Энергия моря. Другие виды альтернативной энергетики

Некоторые ученые считают, что нашу планету правильнее было бы называть не Земля, а Вода, ведь около трех четвертей поверхности планеты покрыты водой. Огромным аккумулятором энергии является Мировой океан - он поглощает большую часть энергии, поступающей от Солнца. Используют также приливы и отливы, океанские течения, мощные реки, которые несут огромные массы воды в моря и океаны. Раньше все люди научились использовать энергию рек.

Энергия воды (гидроэнергия)

Энергия воды, или биоэнергия, также является превращенной энергией Солнца. Падение воды издавна использовалось для вращения лопастные колес и турбин. Вода была первым источником энергии, а первой машиной, с помощью которой человек использовал энергию воды, была примитивная водяная турбина. Более 2000 лет назад горцы на Ближнем Востоке уже пользовались водяным колесом в виде вала с лопатками: поток воды, отведенный из ручья или реки, давил на лопатки, передавая им свою кинетическую энергию. Лопатки двигались, а поскольку они были жестко скреплены с валом, то вращался вал. К нему в свою очередь прикреплялось мельничный жернов, который вместе с валом вращалось относительно недвижимого нижнего жернова. Именно так работали первые "механизированные" мельницы для зерна. Но сооружали только в горных районах, где реки и ручьи были большие перепады и сильное давление.

Вода, которую еще в древние времена использовали для выполнения механической работы, до сих пор остается хорошим источником энергии, теперь уже электрической. Энергия падающей воды, вращает водяное колесо, служила непосредственно для размола зерна, распиловки древесины и производства тканей. Однако мельницы и лесопилки на реках стали исчезать, когда в 30-х годах XIX в. началось производство электроэнергии у водопадов.

На современной гидроэлектростанции (ГЭС) масса воды с большой скоростью устремляется на лопатки турбин. Вода течет через защитную сетку и регулируемый затвор стальным трубопроводом к турбине, над которой установлен генератор. Механическая энергия воды посредством турбины передается генератору и там превращается в электрическую. После этого вода стекает в реку через туннель, постепенно расширяется, теряя при этом свою скорость.

По мощности ГЭС делятся на мелкие (с установленной мощностью до 0,2 МВт), малые (до 2 МВт), средние (до 20 МВт) и крупные (более 20 МВт); за давлением - на низконапорные (напор до 10 м), среднего напора (до 100 м) и высоконапорные (более 100 м). В отдельных случаях дамбы высоконапорных ГЭС достигают высоты 240 м. Они сосредотачивают перед турбинами водную энергию, накапливая воду и поднимая ее уровень. Турбина - энергетически очень выгодна машина, потому что в ней вода легко меняет поступательное движение во вращательное. Тот же принцип часто используют и в машинах, которые внешне совсем не похожи на водяное колесо (если на лопатки воздействует пар, то речь идет о паровые турбины). На типовых ГЭС КПД нередко составляет 60-70%, то есть 60-70% энергии нисходящей воды превращается в электрическую.

Сооружение гидростанций стоит дорого, и они требуют значительных эксплуатационных затрат, зато их "топливо" бесплатное и ему не грозит никакая инфляция. Первоисточником энергии является Солнце, испаряет воду из океанов, морей и рек. Водяной пар конденсируется в виде дождя выпадает в возвышенных местностях и стекает вниз к морю. Гидростанции строят на пути этого стока для перехвата энергии движения воды - энергии, которая в противном случае была бы израсходована на перенос отложений к морю.

Поэтому гидроэнергетика не совсем безвредной для окружающей среды.

Рассмотрим некоторые негативные последствия для природы, связанные с сооружением плотин на реках. Когда течение реки замедляется, как это обычно происходит при попадании ее вод в водоем, зависший осадок начинает опускаться на дно. Ниже водохранилища чистая вода, попадая в реку, гораздо быстрее размывает речные берега, будто восстанавливая тот объем осадков, который был утрачен в водохранилище. Итак, усиление эрозии и абразии берегов ниже по течению от водохранилища - обычное явление.

Дно водоема постепенно покрывается слоем осадков, который периодически выступает на поверхность или снова затопляется, когда уровень воды падает и поднимается в результате сброса воды или прилива. Со временем осадков накапливается столько, что они начинают занимать значительную часть полезного объема водохранилища. Это означает, что водохранилище, сооруженное для хранения запасов воды или контроля за наводнениями, постепенно теряет свою эффективность. Накоплению большого количества осадков в водохранилище можно частично предотвратить, если осуществлять регулярный контроль за количеством обломочного материала, снесенного потоками воды.

Невидимые до поры до времени кучи осадков, которые становятся видимыми только при низкого стояния воды в водоеме, - не единственная причина, по которой многие выступают против строительства плотин. Есть и другая, более важная: после заполнения водохранилища под водой оказываются ценные земли, без возможности восстановления. Исчезают также ценные животные и растения, причем не только сухопутные; рыбы, населяющие перегороженную плотиной реку, тоже могут исчезнуть, поскольку плотина преграждает путь к местам их нереста.

Есть и другие проблемы, связанные со строительством плотин и водохранилищ. В определенные периоды качество воды в водоеме и, соответственно, качество воды, выпускаемой из него, может быть очень низкой. В течение лета и осени нижние слои воды в водоеме збидниються кислородом, что обусловлено одновременным действием двух процессов: неполным перемешиванием воды и бактериальным расписанию отмерших растений в донных слоях, требует большого количества кислорода. Когда эта бедная кислородом вода выпускается из водохранилища, прежде всего страдают рыбы и другие водные организмы ниже по течению.

Несмотря на все это, преимущества ГЭС очевидны - постоянно восстановительный самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствие загрязнения окружающей среды.

Сегодня для работы ГЭС на реках созданы водохранилища, часто даже каскады водохранилищ. Реальный гидроэнергетический потенциал всех рек мира оценивается в 2 900 ГВт, а практически для производства гидроэлектроэнергии используется менее 1000 ГВт. В мире сейчас работают десятки тысяч ГЭС. То есть пока людям служит лишь небольшая часть гидроэнергетического потенциала Земли. Ежегодно огромные потоки воды, образующиеся от дождей и таяния снегов, стекают в моря неиспользованными. В случае задержания их с помощью дамб, человечество получило бы дополнительно огромное количество энергии.

Вода – источник жизни на земле. Это одно из самых уникальных и удивительных явлений на нашей планете, обладающее множеством уникальных свойств, использование которых может быть очень выгодно и полезно для человека. Энергия воды, ровно как и энергия солнца или воздуха, является возобновляемым источником энергии, так необходимым в сложившихся условиях. Все прекрасно понимают, что внутренние Земные ресурсы не безграничны и рано или поздно они закончатся (причем, учитывая постоянно растущий «аппетит» человечества, это произойдет скорей рано, чем поздно). Поэтому проблема поиска альтернативных источников энергии так важна сегодня, а вода предлагает нам одно из решений этой проблемы.
Итак, энергия воды, пожалуй, одна из первых энергий, которую люди научились использовать в своих целях. Вспомнить хотя бы первые речные мельницы. Принцип их работы прост и в то же время гениален: движущийся поток воды вращает колесо, преобразуя кинетическую энергию воды в механическую работу колеса. По сути все современные гидроэлектростанции работают именно так же. С одним важным дополнением: далее механическая энергия преобразуется в электрическую.

Энергию воды грубо можно разделить на три типа по ее виду, в котором она преобразовывается:
1. Энергия приливов/отливов. Вообще само явление отлива очень интересно и долгое время оно никак не могло быть объяснено. Большие массивные (и разумеется близкие к Земле) космические объекты, такие как Луна или Солнце, действием своей гравитации приводят к неравномерному распределению воды в океане, создавая «горбы» из воды. Из-за вращения земли начинается движение этих «горбов» и их перемещение к берегам. Но из-за того же вращения Земли, положение океана относительно Луны изменяется, уменьшая тем самым действие гравитации.
Во время прилива заполняются специальные резервуары, располагающиеся на береговой линии. Резервуары образуются благодаря дамбам. Во время отлива вода начинает свое обратное движение, которое и используется для вращения турбин и преобразования энергии. Важно, чтобы разница высот во время прилива и отлива была как можно больше, иначе подобная станция просто не сможет себя оправдывать. Поэтому приливные электростанции создаются, как правило, в узких местах, где высота приливов достигает хотя бы 10 метров. Например приливная станция во Франции в устье реки Ранее.
Но такие станции имеют и свои минусы: создание дамбы приводит к увеличению амплитуды приливов со стороны океана, а это влечет за собой затопление суши соленой водой. Как следствие – изменение флоры и фауны биологической системы, причем не в самую лучшую сторону.
2. Энергия морских волн. Несмотря на то, что природа этой энергии весьма схожа с вышеописанной, ее все же принято выделять в отдельную ветвь. Данный вид энергии обладает довольно высокой удельной мощностью (приблизительная мощность волнения океанов достигает 15 кВт/м). Если высота волны будет около двух метров, то это значение может увеличиться до 80 кВт/м. Разумеется, это идеализированные данные, потому что перевести всю энергию волнения в электрическую не удастся, но все же коэффициент преобразования довольно высок – 85%.
На сегодняшний день использование энергии морских волн не особо распространено из-за ряда сложностей, возникающих при создании установок. Пока эта сфера находится только на стадии экспериментальных исследований.
3. Гидроэлектростанции. А этот вид энергии стал доступным для человека благодаря совместной «работе» трех стихий: воды, воздуха и, конечно же, солнца. Солнце испаряет с поверхности озер, морей и океанов воду, образуя облака. Ветер перемещает газообразную воду к возвышенным областям, где она конденсируется и, выпадая в виде осадков, начинает стекать обратно к своим первоисточникам. На пути этих потоков ставятся гидроэлектростанции, которые перехватывают энергию падающей воды и преобразуют ее в электрическую. Мощность, вырабатываемая станцией, зависит от высоты падения воды, поэтому на ГЭС стали создаваться дамбы. Они так же позволяют регулировать величину потока. Разумеется создание такого огромного сооружения стоит очень дорого, но ГЭС полностью себя окупает благодаря неисчерпаемости используемого ресурса и свободного доступа к нему.
У данного типа энергии, по аналогии с остальными, имеются как плюсы, так и минусы. Так же как в случае использования энергии приливов, создание ГЭС приводит к затоплению большой площади и нанесению непоправимого ущерба местной фауне. Но даже с учетом этого обстоятельства можно говорить о высокой экологичности ГЭС: они наносят только локальный ущерб, не загрязняя атмосферу Земли. В попытках уменьшить ущерб, наносимый станциями разрабатываются все более новые методы их работы, постоянно совершенствуется конструкция самих турбин. Одним из предложенных методов стало «накачивание» аккумуляторов. Вода, прошедшая через турбины не утекает дальше, а накапливается в больших резервуарах. Когда нагрузка на ГЭС становится минимальной, за счет энергии атомной или тепловой станции сохраненная вода перекачивается обратно вверх и все повторяется. Этот метод выигрывает как по экологическим, так и по экономическим показателям.
Еще одну очень интересную область придумали эксперты Комиссии по атомной энергетике в Гренобле, Франция. Они предлагают использовать энергию падающего дождя! Каждая падающая капля обладает своим воздействием. Попадая на пьезокерамический элемент, она воздействует на него физически, что приводит к возникновению электрического потенциала. Далее электрический заряд видоизменяется (так же как в микрофонах электрических сигнал преобразуется в колебания). Благодаря многообразию своих форм, вода обладает поистине громадным энергетическим потенциалом.
На сегодняшний день гидроэнергетика уже весьма развита и составляет 25% от мирового производства электроэнергии, а учитывая темпы ее развития можно смело говорить, что она является весьма перспективным направлением.

С давних времён люди, наблюдая за тем, как текут реки, с высоких гор ниспадают «локоны» водопадов, поняли, что можно использовать энергию воды в собственных целях.

Момент осознания этой возможности – стал переломным для цивилизации: на берегах рек и у водопадов стали строить мельницы, лесопилки и прочие технологические сооружения, которые в своей работе использовали силу водных потоков. С изобретением электричества, необходимость в строительства подобного рода сооружений именно у источников воды отпало – для привода в действие механизмов стали использовать энергию электрического тока.

Но её величество вода недолго оставалась в стороне: с быстро растущей потребностью в электроэнергии человек начал задумываться над тем, как получить это самое электричество при минимальных затратах. И вот в конце прошлого века, а точнее – в 80-е годы – началась эксплуатация гидроэлектростанций, преобразующих энергию воды в электрический ток. Конструкции гидроэлектростанций могут быть самыми разнообразными. К примеру малые гидроэлектростанции могут представлять из себя здания из металлоконструкций с установленным в них оборудованием разной мощности.

Среди многих методов получения электричества из энергии водных потоков преобладают два:

Первый из них использует такое явление, как океанские приливы . Процесс прилива объясняется воздействием гравитационного поля луны на огромные массы океанских вод. Действие приливов проявляется в повышении уровня воды в регионе, находящемся на минимальном расстоянии от ночного светила и повторяются с цикличностью 2 раза в сутки и привязаны к положению Луны и времени года. Влияние Солнца на океанские приливы – намного меньше из-за несоизмеримо большего расстояния его от земли по сравнению с Луной.

Высота подъёма уровня воды при приливах не превышает 0,5м. В тех же случаях, когда перемещение воды ограничены, волны могут достигать высоты 5-10м. Действие приливной энергии идёт на то, чтобы заполнит резервуар, образованный дамбой. Поток воды, образующийся при отливе, целесообразно использовать в качестве движущей силы, аналогично тому, как это происходит на гидроэлектростанциях. Мест, подходящих под строительство приливных электростанций, во всём мире не так уж и много. Для обоснованности строительства таких станций необходимо, чтобы разность уровней воды во время прилива и отлива достигала таких показателей, которые позволяли бы использовать образующуюся силу для преобразования в электроэнергию. Некоторые учёные говорят о возможности использования в этих же целей энергию океанских и морских волн. Но степень целесообразности данного предложения весьма смутна, в силу рассеянности данного вида энергии на большой площади и практически невозможности её концентрации.

Кроме энергии приливов-отливов, течений и волн имеется также тепловая энергия океанов, которую, теоретически, возможно использовать на нужды человечества. По некоторым подсчётам при использовании приливов, можно получить 780 миллионов кВт электроэнергии. Под действием солнечных лучей вода из водоёмов испаряется, достигая определённой высоты, конденсируется и затем выпадает в виде дождя. Стекая с более высоких мест в низину, образовывает бурные потоки и водопады . На этом-то этапе и выгодно использование гидроэлектростанций , для преобразования энергии воды в электрическую.

В отличие от первых гидростанций, которые использовали течение рек в их первозданном виде, современные ГЭС строятся на искусственных дамбах, позволяющих многократно увеличить энергетический потенциал реки, путём повышения высоты падения воды.

Прогресс не стоит на месте, и сегодня изобретены турбины, получать достаточное количество энергии при меньших отливах и приливах, чем ранее.

В качестве вывода хочется заметить, что доля энергии, вырабатываемой всеми ГЭС мира, на сегодняшний день составляет всего 20% от всего мирового энергетического запаса. В плане развития данной отрасли в наиболее выгодном положении находятся страны третьего мира.

Сегодня в моей статье я хочу затронуть довольно интересную и актуальную тему на данную пору года: “Женщина, солнце, море и песок…” Мы поговорим с Вами о том, как женщине оставаться красивой, здоровой, уровновешенной и спокойной в суетной обыденности нашего мира,как уметь накапливать женскую энергию и дарить ее своим близким людям, а так же как научиться ей пользоваться и уметь баловать себя, и как делать это правильно. У каждой из Женщин бывают периоды энергетического спада.

Для меня, как и для многих деувушек, одним из самых приятных моментов в жизни является посещение морского курорта, или, просто, хотя бы поход на пляж после лютых холодов суровой зимы и скверных сюрпризов долгожданной весны. Когда я приезжаю на море, я восстанавливаюсь и душой, и телом.Когда организм истощен, душа настолько сильно требует гармонии, а мозг просто хочет отдыха- женщинам просто не обходимо посещение берегов моря как часть антистрессовой программы, которая призвана успокоить нервы, восстановить нервную систему, устранить утомление и снизить напряжение.

Летом,находясь на берегу, можно почувствовать все 4 стихии: Вода - море, Земля - песок, Огонь - Солнце, Воздух - ветер. Это своего рода медитация - наполнить себя лучами и энергией солнца. Пойти поплавать, или, просто полежать на песке у подножья морских волн, ведь вода успокаивает и заряжает!Необходимо напомнить, что каждый из основных элементов, которые содержатся в морской воде, оказывает на человеческий организм целительное воздействие. Так магний способствует укреплению иммунитета, кальций – костной ткани, калий влияет на нормализацию кровяного давления, йод отвечает за регулирование обмена веществ, бром успокаивающе действует на нервную систему, сосуды сами собой сужаются, по мере же нахождения в воде снова расширяются. Тем самым укрепляется кровеносная система. Ритмичные движения при плавании укрепляют все без исключения мышцы, начиная от сердечной и заканчивая икроножными. Плавание в море является отличным средством для развития легких, а также для профилактики патологий осанки.

Но все же вернемся к женской силе и воздействию моря на нее. Когда женщина слышит шум морских волн, она должна концентрироваться на организации своих мыслей, стараясь привести их в порядок. Необходимо настроить себя на “волну” внутреннего спокойствия.На самом деле, женщине необходимо находиться в таком состоянии, только так она сможет гасить чрезмерные свои эмоции, cвоего мужа, своих детей и так далее. Когда женщина спокойна, спокойно и все вокруг,а как мы знаем,в спокойный, гармоничный дом и хочеться возвращаться… Почему так важно женщине быть на море или находиться возле воды? «Все гениальное - просто» - любила повторять амеба, нежась в луче солнца.

Шутка? Конечно! Но как часто, находя изящный и оригинальный выход из затруднительного положения, мы произносим эту крылатую фразу. Она стала столь привычной, что мы уже не задумываемся ни над ее глубоким смыслом, ни над тем, кому принадлежит это высказывание. На самом деле,вода-это женская стихия, хотя ведические писания больше твердят, что женская стихия-это речная вода,но можно смело утверждать, что море по-настоящему мужского рода, ведь оно такое сильное, активное, бурлящее и соотвественно может подарить женщине массу незабываемых и ни с чем не сравнимых впечатлений. Море очень позитивно влияет на женщин, у которых не все в порядке с личной жизнью… И в данном случае я не говорю о курортных романах, хотя море полностью способствует этому, я говорю о более тонких вещах, море действительно несет в себе очень сильную мужскую энергию, купаясь в его волнах женщина получает недостающие ей все эмоциальные посылы. И чем больше женщина извлекает энергии из моря, тем больше она гармонизируется и вершит баланс в своей жизни,чем больше у вас женской силы, тем больше ее становиться и в последующем. Так вы научитесь накапливать силы,что поспособствует преумножению умению освобождать сознание от омрачений, душу от зажатости через очищение – избавляться от негативных состояний души и качеств

характера, таких как категоричность, осуждение, обиды, гнев, непринятие, раздражительность, ревность, зависть, страхи, депрессии и. Иначе энергия застаивается, давит на тело изнутри и вызывает как физические, так и душевные недуги. Поэтому обязательно приезжайте на море, балуйте себя такими”волнами” и вы увидете насколько будут меняться ваши внутренние состояния, как вы становитесь еще более привлекательной и здоровой как для себя, так и для окружающих!Скажу более, это не баловство, а необходимость! Подарив такую малость своему телу, Вы удивитесь собственному сиянию и отличному настроению. Приятного Вам отдыха!

До недавнего времени распространение возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, происходило на земле. Энергия океанов оставалась практически незадействованной. Но времена меняются. Производство экологически безопасной энергии из океанов приобретает все больше сторонников по всему миру. Многое еще впереди. Ожидается, что ветер, волны и течения океанов внесут значительную долю в удовлетворение энергетических потребностей человека.

Скрытый клад

В океанах кипит энергия. Сила прилива передвигает огромные массы воды. Сильные ветры вызывают большие волны. Почти 90% мировой энергии ветра содержится в турбулентности над поверхностью морских вод. Ветер, волны и течения вместе взятые содержат в 300 раз больше энергии, чем потребляется человечеством в настоящий момент. Долгое время это изобилие не было использовано. В последние годы, однако, мы начинаем приручать эту энергию. Построены первые . Сотни генераторов строятся, чтобы конвертировать энергию морских течений и волн в электричество. Основными видами морской возобновляемой энергии являются:

· Энергия ветра
· Энергия волн
· Энергия прилива
· Энергия морских течений
· Энергия, получаемая из-за различий температур на различных глубинах океана (преобразование тепловой энергии океана в электрическую - OTEC),
· Энергия, получаемая из-за различий содержания соли в соленой и пресной воде (осмотическая энергия).
Теоретически эти источники энергии могут удовлетворить потребности всей человеческой расы. Однако, только часть из этого потенциала можно использовать: разработка многих морских районов, таких как глубокая часть морей, практически недостижима, стоимость прокладки кабеля делает такие проекты нерентабельными.

Многие потенциальные места в прибрежных районах также не могут быть использованы, так как они либо отведены под рыболовство, либо под судоходство, либо защищены законом. Тем не менее, эти виды возобновляемой энергии все же могут удовлетворить значительную долю потребностей человечества в электроэнергии в будущем.

Оффшорная ветряная энергия

Ветряная энергия сейчас является на самом продвинутом этапе своего развития, и перспективы очень многообещающи. Эксперты оценивают, что только морская ветряная энергия может в будущем поставить около 5 000 тераватт-часов (TWh) электричества в год по всему миру, что примерно составляет до трети текущего потребления электроэнергии 15 500 тераватт-часов (1 тераватт-час составляет 1 триллион ватт). Ожидается, что оффшорные ветряные электростанции только в Европе смогут поставлять около 340 тераватт-часов энергии в год к 2015 году.

На данный момент всего в мире было осуществлено около 40 проектов по морской ветряной энергии, большинство из них находятся в Великобритании, Дании, Нидерландах и Швеции. Очевидны две тенденции. Одна в том, что установки становятся все больше и больше в размерах, и вторая в том, что установки постоянно перемещаются все глубже в морские воды, что позволит строить такие ветряные электростанции на больших площадях. Тогда как в начале этого столетия ветряные станции строились в прибрежных районах на глубине от 2 до 6 м, ветряные турбины сейчас крепятся к океанскому дну на глубинах более 40 м.

Разрабатываются также плавучие оффшорные концепты и для больших глубин. Первый в мире плавучий завод по производству электроэнергии недавно был построен вблизи побережья Норвегии норвежско-германским консорциумом. Благодаря опыту строительства сотен тысяч ветряных электростанций на суше технология ветряной электроэнергии в море является достаточно исследованным источником энергии.

Однако, высокая скорость ветра и суровые природные условия в море означают, что требуются некоторые технологические улучшения, это факт, который выявился после возникновения проблем при строительстве первой крупной ветряной электростанции в море в Дании. По этой причине только 12 ветряных турбин от различных производителей изначально были построены и протестированы на немецкой первой морской ветряной электростанции "Alpha Ventus". Находящаяся в Северном море в 40 км от острова Боркум, эта ветряная станция была спонсирована Федеральным министерством экономики Германии.

Строительство таких заводов в море все еще стоит дороже, чем на суше, из-за сложных работ в основании и непростых соединений с линиями. Тем не менее, согласно экспертам, отрасль оффшорной ветряной энергии, поддержанная инвестициями, продолжит значительно расти в ближайшие годы.

Энергия волн

Мировой технический потенциал энергии волн оценивается на уровне 11 400 терраватт-час в год. Его возобновимый потенциал на 1 700 терраватт-часов в год составляет примерно 10% мировых потребностей в электроэнергии. Существуют различные концепции генерации электричества из энергии волн, большинство из которых могут быть классифицированы в три основных типа:

• Принцип «осциллирующего водяного столба» – действие волны вынуждает воду двигаться вверх и вниз в заполненной воздухом камере. Воздух вытесняется через турбину, которая генерирует электричество. Первые пилотные волновые электростанции такого типа были установлены недавно в Португалии, Шотландии и Японии.

• Принцип «колеблющегося тела» - волновые электростанции этого типа используют движение океанских волн для генерации электричества. В них используются полуогружные генераторы, на которых буек двигается вверх-вниз либо из стороны в сторону. Другие системы такого типа состоят из подвижных компонентов, которые двигаются относительно друг друга, создавая гидравлическое давление в масле. Масло, в свою очередь, приводит в движение турбину. Система ‘Pelamis’, первая в мире волновая электростанция, была установлена в 2008 году вблизи побережья Португалии и соединена с электролинией подводным кабелем. Подобные станции планируются к постройке в Испании и Португалии.

• Принцип «перелива» – как в дамбе, такие устройства оснащены резервуаром, который заполняется набегающими волнами до уровня выше уровня моря. Энергия падающей воды обратно в океан используется, чтобы приводить в движение турбину. Прототипы и плавучих, и стоячих систем такого типа уже были установлены в Дании и Норвегии.

Энергия прилива

Электростанции, работающие на энергии прилива, работают по схожему принципу с гидроэлектростанциями, отличие в том, что водяные массы не текут вниз, но движутся туда и обратно с приливами и отливами. В отличие от других форм морской энергии, энергия прилива уже используется в коммерческих целях в течение некоторого времени. Электростанция La Rance начала работать в 1966 в Сент Мало на Атлантическом побережья северной Франции, где река LaRance впадает в море. При приливе вода устремляется через большие турбины электростанции, а при отливе течет обратно. Электростанция, рассчитанная на 240 мегаватт, имеет мощность, схожую с газовой электростанцией. За последние 20 лет похожие станции были установлены в Канаде, Китае, России, хотя и значительно меньшего размера. В Великобритании планируется строительство крупной электростанции на энергии прилива на реке Северн между Англией и Уэльсом. Такая станция может обеспечить до 7% потребностей всей Великобритании в электроэнергии.

Однако критики опасаются, что строительство таких дамб может разрушить природные ресурсы и среду обитания. Экологический вред может быть очень значительным. По этой причине сейчас обсуждаются альтернативные концепции и районы размещения.

Энергия океанских течений

Энергия океанских течений также может быть применена в генерации электричества, с использованием погружных роторов, которые приводятся в движение течениями. Оценивается, что электростанции на энергии приливов и морских течений совместно могут поставить до 100 терраватт-часов электричества в год в мировом масштабе.

Уже некоторое время проводятся тесты на концепциях роторов, таких как система Seaflow, прототип которой начал работу вблизи побережья Англии в 2003 году. Его последователь, SeaGen, сейчас работает в Странгфорд Нерроус вблизи побережья Ирландии. По этой концепции два ротора устанавливаются на корпусе электростанции. Это увеличивает выработку электричества и снижает высокую стоимость постройки.

Такие установки в океанах должны выдерживать очень суровые условия с подводными течениями и волнами, намного сильнее, чем, например, ветряные турбины, и по этой причине требуется их длительное тестирование на прочность. Тем не менее, технология SeaGen очень близка с моделью ветряной турбины. Угол лопасти и скорость вращения могут настраиваться, чтобы подстроиться с превалирующим течением. Другие концепции основываются на фиксированных, ненастраиваемых системах.

Энергия от разности температур слоев воды

Технология преобразования тепловой энергии океана в электрическую использует разницу температур в воде на поверхности океана и глубоких слоях воды для производства электроэнергии. Чтобы запустить цикл на такой электростанции разница температур должна быть как минимум 20 градусов. Следовательно, технология подходит для более теплых морских районов. Теплая вода используется, чтобы выпарить жидкость, кипящую на низких температурах, производя пар, который приводит в движение турбину. Холодная морская вода (4-6 градусов) затем закачивается с глубины нескольких сотен метров и используется для охлаждения и конденсации пара обратно в жидкое состояние.

До недавнего времени стоимость строительства электростанций OTEC была слишком высокой из-за трубопроводов длиной более 100 м и мощных насосных систем. Правительство США поддержало развитие и тестирование OTEC в середине 1970х, но финансирование было прекращено в 1980х. Однако, интерес к этой технологии возобновился в недавнее время. Американско-тайваньский консорциум планирует строительство установки мощностью на 10 мегаватт на Гаваях. Кроме того, общественные организации и бизнес во Франции запустили инициативу IPANEMA, которая направлена на продвижение как океанских возобновимых источников энергии, так и технологии OTEC. Оценивается, что OTEC имеет потенциал в несколько тысяч терраватт-часов электроэнергии в год. В отличие от энергии ветра и волн, эта форма производства электричества не подвержена колебанию погодных условий.

Энергия, получаемая от разности содержания соли в пресной и морской воде

Осмотическая электростанция - совершенно новый вид генерации энергии. Он использует осмотическое давление, которое возникает между соленой и пресной водой, когда они накачиваются в двойную камеру и разделяются специальной полупроницаемой мембраной. Технология все еще находится в самом начале своего развития. В 2009 члены норвежского синдиката построили первую в мире осмотическую электростанцию в Осло фьорде. Завод был разработан специально, чтобы развивать эту технологию, в настоящее время он генерирует всего несколько киловатт электричества. Однако значительный потенциал мирового производства электроэнергии из осмотического процесса в будущем может принести до 2000 тераватт-часов в год.

Правительственная помощь в развитии энергетических систем будущего

Нет сомнения, что были сделаны большие шаги в развитии технологий возобновляемой энергии, получаемой из океанов. Хотя многие технологии обещают коммерческую выгоду, однако, почти все из них зависят от дотаций, так как они разрабатываются небольшими молодыми компаниями. Кроме технологического и экономического риска, сложностью также является достижение проектных размеров, для которых могут потребоваться значительные инвестиции. Субсидии для этих технологий жизненноважны. Различные страны предлагают такие программы.

Департамент энергии США и ЕС уже инвестируют несколько сотен миллионов евро в их развитие. Сложное согласование строительства заводов и подведения высоковольтных линий также должно быть упрощено. В Германии разрешение на морскую ветряную электростанцию находится полностью в руках Федерального морского и гидрографического агентства, но в США операторы электростанций должны пробиваться через различные агентства и разрешения. Ослабление этих правил принесло бы значительную пользу развитию возобновляемых источников энергии в мире.

Правильное расположение экологически чистых электростанций

В будущем до строительства энергетических систем в море должны будут осуществляться экологические оценки того, как технология влияет на морскую экологическую среду. Многие подходящие районы расположения электростанций, вероятно, будут запрещены на экологических основаниях. Следовательно, эксперты разливают между техническим потенциалом энергетической технологии и его возобновимым потенциалом. В технический потенциал входят все места расположения электростанций, которые теоретически осуществимы. В возобновимом потенциале учитываются экологические факторы, такие как ущерб, наносимый заводом рекам. Возобновимый потенциал соответственно ниже, чем технический. Эксперты говорят о необходимости территориального планирования океанских технологий возобновимых источников энергии. До настоящего момента различные процессы получения разрешений применялись к ветряным и волновым электростанциям. Чтобы сократить процесс получения разрешений и планирования, было бы рационально совместить несколько технологий производства электроэнергии в территориальном планировании, тем самым отдавая морские районы целиком для возобновляемых источников энергии. Таким образом, было бы намного легче совместить разные технологии в одном районе, например, ветряные турбины, на которых также установлены электростанции на энергии подводных течений.