• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy kierują uwagę na energię morską

    23.08.2012. 17:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Zespół naukowców z Izraela i Wlk. Brytanii odkrył, że produkcja energii elektrycznej z energii oceanów na Ziemi może wzrosnąć dwukrotnie dzięki wykorzystaniu nowatorskich metod przewidywania energii falowej. Wyniki, zaprezentowane w czasopiśmie Renewable Energy, mogą pomóc naukowcom w dalszych badaniach nad morską energią odnawialną, tak aby mogła się stać optymalnym źródłem energii. Badania zostały dofinansowane z projektu WAVEPORT (Demonstracja i wdrożenie na skalę komercyjną konwertera energii falowej z innowacyjnym systemem dostrajania międzyfalowego), który otrzymał ponad 4,5 mln EUR z tematu "Energia" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    Naukowcy z Uniwersytetu w Exeter, Wlk. Brytania, i z Uniwersytetu w Tel Awiwie, Izrael, uzyskali energię ponad dwukrotnie większą od tej produkowanej obecnie dzięki opracowaniu sposobu precyzyjnego przewidywania siły kolejnej fali. W efekcie powstała znacznie sprawniejsza technologia.

    Eksperci twierdzą, że choć energia morska mogłaby dostarczać Wlk. Brytanii ponad dwukrotnie więcej energii elektrycznej, to jednak jej pozyskiwanie i przetwarzanie przegrywa w starciu z energią słoneczną i wiatrową. Bez dotacji, energia morska nie jest również konkurencyjna rynkowo. Podczas gdy poczyniono znaczące postępy w tej dziedzinie badań, naukowcy nie byli w stanie stworzyć systemu, który nie ulegałby uszkodzeniu w nieprzyjaznym środowisku morskim. Nie udawało im się też zwiększyć sprawności pozyskiwania energii z fal.

    Tutaj właśnie do akcji wkraczają najnowsze badania. Brytyjscy i Izraelscy naukowcy uporali się z tymi problemami poprzez wyposażenie urządzeń w możliwość dokładnego przewidywania siły kolejnej fali i reagowania poprzez pozyskiwanie z niej maksymalnej ilości energii. Obrali za cel absorbery punktowe - pływające urządzenia, których części poruszają się w reakcji na fale. Wytwarzają energię, którą przekazują następnie do sieci.

    Zdaniem naukowców sprawność absorberów punktowych pod względem wytwarzanej ilości energii jest wyższa, jeżeli ich reakcja dokładnie odzwierciedla siłę fal. Podczas gdy wcześniejsze badania kładły nacisk na podniesienie wydajności, w toku tych ostatnich obrano za cel zwiększenie sprawności urządzenia poprzez przewidywanie i kontrolowanie wewnętrznych sił wywoływanych przez nadchodzące fale.

    Naukowcy opracowali system, który wyposaża urządzenie w możliwość pozyskiwania maksymalnej ilości energii, dzięki przewidywaniu nadchodzącej fali. Dane pozwalają zatem, aby program aktywnie kontrolował reakcję, jaka jest wymagana na falę o określonej wielkości. Ryzyko uszkodzenia urządzenia zostało obniżone, gdyż reaguje ono odpowiednio do siły kolejnej fali. Efektem jest zatem wykluczenie konieczności wyłączania urządzenia w czasie niestabilnych warunków pogodowych, tak jak ma to obecnie miejsce.

    "Nasze badania mogą potencjalnie przynieść ogromne postępy w rozwoju branży odnawialnej energii morskiej" - zauważa autor naczelny, dr Guang Li z Uniwersytetu w Exeter. "Korzyści zapewniane przez energię falową są znaczące, niemniej postęp w tej technologii stanowi wyzwanie. To istotny krok naprzód, który może otworzyć drogę energii falowej do odegrania znaczącej roli w zapewnianiu nam energii elektrycznej".

    Współautor, dr Markus Mueller z Instytutu Środowiska i Zrównoważenia w kampusie Cornwall Uniwersytetu w Exeter, powiedział: "Kolejnym krokiem przed nami jest sprawdzenie, na ile sprawne może być to podejście w dużej skali, poprzez przetestowanie go na farmach konwerterów energii falowej".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Miejsce dostarczania energii elektrycznej (ang. point of supply, supply terminals) MD – umowny punkt, w którym następuje przekazanie (dostawa lub odbiór) energii elektrycznej przez jednego partnera handlowego drugiemu. Miejscem dostarczenia (MD) może być fizyczny punkt w sieci będący umownym punktem granicznym, w którym następuje przekazanie energii elektrycznej. Wielkość energii elektrycznej dostarczonej lub odebranej jest wyznaczana na podstawie pomiarów energii oraz algorytmów wyznaczania ilości energii. Generator magnetohydrodynamiczny, generator magnetogazodynamiczny – urządzenie do przetwarzania energii cieplnej gazu w energię elektryczną. W urządzeniu zamiana energii cieplnej w energię mechaniczną przebiega bez wprawiania w ruch elementów urządzenia. Zamiana energii następuje poprzez zamianę energii cieplnej na energię kinetyczną plazmy, a ta na energię elektryczną. W celu łatwiejszej jonizacji gazu stosuje się tzw. posiew, czyli wprowadzenie do gazu metali alkalicznych o niskich potencjałach jonizacji, jak cez, rubid, potas, sód, w ilości 0,1-1%. Konwersja energii jest zamianą jednej jej postaci na inną. W myśl zasady zachowania energii energia całkowita nie ulega zmianie. Jednak poszczególne składniki wchodzące w skład energii całkowitej mogą rosnąć lub maleć. W maszynach i urządzeniach energetycznych występuje zwykle kilka stopni konwersji energii.

    Wirtualne miejsce dostarczania energii elektrycznej - miejsce dostarczania energii elektrycznej, w którym jest realizowana dostawa tej energii niepowiązana bezpośrednio z jej fizycznymi przepływami. Jej ilość wyznaczana jest przy użyciu algorytmów na podstawie umowy sprzedaży energii elektrycznej. Kondycjonowanie energii – to proces mający na celu umożliwienie i optymalizację współpracy źródeł energii elektrycznej i odbiorów, poprzez zmianę parametrów energii.

    Parytet sieci (ang. grid parity) to określenie sytuacji, w której nowe źródło energii może dostarczać energii elektrycznej po koszcie uśrednionym mniejszym albo równym kosztowi nabycia energii w sieci energetycznej. Termin ten jest najczęściej używany w dyskusjach na temat nowych instalacji odnawialnych źródeł energii, w szczególności nowych technologii produkcji energii z biomasy, wiatrowej i słonecznej, które obecnie wchodzą na rynek. Układ pomiarowo-rozliczeniowy energii elektrycznej – liczniki i inne urządzenia pomiarowe lub pomiarowo-rozliczeniowe, w szczególności: liczniki energii czynnej, liczniki energii biernej oraz przekładniki prądowe i napięciowe, a także układy połączeń między nimi, służące bezpośrednio lub pośrednio do pomiarów energii elektrycznej i rozliczeń za tę energię.

    Zasada zachowania energii – empiryczne prawo fizyki, stwierdzające, że w układzie izolowanym suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała (nie zmienia się w czasie). W konsekwencji, energia w układzie izolowanym nie może być ani utworzona, ani zniszczona, może jedynie zmienić się forma energii. Tak np. podczas spalania wodoru w tlenie energia chemiczna zmienia się w energię cieplną. Trójgeneracja (także trigeneracja) jest to skojarzone technologicznie wytwarzanie energii cieplnej, mechanicznej (lub elektrycznej) oraz chłodu użytkowego, mające na celu zmniejszenie ilości i kosztu energii pierwotnej niezbędnej do wytworzenia każdej z tych form energii odrębnie. W systemach ciepłowniczych, w okresie letnim, poprawia ekonomiczność produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu z ciepłem przy niskim zapotrzebowaniu odbiorców na energię cieplną i istniejącym zapotrzebowaniu na chłód użytkowy. Jest technologicznym rozszerzeniem kogeneracji.

    Akumulator hydrauliczny - urządzenie do gromadzenia energii hydraulicznej. Energia ta jest gromadzona w postaci energii sprężystości ciała stałego, gazu bądź w postaci energii potencjalnej ciężaru. Akumulatory te stosuje się w instalacjach, w których występuje jedynie okresowe zapotrzebowanie na energię hydrauliczną lub w których w pewnych momentach powstają chwilowe szczyty poboru energii. Do zadań tych akumulatorów należy gromadzenie energii, tłumienie uderzeń, zmniejszanie falowania ciśnieniowego w obwodach hydraulicznych, zapobieganie kawitacji. Akumulatory w połączeniu z siłownikami i zaworami dławiącymi używane są w tzw. hydropneumatycznych zawieszeniach pojazdów mechanicznych.

    Postulat 100% energii odnawialnej pojawił się w związku z globalnym ociepleniem i innymi problemami ekologicznymi (np. zanieczyszczeniem powietrza) oraz gospodarczymi (np. wyczerpywanie się energetycznych surowców nieodnawialnych). Wzrost wykorzystywania odnawialnych źródeł energii następuje znacznie szybciej, niż ktokolwiek to przewidywał. Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu stwierdził, że jest niewiele technologicznych granic integracji portfela technologii odnawialnych źródeł energii, aby zapewnić z nich większość całkowitego światowego zapotrzebowania na energię. Mark Z. Jacobson twierdzi, że rozpoczęcie produkcji całej nowej energii tylko z wiatru, energii słonecznej oraz energii wodnej jest możliwe w 2030 r., a istniejący system dostaw energii może zostać zastąpiony całkowicie do 2050 r. Przeszkody w realizacji planu 100% energii odnawialnej są postrzegane jako "przede wszystkim społeczne i polityczne, a nie technologiczne lub ekonomiczne". Jacobson wskazuje, że koszty energii z wiatru, słońca, wody powinny być podobne do dzisiejszych kosztów energii. Europejska Rada ds. Energii Odnawialnej (EREC) wskzuje, że Unia Europejska może do 2050 zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych o ponad 90% jeśli cała produkcję energii przestawi na źródła odnawialne.

    Hybrydowy układ wytwórczy – mały zespół współpracujących jednostek wytwórczych energii elektrycznej albo energii elektrycznej i ciepła, o zróżnicowanych nośnikach energii pierwotnej (odnawialne i nieodnawialne) lub zawierające układy do magazynowania energii, przy czym sterowanie i koordynacja ich współpracy odbywa się przy wykorzystaniu zaawansowanych układów energoelektronicznych. Energia termiczna (zwana też potocznie energią cieplną) – część energii wewnętrznej układu, która jest związana z chaotycznym ruchem cząsteczek układu. Miarą energii termicznej jest temperatura. Każda postać energii może się przemienić w energię termiczną, czemu towarzyszy wzrost entropii.

    Dyssypacja (dysypacja) energii, rozpraszanie energii – przekształcanie energii uporządkowanego ruchu makroskopowego w energię chaotycznie rozłożoną na wiele stopni swobody, najczęściej – energię ruchów termicznych cząstek. Zrównoważona energia – efektywność energetyczna i energia odnawialna są uznawane za dwa filary zrównoważonej polityki energetycznej. Obie strategie muszą być rozwijane równocześnie, aby stabilizować i redukować emisje dwutlenku węgla oraz innych zanieczyszczeń. Wydajne używanie energii jest kluczowe dla spowalniania wzrostu zapotrzebowania na energię, tak by rosnące dostawy czystej energii mogły powodować głębsze redukcje w wykorzystaniu paliw kopalnych. Jeśli konsumpcja energii będzie rosła zbyt szybko, rozwój energii odnawialnej nie nadąży, by osiągnąć ten cel. Analogicznie, jeśli źródła czystej energii nie staną się powszechnie dostępne, spowolniony wzrost popytu w niewystarczającym stopniu przełoży się na ograniczenie całkowitych emisji węgla; potrzebne jest także zmniejszenie udziału węgla w źródłach energii. W związku z tym zrównoważona polityka energetyczna wymaga większych zobowiązań zarówno w odniesieniu do wydajności jak i źródeł odnawialnych.

    Dodano: 23.08.2012. 17:37  


    Najnowsze