Obnovitelné zdroje

Článků v rubrice: 192

Elektřina z mořských vln

Délkový metr každé větší mořské vlny nese výkon 30 až 80 kW. Využít tuto sice nestálou, ale věčně se obnovující energii k výrobě elektřiny se od konce druhé světové války neúspěšně pokoušely stovky vynálezců nejrůznějšími principy a konstrukcemi. Od osmdesátých let se do vývoje zapojila řada západoevropských univerzit a podniků. První kWh do domácností na pobřeží Britanie, Irska, Skotska, Norska a Portugalska však začaly proudit z větších testovacích až roku 2008.

Fotogalerie (7)
Nejdéle vyvíjený systém Wave Dragon zakotvený od r. 2007 nedaleko Pembrokeshire na pobřeží Wellsu

Prvních pět stále ještě experimentálních vlnových elektráren s komerčním provozem v současné době disponuje elektrickým výkonem v řádu megawattů, cena vyrobené kWh se pohybuje okolo 10 eurocentů. Do vývoje v Evropě se s podporou EU pouštějí větší zkušené společnosti a firmy, které do roku 2020 slibují vybudování komerčních jednotek s výkony 10 až 100 MW; ty budou schopny produkovat kWh v přijatelné ceně 30 eurocentů.

Energie z houpajících se plováků
Nejstarší pokusy vedly cestou bójí, zakotvených do mořského dna. Závaží výkyvného mechanizmu uvnitř plováku kmitajícího nárazem vln se snaží udržet svislou polohu mechanizmu, který převádí výkyvy systémem pák a ozubených kol na otáčivý pohyb vestavěného generátoru. Výkon po léta stačil jen k nabíjení akumulátoru světelného zdroje těchto bójí. Teprve po roce 1970 skotský inženýr Stephen Salter začal zkoušet k pohonu generátorů využít hydraulické motory skryté v plovácích tvaru kachního krku, jejichž vzájemné natáčení postupujícími vlnami stlačovalo pomocí pístů olej v uzavřeném systému. Podobný systém s využitím třídílných vorů zkoušel i vynálezce vznášedel, inženýr Cockerell. Vzájemné prolamování jednotlivých částí vorů přenášela táhla na hydraulický pístový systém pohánějící elektrický generátor. Podobná monstra ale každá větší bouře je poničila. Odolnější se ukázaly být až vlnové elektrárny Pelamis se čtveřicí ocelových plováků spojených klouby, které vzájemným „prolamováním“ účinkem běžících vln vytvářejí pomocí pístů vysoký tlak v hydraulickém systému, jehož hydromotory pohánějí alternátory. Čtyřdílný 130 m dlouhý Pelamis, zakotvený v okruhu 10 km od pobřeží, dodává kabelem do trafostanice na pobřeží výkon kolem 750 kW. První slibovaná komerční elektrárna se čtyřmi jednotkami o celkovém výkonu 2,2 MW sice technicky uspěla na Portugalském pobřeží, ale finanční problémy a neustálé poruchy přivedly společnost Ocean Power Delivery v roce 2009 k bankrotu a jednotky byly odtaženy remorkéry do Evropského střediska mořské energie (EMEC) u pobřeží Orknejí. Skotsko si od systému Pelamis slibuje do roku 2020 získávat 2/5 výroby z plánovaných obnovitelných zdrojů.

Vlnové elektrárny OWC se vzduchovými turbínami
Norská strojírna Kvaerner se roku 1985 vydala cestou příbojových elektráren na principu oscilujícího vodního sloupce (OWC = Oscilating Water Column). V betonové a ocelové komoře na pobřežím srázu kmitá náporem vln hladina a způsobuje vytlačování vzduchu, proháněného přes vzduchovou turbínu. Reverzní tzv. Wellsova turbína pracuje, i když hladina periodicky klesá a nasává vzduch přes oběžné kolo turbíny. Po dvouletém úspěšném provozu však 500kW vlnovou elektrárnu zničila bouře do základů. Stejným způsobem skončila v roce 1995 na mořském dně podobná elektrárna na ostrově Islay. Elektrárny OWC se zkoušejí i na Azorském ostrovu Pico, v Číně a Japonsku. V říjnu 2010 byla spuštěna zatím nejvýkonnější OWC elektrárna Mk3PC v australském Port Kembla s výkonem 2,5 MW, v plovoucím provedení.

Uspěje dánský „Vlnový drak“?
S novým principem v rámci programu EMEC pracuje roku 2004 spuštěná pokusná elektrárna „Wave Dragon“ (v překladu Vlnový drak) u dánského pobřeží. Jde o rozměrnou plovoucí plošinu zakotvenou v zálivu s vysokým vlnobitím. Nabíhající vlny se šplhají trychtýřově zužující rampou do vyvýšené ocelové nádrže, z níž pak s využitím spádu asi 4 metrů voda protéká zpět přes Peltonovy turbíny s výkony po 20 kW. Variantou jsou plavidlům podobné projekty FWPV (Floating Wave Power Vessel), s jakým např. kotví švédská společnost Seapower u Shetlandských ostrovů. Monstra tohoto typu zřejmě naruší rybolov a turistům výhled na moře, ale několik dalších projektů v Austrálii, Jižním Walesu, v Portlandu, v USA a na Havaji počítá s výrobou elektřiny s jejich pomocí v řádu megawattů.

Pobřežní „kývačka“ OYSTER
Koncem roku 2009 dostalo 450 domácností na Orknejském ostrovu elektrickou energii z nového typu vlnových elektráren s kývajícími deskami v ocelovém, do dna zakotveném rámu. Desky s plochou kolem 50 m2 se nárazy vodních mas těsně pod hladinou v intervalu vln 8 až 20 sekund vykyvují sem a tam a pístovým mechanizmem vytlačují hydraulickou kapalinu pod vysokým tlakem skrz elastické potrubí do malé pobřežní stanice s hydrogenerátorem o výkonu 315 kW. Podobným principem jí kopíruje 300kW prototyp zařízení „Wave Roller“ spuštěný koncem roku 2009 na testovacím středisku EME.

Nové technologie na obzoru
Mezi nejmladší testované systémy budoucích vlnových elektráren se řadí systém AWS (Archimedes Wave Swing), vyvíjený britskou společností Ocean Energy Ltd. Nevyužívá rázu vln nebo bočních výkyvů různých štítů, ale reaguje na změnu vodního tlaku zvyšujícího se pod hřebeny vln. Jde o dva koaxiálně postavené a teleskopicky vůči sobě posuvné válce o průměru 12 m. Horní vlivem tlaku klesá a spolu s ním klesá do spodního válce s induktorem i kovové jádro. Využitím principu lineárního (neotáčivého) generátoru v něm indukuje elektrický výkon.

Ještě dále jde americká společnost SARA s technologií magnetohydrodynamické konverze MWEC. Kmitající štíty v příbojovém pásmu stlačují střídavě kapalné magnetické médium, které indukuje elektrický výkon při pulsování statorem z permanentních magnetů opakujícím se pohybem v rytmu vln – u prototypu zatím 100 kW. Na principu magnetohydrodynamické přeměny mechanické energie v elektrickou údajně intenzivně pracují Číňané.



Korunu novým principům nasadila britská firma Checkmate Seaenergy svojí „Anacondou“. Futurologicky pojatý projekt umístil vlnami ohýbané a stlačované potrubní systémy dlouhé 200 m s vodou a vzduchem do gumového pláště připomínajícího tvarem obávaného jihoamerického hada. V jeho „hlavě“ se nachází turbína s alternátorem a řídicí systémy. Gumový plaz bude zakotven jen za tuto hlavu v příbojových vlnách a ohyby jeho 7 m tlustého „těla“ ve směru vodního proudu povedou k elektrickému výkonu 1 MW. Zmenšený model 8 m dlouhý ověřuje Seaenergy ve spolupráci s laboratoří Southamptonské Univerzity. Stejnou myšlenku „hada“ zakotveného za hlavu a přizpůsobujícího se pohybům vodních mas nejnověji představila i švédská firma Vigor Wave Energy z Göteborgu. Na rozdíl od „Anacondy“ má však pohyby stlačované médium být vyváděno elastickým potrubím do elektrárny na pobřeží, nebo na plovoucí platformě. Optimistické plány mluví o vlnových „farmách“ s tlakovými konvertory o výkonech až 100 MW.

Jan Tůma
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Jak jste na tom s informační gramotností?

Jak se studenti druhého stupně základních škol orientují ve světě technologií, které nás obklopují? Jak zvládají aplikovanou matematiku? To ukáže jubilejní 10. ročník informační soutěže IT-SLOT, které se pravidelně účastní tisíce žáků 8. a 9. tříd základních škol z celé České republiky.

Cyklické změny teploty na Zemi

Paleoklimatologové hledají stopy vývoje teplot na Zemi v horninách a fosíliích. Dlouhodobé ochlazování začalo asi před 50 miliony lety, kdy byla průměrná globální teplota 14 °C. Tenkrát ještě nebyla na Zemi trvalá ledová pokrývka a hladina mořské vody byla o více než 70 m vyšší než dnes.

Záhadný lidský mikrobiom

Nedávný výzkum ukazuje, že naše tělo je domovem mikrobů, se kterými se věda předtím nesetkávala. Možná, že se kvůli nim bude i přepisovat strom života. Navíc může mít tato mikrobiální „temná hmota“ i vliv na zdraví.

MAAE zveřejnila nové odhady vývoje jaderné energetiky do roku 2050

MAAE zveřejnila 10. září své nejnovější projekce trendů v energetice, elektřině a jaderné energii do roku 2050. Výroční zpráva nabízí smíšený odhad budoucího příspěvku jaderné energie k celosvětové výrobě elektřiny v závislosti na tom, jak se budou potenciálně ...

Vyřeší největší problém větrných elektráren pojišťovny?

Závislost na počasí je největším problémem větrných elektráren nejen z hlediska jejich vlivu na stabilitu elektrizační soustavy, ale také z pohledu celkové i provozní ekonomiky. Když vítr nefouká, elektrárna nejen že nevyrábí, což dělá problémy v přenosové síti, ale ani nevydělává.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail