Energija mora

Energija mora je potencijalna energija sadržana u vodama okeana i mora a koja se na različite načine može konvertovati u toplotnu i/ili električnu energiju i na taj način koristiti za potrebe ljudi. To je vrsta hidroenergije jer koristi hidropotencijle, a u izvesnom smislu se može posmatrati i kao solarna ili lunarna kada zavisi od delovanja Sunca i Meseca.

Energija mora predstavlja obnovljivi izvor energije i kao takva je veoma interesantna za eksploataciju.

Energija mora se javlja u tri osnovna oblika i to kao:

·         energija talasa

·         energija plime i oseke

·         unutrašnja energija mora.

Energija talasa

Talasi nastaju delovanjem vetra, a vetar delovanjem Sunca. Osnovne karakteristike talasa su visina i dužina. Vremenski razmak između dve amplitude srazmeran je drugom korenu dužine talasa. Energija talasa srazmerna je kvadratu visine talasa i obrnuto srazmerne vremenskom razmaku između dve amplitude. Energija naglo opada su dubinom, pa na dubini od 20m iznosi samo 20% od energije neposredno ispod površine, a na dubini od 50m samo oko 2% od energije neposredno ispod površine.

Snagu talasa definišemo po jedinici površine upravnu na smer kretanja talasa. Ona može iznositi i 10kW/m², ali i oko nule. Primer, za područje severnog Atlantika, na otvorenom moru između Škotske i Islanda u 50% vremena snaga valova je 3.9kW/m² ili veća. Snagu talasa možemo odrediti po metru dužine na morskoj površini. Tako definisana snaga talasa menja se sa brzinom vetra i zavisi od godišnjeg doba i vremenskih prilika. Na spomenutom delu Atlantika u 50% vremena leti je snaga 10kW/m ili veća, a zimi 95kW/m ili veća.

Dužina obala uz okeane svih pet kontinenata (bez polova) iznosi oko 100 miliona metara, pa ako se računa s prosečnom srednjom snagom od 10kW/m, dobija se prosečna godišnja snaga od 1TW, odnosno godišnja energija od oko 9.000TWh, što je oko 60% današnje proizvodnje el. energije. Svakako, da će zbog lakšeg dovođenja energije potrošačima na kopno, biti jednostavnije iskorišćavati energiju neposredno uz obalu, iako je energija talasa na otvorenom moru mnogo veća. Iskorišćavanje energije talasa će biti ograničeno zbog geografskih faktora i ekonomskih ograničenja, u prvom redu izazvanih problemom prenosa tako proizvedene el. energije.

Energija plime i oseke

Plima i oseka su posledica delovanja Sunca i Meseca na vodu u okeanima. Amplituda plime i oseke zavisi od međusobnog položaja Sunca, Meseca i Zemlje. Amplituda i frekvencija različite su na pojedinim obalama. Npr. amplitude plime i oseke na Sredozemnom moru su 10cm, a na Atlantskom, Tihom i Indijskom okeanu prosečno 6-8m. Na pojedinim mestima obale u zapadnoj Francuskoj i u jugozapadnom delu Velike Britanije amplituda dostiže i više od 12m. Na zapadnoevropskoj atlantskoj obali vremenski razmak između dve plime iznosi 12 sati i 25 minuta, a na obalama Indokine nastaje samo jedna plima u 24 časa.

Za energetsko iskorišćavanje plime i oseke potrebno je odabrati pogodno mesto na obali, na kojoj je velika amplituda plime uz mogućnost izolacije dela morske površine (izgradnjom pregrade) radi stvaranja akumulacionog bazena. Najjednostavniji način korišćenja postiže se ugradnjom turbina koje rade samo u jednom smeru strujanja vode. Tada se osim turbine u pregradu ugrađuju i zapornica.

Razlikujemo 4 faze pogona. U prvoj fazi, za vreme plime bazen se puni, uz otvaranje zapornice, sve dok se ne postigne maksimalna kota u bazenu koja odgovara maksimumu plime. Tada se zatvore zapornice. Voda ostaje na maksimalnoj koti, a nivo mora opada. U trećoj fazi stavlja se turbina u pogon, pa se na taj način potencijalna energija vode akumulisana u bazenu pretvara u mehaničku, a zatim u električnu energiju, na padu koji je jednak razlici kote vode u bazenu i morske vode. Propuštanjem vode kroz turbine smanjuje se kota vode u bazenu, sve dok razlika kota postigne neki minimum uz koji turbina još može da radi.

Kad je taj minimum postignut, obustavlja se pogon turbine i prelazi se u četvrtu fazu pogona, za vreme koje je nivo vode u bazenu konstantan. Kada se kote mora i vode izjednače, otvara se zapornica i počinje da se puni bazen, što odgovara fazi pogona 1. Za ovakav pogon turbina radi oko 45% vremena trajanja jedne plime i oseke (4-5h). Ostalo vreme turbina je van pogona, pa se za to vreme ne proizvodi el. energija.

Da bi se produžilo vreme pogona, može se postaviti turbina koja radi u oba smera strujanja vode: iz bazena i u bazen. Postoji varijanta da turbina radi i kao pumpa, bilo za prebacivanje vode iz bazena u more, bilo iz mora u bazen. Na ovaj način bolje se iskorišćava potencijalna energija plime i oseke.

Unutrašnja energija mora

Dovođenjem tople vode sa morske površine u prostor dovoljno niskog pritiska, ona se pretvora u paru. Tom parom mogu pokreću se parne turbine. U turbini se iskorišćava ta razlika između temperature na površini i u dubini mora, odnosno između pritisaka koji odgovaraju tim temperaturama.

Prvo i jedino takvo postrojenje od 22kW izgrađeno je 1919. godine na Kubi. Ono je pokazalo tehničku mogućnost iskorišćavanja tog energetskog izvora, ali nije našlo praktičnu teoretsku primenu zbog velikih investicionih troškova. Investicije po jedinici snage za takvu elektranu veće su nego za hidroelektrane, a ona se može graditi samo na obalama u tropskom pojasu, tamo gde je temperatura mora dovoljno visoka.

Procenjeno je da bi se u ovakvim postrojenjima moglo proizvesti 600000 TWh električne energije, a to je oko 40 puta više od današnje svetske proizvodnje energije. Budući da se ta energija može iskorišćavati samo u malom broju područja (potrebna je dovoljna dubina blizu obale) i da je potrošnja energije u tropskim i suptropskim područjima mala, ne možemo očekivati veću upotrebu ovakvog izvora energije.

Preuzeto sa: http://sr.wikipedia.org/wiki/Енергија_мора