Verschil tussen getijden- en golfenergie

Invoering

Getijden en golven zijn twee natuurlijke gebeurtenissen die op water voorkomen en hoewel ze vergelijkbaar zijn in die zin dat ze verband houden met waterlichamen, verschilt hun vermogen om energie te genereren in een aantal opzichten wat betreft opwekking, kracht en betrouwbaarheid [1]. Naarmate de wereld afstand neemt van hun afhankelijkheid van niet-hernieuwbare energiebronnen, beginnen er nieuwe en innovatieve manieren voor energieopwekking te worden onderzocht die een minimaal effect zullen hebben op omliggende omgevingen en gemeenschappen. Speciale boeien en turbines worden vaak gebruikt om hun kracht vast te leggen en om te zetten in schone elektriciteit, maar net als de meeste opkomende technologieën zijn ze duur in ontwerp en ontwikkeling. Ondanks zowel getij- als golfenergie afkomstig van de oceaan, is er nog steeds een groot onderscheid tussen beide.

Wat is getijdenenergie?

Getijden worden gedefinieerd als de opkomst en ondergang van de zeespiegel veroorzaakt door de zwaartekracht van de maan en de zon op de aarde. Ze zijn niet alleen beperkt tot de oceanen, maar kunnen ook in andere systemen voorkomen als er een zwaartekrachtveld bestaat. Bovendien, terwijl het grootste deel van de aarde wordt beïnvloed door de zwaartekracht van de zon, is dit niet zo gemakkelijk zichtbaar op het water. De maan zelf heeft een meer prominent effect op de getijden, omdat het veel dichter bij de aarde is in vergelijking met de zon. Kustlijnen ervaren ofwel een dagelijks dag- of semi-diurnaal getij dat bestaat uit respectievelijk één of twee hoge en lage getijden. Deze getijden worden beïnvloed door een reeks factoren, zoals de uitlijning van de zon en de manen, de vorm van de kustlijn en veranderingen in de waterdiepte.

Wat is golfenergie?

Golfenergie, ook wel oceanenergie genoemd, wordt gedefinieerd als energie die wordt gebruikt door oceaangolven. Terwijl de wind over het oppervlak van de oceaan waait, creëert het golven en dus kunnen ze ook worden aangeduid als energie die over het oppervlak van het water beweegt. Golven die zijn ontstaan ​​als gevolg van wind worden meestal windgolven genoemd en ze komen het meest effectief voor op wateroppervlakten omdat er geen landmassa's zijn om de kracht van de wind te weerstaan ​​[2]. Deze golven, die vaak op het oceaanoppervlak worden gezien, komen ook vrij voor op meren, rivieren en kanalen en kunnen worden gedefinieerd als ofwel capillaire golven, rimpelingen, zeeën of deining. Geen twee golven zijn hetzelfde met elke golf verschillend in hoogte en afstand tussen de toppen en dalen.

Hoe worden getijden gevormd?

Terwijl de maan rond de aarde ronddraait, oefent het een zwaartekracht uit waardoor een vloed ontstaat die over de aarde beweegt. Terwijl de maan over de aarde cirkelt, beweegt de aarde zelf ook in een kleine cirkel en deze traagheid veroorzaakt een getij aan de andere kant van de aarde. Dit staat bekend als de twee hoogtijverschillen waartussen eb en vloed zal optreden [3].

Hoe worden golven gevormd?

De veranderende patronen van de snelheid, duur en afstand waarmee de wind waait, zullen de vorm van de gevormde golven beïnvloeden. Bovendien zullen de vorm en afmeting van de respectieve gevormde golven ook afhangen van het resulterende aantastende systeem en kunnen gemakkelijk helpen bij het verkleinen van de oorsprong van de golven. Hoge, steile golven die snel stijgen en dalen zijn bijvoorbeeld nieuw gevormd en zijn vaak het resultaat van nabijgelegen weersystemen zoals lokale stormen, terwijl lange gestage golven meestal worden gevormd door extreme weersomstandigheden die zich veel verder voordoen, soms van stormen die mogelijk zelfs in een ander halfrond.

Golfenergie gebruiken

Deze energie van de golven kan worden benut en gebruikt voor een reeks nuttige activiteiten zoals elektriciteitsopwekking, ontzilting en het pompen van water in reservoirs. Vaak aangeduid als golfvermogen, hoe sterker de golven, hoe groter het vermogen om energie te produceren. De ruwe verticale beweging van oceanische golven bevat een grote hoeveelheid kinetische energie die wordt opgevangen door golfenergietechnologieën. Golfenergie wordt meestal ingezet met behulp van twee soorten systemen, namelijk off shore en on shore-systemen. Offshore-systemen werken in diep water en maken gebruik van pompen of slangen om energie te verzamelen via roterende turbines. Systemen op het land aan de andere kant zijn gebouwd langs kusten en halen energie uit brekende golven. Een van de voordelen van golfenergie is dat het aanvulbaar en duurzaam is, omdat golven altijd aan de wal wassen afhankelijk van de weersomstandigheden en hoogstwaarschijnlijk niet zal stoppen met vormen gedurende een lange periode. Aangezien deze veel gebruikte technologieën niet eenvoudig zichtbaar zijn voor naburige gemeenschappen, is het effect op de esthetische waarde laag, waardoor ze een gemakkelijker te accepteren technologie zijn om te gebruiken. Hoewel het een hernieuwbare energiebron is, is het moeilijk om deze energie efficiënt in elektriciteit om te zetten. Uitrusting is ook moeilijk te ontwikkelen en te ontwerpen gebleken, zodat ze bestand zijn tegen schade door stormen en corrosieve actie van omringend zoutwater. Hoewel veel van deze technologieën kosteneffectief zijn, is het echter niet zo goedkoop in vergelijking met andere energieopwekkende systemen.

Golfenergietechnologieën

Tot op heden zijn er drie hoofdtypen van golfenergietechnologieën. De eerste maakt gebruik van drijvers of boeien om elektriciteit te genereren uit oceanische golven die hydraulische pompen aandrijven. Het tweede type gebruikt een oscillerende waterkolom om elektriciteit te genereren uit de opkomst en daling van water in een cilindrische schacht. Dit gebeurt meestal aan de kust. Het water drijft lucht uit de as, die op zijn beurt een luchtaangedreven turbine aandrijft. Het derde type maakt gebruik van een taps toelopend kanaal met zich op of op een afgelegen locatie. Deze technologie concentreert golven en drijft ze in een verhoogd reservoir waar energie wordt opgewekt met behulp van een turbine [5].

Gebruik van getijdenenergie

Terwijl alle kustgebieden eb en vloed ervaren, kan deze energie alleen worden aangewend en gebruikt voor elektriciteitsproductie als het verschil tussen de eb en vloed groot genoeg is. De belangrijkste soorten getijdenenergie omvatten 1) kinetische energie verkregen uit de stromen van veranderende getijden en 2) potentiële energie verkregen uit veranderende hoogten tussen hoog- en laagtij. Een van de voordelen van het gebruik van getijden als energiebron is dat het betrouwbaarder is omdat het gebaseerd is op de zwaartekracht van de maan en dus kan worden voorspeld. Dat gezegd hebbende, hoewel het kan worden voorspeld, is een van de nadelen dat deze bron slechts 6 - 12 uur per keer energie zal genereren, waardoor de langdurige beschikbaarheid wordt verminderd [4]. Deze intermitterende energieproductie zorgt voor een minder betrouwbare energiebron. Het gebruik van deze energie kan natuurlijke migratieroutes voor zeedieren en reguliere vaarroutes verstoren. Turbines die worden gebruikt voor energieopwekking kunnen een grote hoeveelheid vis in het gebied doden. Dat gezegd hebbende, het vermogen om getijdenenergie als een bron van elektriciteit te gebruiken, kan vervolgens de afhankelijkheid van kolengestookte opwekkingsbronnen verminderen, wat op zijn beurt de hoeveelheid CO zal verminderen.₂ emissies.

Getijde energietechnologieën

Veel gebruikte technologieën voor het genereren van getijdenenergie zijn getijdendammen of dammen die een sluis over het waterlichaam bevatten. Voorbij de sluis zijn hydroturbines. Naarmate het tij verandert, drijft het ongelijke waterpeil door de sluis heen en drijft de turbine aan [5]. In de loop van de tijd werden echter een groot aantal stroomafwaartse effecten op zowel de kustlijn als de omliggende mariene ecosystemen opgemerkt, wat resulteerde in de ontwikkeling van een reeks nieuwere, milieuvriendelijkere modellen. Deze omvatten getijdenlagunes, getijdenhekken en onderwater getijdenturbines.

Verschil tussen getijdenenergie en golfenergie

We hebben al bepaald dat getijden en golven onder compleet verschillende omstandigheden worden gevormd. Getijden zijn de opkomst en ondergang van de oceaan veroorzaakt door de zwaartekracht van de maan en de zon op de aarde, terwijl golven de windenergie over het oppervlak van de oceaan bewegen, waardoor golven veel gemakkelijker te meten zijn dan in vergelijking met getijden. Getijden zijn minder opvallend dan wanneer ze worden vergeleken met golven en zijn meestal te zien aan de kusten die van invloed zijn op de hoeveelheid zichtbaar water en zand. Golven aan de andere kant zijn te zien aan de oppervlakte van de oceaan die op en neer gaat. Hoewel getijdenenergie dagelijks fluctueert en golfvermogen een meer duurzame bron van energie kan zijn, wordt het niet algemeen gebruikt omdat slechts een klein aantal testsites wereldwijd bestaat [4].

Samenvatting van verschillen

Tidal Energy	Golfenergie
Uitgevoerd van de opkomst en ondergang van zeespiegels	Benut van golven die zich langs het oppervlak van de oceaan bewegen
Veroorzaakt door de zwaartekracht van de maan en de zon op de aarde	Veroorzaakt door wind
Intensiteit wordt beïnvloed door de locatie en positie van de aarde	Intensiteit wordt beïnvloed door windkracht
	Wordt ook wel golfvermogen genoemd
Typen getijdenenergie omvatten kinetische en potentiële energie	Typen golfenergie omvatten kinetische energie
Benut met stuwen, dammen, getijdenafscheidingen en getijdenturbines	Benut met offshore en onshore systemen
Betrouwbaarder omdat het gebaseerd is op de zwaartekracht van de maan en de zon	Minder betrouwbaar omdat het gebaseerd is op het effect van de sterkte van de wind op het wateroppervlak
Discontinue energiebron die ongeveer 6 - 12 uur per keer wordt gegenereerd	Continue bron van energie
Kan migratieroutes van vogels en vaarroutes verstoren en leiden tot grote hoeveelheden visdoden	Het effect op omliggende omgevingen, ecosystemen en gemeenschappen is laag
Hoge bouwkosten maar lage onderhoudskosten	Extreem hoge opstartkosten voor het ontwerpen en ontwikkelen van de vereiste technologie