Energiile regenerabile câștigă teren în generarea de energie curată, iar una dintre cele mai promițătoare este energia valurilor, cunoscut și sub numele de conversie a energiei termice oceanice (CETO). Acest sistem profită de diferența de temperatură dintre apele calde de suprafață și apele reci de adâncime pentru a genera energie electrică. Capacitatea sa de a funcționa 24 ore din zi Datorită stabilității temperaturilor oceanului, îi oferă un avantaj clar față de energiile regenerabile care depind de soare sau vânt.
În acest articol, vom detalia principalele caracteristici, funcționarea, avantajele, limitările și viitorul energiei mareelor, precum și cele mai promițătoare zone pentru implementarea acesteia.
caracteristici cheie
Energia mareelor se bazează pe principiul termodinamic care permite ca diferențele de temperatură să fie convertite în muncă utilă, în acest caz, electricitate. Marea acţionează ca o sursă vastă de energie termică, unde stratul superior, încălzit de radiaţia solară, poate ajunge între 25 și 30 grade Celsius, în timp ce, la adâncimi de 1000 de metri, apa poate atinge temperaturi de 2-5 grade Celsius.
Pentru ca sistemul să fie eficient, este necesar să existe a diferenta termica minima de 20 de grade Celsius între apele de suprafață și cele adânci. Acest lucru face ca regiunile apropiate de ecuator să fie cele mai favorabile pentru această tehnologie, deoarece aici se găsește cel mai mare gradient termic oceanic. Acest sistem are potențialul de a funcționa neîntreruptă, factor care o deosebește de energia solară sau eoliană.
Mai mult, acest tip de energie are un impact redus asupra mediului din punct de vedere al emisiilor, deoarece nu generează deșeuri toxice sau emisii de gaze cu efect de seră. Cu toate acestea, efectele sale asupra ecosistemelor marine continuă să fie evaluate.
Funcționarea energiei mareelor
Sistemul de energie mareelor folosește un ciclu termodinamic, în general Ciclul Rankine, similar cu cel folosit la centralele termice conventionale. Acest proces implică pomparea apei calde de la suprafața oceanului într-un schimbător de căldură, unde este folosit pentru a evapora a fluid de lucru cum ar fi amoniacul sau propanul, care sunt selectați pentru punctele lor scăzute de fierbere.
Aburul generat de acest schimb de căldură antrenează o turbină conectată la un generator, care produce energie electrică. Vaporii trec apoi printr-un condensator răcit cu apă oceanică adâncă, readucendu-l la starea sa lichidă pentru a reporni ciclul. În funcție de designul său, sistemul poate fi buclă închisă (unde nu se eliberează fluidul de lucru) sau din ciclu deschis, unde se eliberează vapori de apă.
Succesul unei plante de maree depinde în mare măsură de disponibilitatea unor cantități mari de apă caldă și rece. Acest lucru necesită construirea de țevi mari care trebuie să ajungă până la 1000 metri adâncime pentru a extrage apa rece. Utilizarea acestor sisteme pe marea liberă implică provocări logistice și tehnologice.
Zonele cele mai propice pentru energia mareelor
Performanța optimă a unei centrale mareomotrice depinde de diferenta de temperatura între straturile de apă de suprafață și cele de adâncime. Acest fenomen este mai pronunțat în zonele tropicale, unde radiația solară constantă încălzește apa de suprafață.
Există trei straturi principale în oceane care sunt cruciale pentru acest proces:
- Stratul de suprafață: Situată până la 200 de metri adâncime, are temperaturi cuprinse între 25 și 30 de grade Celsius.
- Stratul mijlociu: la adâncimi de 200 până la 400 de metri, unde temperatura scade semnificativ.
- Strat profund: care se află la peste 1000 de metri adâncime, cu temperaturi cuprinse între 2 și 5 grade Celsius.
Zonele cele mai favorabile pentru instalarea centralelor termice mareice includ regiunile situate în apropierea Ecuador, cum ar fi Oceanul Pacific, estul și vestul Americii Centrale și coasta de est a Floridei, printre altele.
Provocări și avantaje ale energiei mareelor
În ciuda promisiunilor acestui tip de energie, implementarea sa pe scară largă continuă să prezinte provocări. Una dintre principalele provocări este cost ridicat al infrastructurii pentru a construi mari uzine offshore. În plus, transportul energiei generate pe continent necesită cabluri submarine, care trebuie să fie rezistent la coroziune și la presiunile extreme ale adâncimii.
Cu toate acestea, principalul său avantaj este capacitatea de a genera energie în mod continuu și fără întreruperi, spre deosebire de alte energii regenerabile care depind de vreme. Una dintre cele mai notabile inițiative este în China și Australia, unde companiilor le place Lockheed Martin au explorat viabilitatea comercială a acestei tehnologii.
În plus, energia mareelor are a impact redus asupra mediului în ceea ce privește emisiile de gaze cu efect de seră, ceea ce o face o opțiune atractivă pentru tranziția la energie curată.
În următorii ani, odată cu progresele tehnologice și reducerea costurilor de producție, energia mareelor ar putea juca un rol relevant în viitorul energiei regenerabile, în special în regiunile tropicale care au acces la gradienții termici necesari.
În cele din urmă, deși experimentele la scară largă nu au condus încă la dezvoltarea în masă a plantelor comerciale, energia mareelor oferă o potential nelimitat în multe zone ale lumii. Cercetările actuale și evoluțiile tehnologice sugerează că în următoarele decenii această sursă de energie curată s-ar putea consolida ca una dintre principalele soluții energetice.