Jít na vyhledávání

Výklad

Výklad

Budoucnost mořské energetiky je spojena s využitím silných mořských proudů pohánějících přílivové turbíny (Zdroj: © Alexandr Mitiuc / stock.adobe.com)

Budoucnost mořské energetiky je spojena s využitím silných mořských proudů pohánějících přílivové turbíny

Nejen tekoucí voda v krajině má energetický potenciál. Také v mořích a oceánech se ukrývá obrovské množství energie, kterou se lidé přirozeně snaží využít a přeměnit ji na energii mechanickou nebo elektrickou.

Využít lze energii mořského přílivu a odlivu, energii ukrytou v mořských proudech, dokážeme využít tepelnou energii moří a oceánů a dokonce i energii mořských vln lze důmyslně přeměnit na elektřinu. Například slapové jevy využívali lidé již v 15. století, když stavěli přílivové mlýny ve vhodných úžinách.

Silné proudy, vznikající při přílivu a odlivu, využívají ponořené přílivové turbíny (Zdroj: © breedfoto / stock.adobe.com)

Silné proudy, vznikající při přílivu a odlivu, využívají ponořené přílivové turbíny

Energie přílivu

Přílivové elektrárny pracují na principu zachytávání vody při vysokém přílivu. Voda, která se nahromadí v bazénu v době přílivu, se při odlivu vypouští přes bariéru, ve které jsou nainstalovány turbíny. Teoreticky lze tyto turbíny využívat v obou směrech, ale více ekonomické je jejich využití jen při odlivu. Tento typ elektráren je úspěšně provozován například ve Francii, v Ruské federaci a v Číně.

Podobně jako velké hydroelektrárny i velké přílivové elektrárny představují značný zásah do životního prostředí. Přehrazení zálivu omezuje migraci ryb, provoz lodí a navíc v zálivu dochází ke zvýšené sedimentaci.

Přílivová elektrárna využívá rozdíl hladin v zálivu a na otevřeném moři vznikající v jednotlivých fázích přílivu a odlivu. Vyrovnáváním hladin vzniká vodní proud roztáčející turbíny

Pohled na přílivovou elektrárnu na řece Rance poblíž francouzského města Saint Malo (Zdroj: Wikipedia.org)

Pohled na přílivovou elektrárnu na řece Rance poblíž francouzského města Saint Malo

Větší budoucnost než přehradové elektrárny mají proto před sebou přílivové turbíny. Ty jsou samostatně umístěny na mořském dně, takže nenarušují okolní prostředí, a pohání je silné proudy, které vznikají při přílivu a odlivu ve vhodně tvarovaných mořských úžinách.

Největší přílivová elektrárna na světě Sihwa leží v Jižní Korei. Byla spuštěna v roce 2011 a celkovým výkonem 254 MW překonala doposud největší přílivovou elektrárnu na řece Rance ve Francii. Ještě větší přílivová elektrárna by mohla vzniknout přehrazením ruského Penžinského zálivu. Měla by výkon 87 GW, ale o praktické realizaci tohoto projektu se zatím neuvažuje.

Energie mořských proudů

3D model elektrárny využívající mořské proudy

Oceánské proudy vznikají v důsledku rozdílného ohřívání mořské hladiny sluncem. U některých proudů přispívá ke vzniku i rozdílná salinita, hustota vody, topografie mořského dna a rotace Země. Proudy jsou relativně stálé a tečou stále jedním směrem. Nejznámějším mořským proudem je Golfský proud. Jeho rychlost dosahuje mezi Floridou a mysem Heterras 3,2 km/h při dně a 8 km/h na povrchu. Jedna tisícina jeho energie by mohla zásobovat 35 procent Floridy elektřinou. Dalšími proudy jsou třeba Kalifornský proud nebo Humboldtův proud.

Mořské proudy jsou sice pomalejší než vítr, ale nesou mnohem víc energie díky hustotě vody. Na její využití pomýšlí USA, Japonsko a Čína. Ve vývoji jsou různé typy turbín, které svým principem připomínají klasickou větrnou elektrárnu. Pohybují se ovšem pomaleji, takže skrz ně mohou bez problémů proplouvat ryby.

Mapa mořských proudů (Zdroj: © maciek905 / stock.adobe.com)

Mapa mořských proudů

Tepelná energie moří

První návrh na využití teplotního rozdílu v oceánu k výrobě elektřiny padl ve Vernově románu Dvacet tisíc mil pod mořem z roku 1870. Až v roce 1930 sestrojil první OTEC elektrárnu (22 kW) na Kubě francouz Georges Claude.

Uzavřený (vlevo) a otevřený (vpravo) cyklus konverze tepelné energie oceánů

Uzavřený (vlevo) a otevřený (vpravo) cyklus konverze tepelné energie oceánů

Pohled na pozemní zařízení OTEC v Keahole Point na pobřeží Kona na Havaji (Zdroj: Wikipedia.org)

Pohled na pozemní zařízení OTEC v Keahole Point na pobřeží Kona na Havaji

Ve světových oceánech se nachází obrovské množství tepelné energie. Využití teplotního rozdílu mezi vrchními a spodními vrstvami vody je jeden ze způsobů získávání elektrické energie z oceánů.

Existují systémy konverze tepelné energie oceánů (OTEC) s otevřeným a uzavřeným cyklem. V uzavřeném Rankinově cyklu se používá teplosměnné médium (např. amoniak), které teplota povrchové vody odpaří, vzniklé páry pohání nízkotlakou turbínu a chladnější mořská voda médium opět zkondenzuje. V otevřených cyklech se používá jako pracovní médium mořská voda, která se snížením tlaku odpaří. Po průchodu turbínou a kondenzaci je voda odsolená a vhodná na pití. Speciální arktická varianta systému OTEC využívá rozdíl mezi 2 °C teplou vodou pod ledem a až −50 °C chladným vzduchem.

Energie mořských vln

3D model prototypu elektrárny využívající mořské vlny

Sluneční záření, dopadající na zemský povrch, nerovnoměrně ohřívá vzduch nad souší a oceány a vzniká vítr, který dává sílu mořským vlnám. Bylo prokázáno, že tato energie má z celosvětového hlediska obrovský potenciál. Vývoj elektráren využívajících mořské vlny probíhá hlavně v krajinách jako jsou Japonsko, Velká Británie, Irsko, Norsko a Dánsko. Ve světě byly vyrobeny nejrůznější prototypy elektráren, od pohybujících se bójí, hladinových tlumičů, přeplňovacích zařízení a konvertory využívající pružné membrány.

Na videu si prohlédněte jedno z možných řešení využívající vlnění hladiny mořského příboje, kde vzduch stlačovaný vlněním hladiny pohání obousměrnou turbínu.

Systém využití mořských vln Pelamis zpracovává kyvný pohyb dlouhých spojených ramen na vodní hladině (Zdroj: Wikipedia.org)

Systém využití mořských vln Pelamis zpracovává kyvný pohyb dlouhých spojených ramen na vodní hladině

Vrátit se nahoru
detail