Technical University of Civil Engineering Bucharest

Energia Valurilor

1. Introducere

Energia Valurilor

Miscarea continua a suprafetei marilor si oceanelor constituie o forma de energie regenerabila care in ultimii ani incepe sa fie captata in diverse dispositive. Energia valurilor consta in miscarea de suprafata a valurilor si din fluctuatiile de presiune de sub suprafata apei.

Dispozitivele pentru captarea energiei valurilor se instaleaza langa mal,in departare sau in larg. Pe langa avantajele evidente captarea energiei valurilor are si unele dezavantaje precum impactul vizual sau fizic asupra habitattului marin, scurgerile tozixice ale lichidelor folosite in constracutia dispozitivelor de captare si conflictul cu navele comerciale.

Cercetarile in domeniul energiei valurilor au cunoscut pe plan mondial o amploare deosebita in ultimii 35 de ani. In prezenr, captarea si conversia energiei valurilor se aplica pe scara larga in nenumarate geamanduri si insatalii de semnalizare. Realizarea insa a unor centrale electrice bazate pe energia valurilor mai necesita eforturi, in prezent desfasurandu-se o activitate sustinuta in multe tari ale lumii.

Energia Valurilor

Valurile se formeaza datorita actiunii vanturilor care sufla deasupra apei si se produc numai in zonele aflate la suprafata marii. Marimea valurilor generate depinde de viteza vantului, durata sa si lungimea de apa peste care sufla (lungimea de actiune). Miscarea apei rezultata poseda energie cinetica, ce poate fi exploatata de echipamente special concepute. Parametri fizici ce caracterizeaza valurile sunt inaltimea si perioada .

Cele mai bogate resurse de valuri se produc in zone in care vanturile puternice au calatorit pe distante lungi. Din acest motiv, cele mai bogate resurse in valuri din Europa se regasesc de-a lungul coastelor vestice care se astern la limita unei lungi zone de actiune, adica Oceanul Atlantic. Langa coasta, energia valurilor descreste, datorita frecarii cu patul marii; ca urmare, valurile formate in zonele mai adanci din larg, care au o buna expunere, vor avea cea mai mare energie.

2. Sursa de energie si localizare

Energia Valurilor

Energia valurilor corespunzatoare starii reale a unei mari se masoara prin proprietatile statistice ale valurilor, adica ale inaltimii si perioadei acestora.

E = 1/8 ρ*g *sE = energia mediata pe un interval specific de timp; ρ = densitatea apei marii; g = acceleratia gravitationala; Hs – inaltimea semnificativa a valurilor.

Energia Valurilor

3. Situatia pe plan International

In prezent exista sute de geamanduri de semnalizare care utilizeaza energia valurilor, fabricate de China si Jponia, si se depun eforturi deosebite pentru a se reliza central de mare putere. Aceste central se bazeaza pe diverse principia.Analizand modul de functionare a acestor central, se poate constata ca toate au o caracteristica comuna, si anume generatoarele prin turbine.

In prezent exista sute de geamanduri de semnalizare care utilizeaza energia valurilor, fabricate de China si Jponia, si se depun eforturi deosebite pentru a se reliza centrale de mare putere. Aceste centrale se bazeaza pe diverse principii.Analizand modul de functionare a acestor centrale, se poate constata ca toate au o caracteristica comuna, si anume generatoarele prin turbine.

Energia Valurilor

3. Situatia pe plan International

Pe coastele vestice ale Europei, im particular in Portugalia, Spania si Franta, lunile de vara (iunie – septembrie, dar in special iulie – august) pot fi foarte sarace in valuri.

Resursele favorabile de energie a valurilor se pot regasi in zone cu retele relativ slab dezvoltate, chiar in Europa. Viitorul pentru implementarea la scara mare a proiectelor pentru energia valurilor va fi determinat partial de gradul in care sursele de energie regenerabila maritime vor constitui o prioritate la nivel transnational.

Nu este suficienta reusita in, dezvoltarea tehnologiei si in initiativele singulare la nivel international pentru integrarea in retea a energiei electrice produsa din valuri la scara mare, ci va fi nevoie de realizarea unor investitii majore la nivel international in structura retelei, atat pe uscat cat si in larg si intre diferite tari  (adica Reteaua Europeana Transnationala).

Energia Valurilor

4. Tipuri de tehnologii

Constructorii utilizeaza multe metode pentru proiectarea echipamentelor destinate exploatarii energiei valurilor.

Atenuator – Acesta este un echipament flotant lung, aliniat perpendicular pe frontul valului. Echipamentul practic calareste valul si capteaza energia cand valul trece, restrictionand selectiv miscarile de-a lungul lungimii acestuia.

Energia Valurilor

4. Tipuri de tehnologii

Puncte de absorbtie axial simetrice – acestea reprezinta o structura flotanta care absoarbe energia valurilor in toate directiile, in virutea miscarii sale la sau langa suprafata apei. Are dimensiuni mici comparativ cu lungimea tipica a valului, de ordinul a catorva metri. Proprietatea punctelor de absorbtie axial simetrice este aceea de a absorbi energia din zone ale marii mai mari decat dimensiunile echipamentului.

Energia Valurilor

4. Tipuri de tehnologii

Convertoarele oscilatiei de nivel al valului (CONV) – Acestea sunt colectori plasati langa suprafata, fixati pe un brat pivotant amplasat langa patul marii. Bratul oscileaza ca un pendul invers, datorita miscarii particulelor de apa in valuri. Exemple prezente din aceasta categorie sunt Waveroller complet submersat si Oyster la suprafata. Un echipament mai vechi din acest tip, Pendulul japonez, avea clapeta cuplata langa suprafata, atarnand in jos, bagata in structura de cheson.

Energia Valurilor

4. Tipuri de tehnologii

Coloanele de apa oscilante (CAO) – Acestea sunt structuri gaurite, partial imersate, care sunt deschise catre mare sub suprafata apei, astfel incat contin aer prins deasupra unei coloane de apa. Valurile determina ridicarea si coborarea coloanei, actionand ca un piston, comprimand si decomprimand aerul. Acest aer este canalizat catre o turbina cu aer pentru a produce energie. Cand sunt corespunzator proiectate pentru starea dominanta a marii, CAO pot fi reglate pentru perioada valului incident, in scopul de a intra in rezonanta.

Energia Valurilor

4. Tipuri de tehnologii

Dispozitive de presiune diferentiala submerse – Acestea sunt dispozitive submersate amplasate uzual langa tarm si prinse de patul marii. Miscarea valurilor determina cresterea si coborarea nivelului apei marii peste dispozitiv, inducand o presiune diferentiala, care determina ridicarea si coborarea dispozitivului cu valurile. Cand sunt proiectate corespunzator pentru starea marii si aceasta categorie de dispozitive are de asemenea caracteristici semnificative de puncte de absorbtie.

Energia Valurilor

5. Concluzii

Energia clasica, provenita din resursele naturale este epuizabila. In urma unor cercetari stiintifice s-a ajuns la concluzia ca in 40 de ani resursele de petrol se vor termina, gazele naturale mai stau la dispozitia noastra abia 60 de ani, iar consumul actual al carbunelui duce la epuizarea acestuia in aproximativ 200 de ani.

Dupa aceste calcule, oamenii de stiinta au gasit o alternativa pentru aceasta energie clasica, si anume energiile neconventionale (care se folodesc la nivel mondial de aproximativ 35 de ani). Furnizarea acestora este o sarcina importanta a politicii energetice si de mediu, la nivel global. Economisirea energiei, a combustibililor si cresterea puternica a eficientei folosirii acestora, constituie in prezent unul din obiectele prioritare ale planurilor de dezvoltare economica si sociala ale fiecarei tari. Tot mai multe tari privesc aceasta problema cu un interes ridicat, problemele energetice devenind o preocupare generala a lumii contemporane.

Este nevoie de noi pentru ca eforturile comune de popularizare a practicilor pentru folosirea energiilor neconventionale sa isi atinga tinta, astfel orice alternativa de folosire a energiei este de mare folos pentru natura, chiar daca deocamdata acesta implica si un efort financiar deosebit pentru fiecare din noi.

Va multumesc pentru atentie!

Ing. Dilirici Mihai

Technical University of Civil Engineering Bucharest