt, särskilt eftersom världen behöver så många alternativa kraftkällor som möjligt.

Vad är tidvattenenergi?

tidvattenenergi skapas av rörelsen av tidvatten och strömmar. Vattenets uppgång och fall kallas också tidvattenflöde, är en form av kinetisk energi som kan användas för att generera el. Men först måste den energin fångas. Medan vindkraftverk utnyttjar vindkraft och solpaneler absorberar solens energi, är tidvattenturbiner avgörande för att skörda energin i tidvatten och strömmar.

Hur får man tidvatten energi

utnyttja kraften i tidvattnet innebär flera metoder.

Tidvattenturbiner

Tidvattenturbiner fungerar som vindkraftverk, förutom att de arbetar under vattenytan medan deras vindmotsvarigheter arbetar ovanför den. Den rörliga luften snurrar vindkraftverk medan havsströmmar vrider tidvattenturbinernas blad. Fast vid havsbotten utnyttjar turbinerna det starka tidvattenflödet i området.

strömkraften trycker på turbinens blad, som sedan snurrar en rotor ansluten till en tidvattengenerator. Kraften som kommer från tidvattengeneratorerna används sedan för elproduktion.

eftersom vatten är 800 gånger tätare än luft är tidvattenturbinrotorer mindre än för vindkraftverk. Som sådan kan de placeras mycket närmare varandra, vilket innebär att de upptar mindre utrymme.

Tidvattenspärrar

en tidvattenspärr är en struktur som liknar en damm. Det installeras vanligtvis vid tidvatteninlopp eller laguner som upplever ett tidvattenområde på över 5 meter. Den består vanligtvis av slussportar, turbiner, dammar och fartygslås.

slussportar i en tidvattenspärr kontrollerar vattennivån och flödeshastigheten. De låter vattnet komma in under högvatten och strömma ut under lågvatten genom tidvattenturbiner placerade längst ner i strukturen.

ett tidvattensystem som använder spärrar genererar el med samma principer som används i vattenkraftverk, förutom att tidvattenströmmarna flyter i båda riktningarna istället för att flytta från ett område med hög höjd.

Tidvattenstaket

ett tidvattenstaket kombinerar funktionerna i en tidvattenspärr och en tidvattenturbin. Medan tidvattenturbiner installeras individuellt på havsbotten, tidvattenstaket är en sträng av länkade vertikala axelturbiner som ställs upp på havsbotten.

på grund av månens gravitation, tidvattnet ebb och flöde, och rörelsen av vattnet ger en betydande mängd energi. Tidvattenstaket fångar denna energi. Liksom med tidvattenspärrar genererar kraften hos tidvattenströmmarna som rör sig genom turbinbladen elektricitet. Men till skillnad från en tidvattenspärr som blockerar flödet av vatten, släpper tidvattenstängsel vattnet igenom.

tidvatten energikostnad

flera faktorer bestämmer Bygg-och underhållskostnaderna för alla projekt, särskilt de som involverar omfattande infrastruktur. För tidvattenkraft kommer tidvattenkraftverkets eller tidvattenkraftverkets skick och placering att påverka de initiala kostnaderna för att bygga de anläggningar som kommer att utnyttja tidvattenenergi.

i allmänhet är tidvattenturbiner mer kapitalintensiva än de som används för havsbaserade vindprojekt, och ett tidvattenkraftverk är en av de dyraste förnybara anläggningarna. Det höga kapitalutlägget kommer främst från det invecklade och omfattande tekniska arbetet som behövs för att konstruera, installera och ansluta kraftverket till elnätet.

att vara en relativt ny teknik, Det finns begränsade data för att dra bestämda siffror om kostnader. Att undersöka flera befintliga tidvattenenergiprojekt bidrog till att ge ekonomisk vägledning om tidvattenkraftens initiala och underhållskostnader.

för att generera tillräcklig kraft för att göra investeringen värdefull, tidvatten energi i områden som Kanada kostar ungefär $0.66 kanadensiska per kWh att installera. Däremot tar det cirka $0.2-0.3 per kWh att bygga turbiner för havsbaserade vindprojekt.

i allmänhet kostar elproduktion för tidvattenenergi vanligtvis två till nio gånger högre än topppriset för vindkraft.

tidvattenkraftverk i världen

för att bättre förstå om tidvattenenergi är värt investeringen, låt oss ta en titt på några av de största tidvattenkraftverken i världen.

Sihwa tidvattenkraftverk (Sydkorea)

detta tidvattenkraftverk är den mest omfattande och dyra tidvattenenergiinstallationen globalt, med en installerad kapacitet på 254mw. Inbyggd 2011 krävde det ett kapital på 298 miljoner dollar.

består av 10 generatorer, det förvandlar tidvattenkraft till el som uppgår till över 550 GW per år med hjälp av nedsänkt glödlampa turbiner.

analys av byggkostnaderna och dess genererade kapacitet visar att Sihwa tidvattenkraftverk kostar $117 per kWh att installera. Samtidigt betalar konsumenterna $ 0.02 per kWh för den el den producerar.

la Rance tidvattenenergistation (Frankrike)

denna tidvattenkraftverk, som ligger vid mynningen av Rance-floden i Bretagne, Frankrike, började fungera 1966, vilket gör den till världens äldsta tidvattenenergistation i världen. Det är också det näst största tidvattenprojektet i världen.

vid tidpunkten för byggandet krävde kraftanläggningen ett kapitalutlägg på 115 miljoner dollar. Justering av nämnda belopp för inflation, kostnaden för tidvattenkraft från denna kraftverk under senare tid är $382 per kWh, och den el som den genererar varierar mellan $0.04 till $0.12 per kWh.

Annapolis Royal Generating Station (Kanada)

beläget i Bay of Fundy i Nova Scotia, Kanada, är denna tidvattenenergistation den tredje största i världen. Byggandet påbörjades 1980 och kraftverket började producera energi 1984.

under anläggningens drift var dess toppkapacitet 50 gigawattimmar per år. Det är tillräckligt med el för 4500 bostäder.

anläggningen avvecklades 2019 på grund av utrustningsfel.

Jiangxia tidvattenkraftverk (Kina)

Detta är det största tidvattenkraftverket i Kina och det första som byggdes i Asien. Projektet startade 1974 och den första turbinen togs i bruk 1980, med en toppkapacitet på 500 W.

tillägget av fler turbiner genom åren ökade tidvattenkraftverkets kapacitet, som nu ligger på 6,5 GWh per år.

Kislaya Guba tidvattenkraft (Ryssland)

Kislaya Giba tidvattenkraftverk byggdes 1968 och hade en initial kapacitet på endast cirka 0,4 MW. Det stängdes i ett decennium, och vid återupptagandet 2004 ledde ny utrustning och tekniska framsteg till en ökning av kraftproduktionen. Dess kapacitet ligger nu på 1,7 MW.

är tidvattenenergi värt det?

även om tidvattenkraft tenderar att vara mer förutsägbar än antingen sol-eller vindkraft, varierar tidvattenområdet vanligtvis mellan platser. Globalt varierar variationen mellan nära noll till över 16 meter (52 fot). Dessutom ebbar tidvatten och flyter beroende på gravitationskraften som utövas av de himmelska kropparna. Detta innebär att inte alla områden är idealiska platser för att utnyttja kraften i tidvattnet.

i genomsnitt, jämfört med andra mer populära förnybara energikällor som sol, vind, geotermisk och vattenkraft, visar tidvattenenergi en lägre belastningsfaktor, vanligtvis mellan 20% -35%. Det beror på att en tidvattenenergianläggning som arbetar under lågvatten genererar kraft bara halva tiden. För ekonomisk drift måste tidvattenområdet vara minst 7 meter.

tidvattenkraftproduktion är också begränsad till den period då tidvattnet förändras eftersom den kinetiska energin kommer från vattenrörelsen under dessa tider. Således sker maximal elproduktion från tidvattenenergianläggningar endast var 12: e timme, eftersom tidvattnet ebb eller flöde. Under de 6 timmarna mellan tidvattenbytet uppstår ingen elproduktion.

när det gäller kostnad är det mindre konkurrenskraftigt att använda tidvattenkraft för elproduktion än att använda andra leverantörer av förnybar energi. Den lägre belastningsfaktorn och begränsade generationstopptider är orsakerna bakom denna prisnackdel.

till exempel, även om tidvattenenergi är mer tillförlitlig än vindkraft, är el från tidvattenkraft två till nio gånger dyrare än genomsnittspriset för det som kommer från vindkraft.

fördelar med tidvattenenergi

• miljövänlig: tidvattenenergi är en grön energikälla eftersom ett tidvattenkraftverk producerar el utan att släppa ut växthusgaser. På grund av hotet om global uppvärmning spelar energikällor med nollutsläpp en viktig roll i kampen mot klimatförändringar.
• förutsägbarhet: tidvattnet ebb och flöde på grund av gravitationskraften som utövas av himmelska kroppar som får tidvattnet att förändras varje dag. Denna förutsägbarhet gör det lättare att bygga anläggningar och skapa system som fungerar effektivt med tidvattenkraft.
• hög effekt: på grund av vattnets densitet (cirka 800 gånger tätare än luft) genererar tidvattenturbiner högre mängder energi än sina vindmotsvarigheter av samma storlek.
• effektivitet: på grund av vattnets densitet är det lätt att producera el med tidvattenkraft. Även vattenhastigheter så låga som 1 meter per sekund (2,2 miles per timme) kan generera kraft, medan vindkraftverk vanligtvis kräver en hastighet på 3-4 miles per sekund (7-9 miles per timme) för att börja generera energi. Således får tidvattenturbiner jobbet gjort även när vattenförhållandena är långt ifrån idealiska.
• förnybarhet: tidvattnet flyter alltid, och de gör det på många platser över hela världen. Att utnyttja kraften som skapas av tidvattenflöden minskar inte heller den energi de kan generera i framtiden och tömmer inte källan. Det gör tidvattenenergin verkligen förnybar.

nackdelar med tidvattenenergi

• kostnad: tekniken bakom tidvattenenergi medför höga kostnader. Tidvattenkraftverk ligger vanligtvis till sjöss. Således måste de vara robusta, vilket gör att byggkostnaderna ökar exponentiellt. Komponenterna och utrustningen bör också tillverkas av dyrare korrosionsbeständiga material.
• påverkan på marint liv: Fisk och andra havsdjur kan fastna i turbinerna, och spärrarna kan störa vattnets naturliga flöde.
• Platsgränser: tidvattenkraftverk måste byggas nära kustlinjer där strömmarna är mest robusta, vilket begränsar platserna till kuststater. I vissa fall är stationerna långt ifrån nätet, vilket gör det dyrare att transportera den el de genererar.
• underhåll: på grund av deras närhet till havet kan korrosion orsaka kaos på maskinerna, så regelbundet och mer intensivt underhåll är nödvändigt.

Vanliga frågor

slutliga tankar

att utnyttja kraften som genereras av tidvattnet kommer att öka energireserverna från rena och gröna källor. Detta är ett välkommet scenario eftersom klimatförändringarnas frekvens och effekter eskalerar.

men eftersom tidvattenenergi är en relativt ny teknik finns det många utmaningar för antagandet. Ekonomiskt sett ser tidvattenkraft inte konkurrenskraftig ut på grund av det enorma kapitalutlägg som krävs för infrastrukturen. Elhastigheter från tidvattenkraftverk är betydligt dyrare, avskräcker verktyg från att lägga tidvattenenergi i sin kraftmix.