WYKORZYSTANIE GOSPODARCZE WÓD MORSKICH

  3. Produkcja energii elektrycznej.

W dobie ogromnego zapotrzebowania na energie, bardzo ważną kwestią stają się jej źródła. Obecnie bardzo dużego znaczenia nabierają alternatywne czyli odnawialne źródła energii, które posiadają szereg zalet. Przede wszystkim są one niewyczerpywalne, a ponadto uważane są za czyste ekologicznie. Same zbiorniki morskie dysponują ogromnym potencjałem energetycznym, który pozyskiwany może być na kilka sposobów. Wykorzystanie energii znajdującej się w wodach morskich i oceanicznych obejmuje:

• Energię pływów
• Energię fal morskich
• Energię prądów morskich
• Energię wynikająca z różnic zasolenia
• Energię termiczną wynikającą z różnicy temp wody tuż przy powierzchni i na dużej głębokości

a) Energia pływów.

Produkcja energii jest tutaj oparta na zjawisku przypływów i odpływów. Wykorzystanie energii pływów morskich znajduje swoje zastosowanie w tych częściach wybrzeży, w których amplitudy pływów są szczególnie duże (nie mniejsze niż 5 m.). Warunki takie panują przeważnie w wąskich zatokach, kanałach, w miejscu ujścia rzeki do zbiornika wodnego. Mechanizm pozyskania energii polega na przechwytywaniu nadmiaru wody wdzierającej się w ujściowy odcinek rzeki w okresie przypływu, a następnie uwalnianiu jej w czasie odpływu w taki sposób by woda ta przepłynęła przez turbiny elektrowni.  Obecnie na świecie funkcjonuje niewiele elektrowni pływowych, największa z nich znajduję się we Francji (Kanał La Manche w miejscu ujściowym rzeki La Rance) Ma ona 24 turbiny wodne rewersyjne o mocy po 10MW, a więc cała elektrownia ma moc 240MW. Pracuje od 1967 roku. Takie elektrownie pracują również w Kanadzie, Chinach i byłym ZSRR, a są projektowane w Wielkiej Brytanii, Kanadzie, Korei Południowej i Indiach.
Istotną zaletą jest szacowany ok. 100-letni okres eksploatacji pływowych elektrowni. Mają jednak one również wady, jakimi są zasalanie ujścia rzeki, erozja brzegów w wyniku wahania się poziomu wody, utrudnienia wędrówki wielu ryb, szczególnie łososi.

b) Energia fal morskich.

Energia ta powstaje w wyniku wzajemnego oddziaływania wiatru i wody. Ma swoje źródło w energii słonecznej, która wywołuje wiatr. Istnieją dwa rodzaje elektrowni napędzających energię fal morskich: turbinę wodną albo turbinę powietrzną.

Praca turbin wodnych - polega na  tym, że woda morska pchana kolejnymi falami wpływa zwężającym się strumieniem do położonego na górze zbiornika. Gdy w zbiorniku tym jest wystarczająca ilość wody, wówczas przelewa się ona przez upust i napędza turbinę rurową sprzężoną z generatorem i wraca do morza. Taka instalacja pracuje od 1986 roku w Norwegii dając moc 350 kW.

Praca turbin powietrznych - polega na tym, że zbiornik jest zbudowany na platformie na brzegu morza. Fale wlewają się na podstawę platformy i  wypychają powietrze do górnej części zbiornika. Sprężone  przez fale morskie powietrze wprawia w ruch turbinę napędzająca generator. Instalacja taka pracuje w Wielkiej Brytanii, dając moc 75 kW. Instalacje tego typu, mające często kilkadziesiąt km długości,  spełniają niekiedy funkcję falochronu. Elektrownię tego typu projektuje się również obecnie na archipelagu Orkadów na północ od  Szkocji, gdzie wieją najsilniejsze wiatry w Europie, piętrzące największe fale. Będzie ona miała moc 2000MW, zaspokajając tym samym 40% zapotrzebowania na energię elektryczną Szkocji. Będzie ona też ochraniała brzeg morski przed zniszczeniem.

c) Energia prądów morskich.

Prądy oceaniczne wywoływane są  przez wiele czynników, gł. energię słońca, ruch wirowy Ziemi, wiatry, a także gęstość wód.. Warstwa prądów oceanicznych osiąga głębokość od 0,4 do 5 m/s. Przemieszczanie się tych prądów powoduje obracanie się turbiny, która może być napędzana m in za pomocą spadochronów zamocowanych na bardzo długim łańcuchu o długości ok 18 km. Tego typu elektrownie służą do zasilania obiektów znajdujących się na morzach i oceanach np wieże wiertnicze. Najlepsze warunki do instalowania podwodnych turbin znajdują się w oceanicznych wodach przybrzeżnych, wszędzie tam, gdzie występują silne pływy, a jednocześnie do oceanu wpadają rzeki o solnym prądzie. Technologia ta nie wymaga budowania tam, nie wpływa ujemnie na środowisko przyrodnicze, nie zakłóca ekosystemów, nie utrudnia żeglugi, w porównaniu innymi technologiami, urządzenia tego typu nie zajmują dużo miejsca. Przykładem jest Elektrownia Sabella D03  w Bretanii, nowatorską technikę planują również zainstalować Korea Południowa, Stany Zjednoczone (San Francisco oraz Nowy Jork).

d) Energia wynikająca z różnic zasolenia.

Jest to najmniej znany rodzaj energii oceanicznej, pozyskiwanej poprzez wykorzystanie zjawiska ciśnienia osmotycznego występującego pomiędzy dwoma dążącymi do równowagi roztworami o różnej gęstości. W celu pozyskania energii miesza się strumień wody słodkiej z wodą słoną o zasoleniu około 35 promili.

e) Energia cieplna.

W metodzie tej wykorzystuje się różnicę temp pomiędzy powierzchnią wody a dużymi głębokościami gdzie temp jest znacznie niższa. Jest to możliwe na obszarach równikowych; woda morska ma tam na powierzchni temperaturę ok. 30 0C, a na głębokości 300-500m temperaturę ok. 7 0C. Wykorzystanie tej różnicy polega na zastosowaniu czynnika roboczego, który paruje w temperaturze wody powierzchniowej i jest skraplany za pomocą wody czerpanej z głębokości 300-500m. Czynnikiem takim jest amoniak, freon lub propan. Cała instalacja wraz z generatorem znajduje się na platformie pływającej Energia wody jest największym odnawialnym źródłem energii elektrycznej. Produkcja energii pozyskanej z wody wynosiła w roku 2002 na świecie około 2676 TWh, a zainstalowana moc do jej produkcji 750 GW. Duże elektrownie wodne wytwarzają około 20% energii elektrycznej ogółem na świecie. W krajach bogatych w energię wodną takich jak np. Norwegia, pokrywane jest blisko 100% zapotrzebowania na energię elektryczną. Przewidywane jest wzrost produkcji energii z wody, jednak nie będzie on równomierny we wszystkich krajach, uzależniony jest bowiem od szeregu warunków. Do głównych zalicza się duży koszt budowy elektrowni.  Obecnie na świecie wykorzystane jest jedynie około 1/3 potencjału ekonomicznego energii z elektrowni wodnych. Przyszłością są duże rozległe farmy wiatrowe zbudowane na morzach i oceanach, gdzie średnia prędkość wiatru jest największa.

________________________________________________________________________________________

http://sciaga.onet.pl/12581,61,177,156,0,21345,sciaga.html

http://www.bryk.pl/teksty/liceum/geografia/geografia_spo%C5%82eczno_ekonomiczna/19682-gospodarcze_wykorzystanie_energii_p%C5%82yw%C3%B3w_morskich.html

RP ,nr.200/04 z dn.26.08.2004r. „Prąd z morza”,str.9]

RP,nr.294/04 z dn.16.12.2004r. „Prąd elektryczny z prądu morskiego”; RP,nr.85/08 z dn.10.04.2008r.”Morze będzie wytwarzać prąd z prądu”]

http://www.bryk.pl/teksty/liceum/geografia/geografia_spo%C5%82eczno_ekonomiczna/19682-gospodarcze_wykorzystanie_energii_p%C5%82yw%C3%B3w_morskich.html

http://acce.apsl.edu.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=12&Itemid=17