Written by

Hullámenergia – Így hajthatja az emberiség a saját malmára a vizet

home_slider, Tudtad-e?| Views: 1349

Energiaéhségünk napról napra nő, azonban meg kell találnunk a módját annak, hogy igényünket tiszta, megújuló forrásokból biztosítsuk. Az utóbbi években, évtizedekben számos technológia született, majd terjedt el, melyek megoldást kívánnak nyújtani a problémára. Többek között hasznosítjuk a nap és a szél erejét, geotermikus forrásokat hasznosító rendszereket hozunk létre, hidrogénnel szeretnénk hajtani járműveinket, és biomassza-tüzelésűvé alakítjuk át szénerőműveinket. A vízben rejlő lehetőségeket is megpróbáljuk kiaknázni, főként, hogy erre ráadásul többféle módunk is van, ám a feladat nem egyszerű.

Hazánkban számos vízerőmű található különféle folyóinkon. Ezek alapvetően duzzasztós módszerrel működnek, ám léteznek a nagyvilágban egyéb technológiájú vízerőművek is. Ilyenek például az árapály- és áramlaterőművek, amelyek nem a folyók, hanem tengerek, óceánok erejét hasznosítják. Az előbbi esetén a szerkezet a Hold tömegvonzásán alapul, az általa megmozgatott víztömeg szolgáltatja az energiát, míg az utóbbi jellemzően az óceáni áramlatok erejét használja ki. Ám létezik egy kevésbé ismert módja is annak, hogy uralmunk alá hajtsuk ezt a hatalmas elemet, ez pedig a hullámerőmű. Jobban belegondolva nem is olyan meglepő, hogy az emberiség megpróbálja kamatoztatni a hullámok erejét, hiszen tudjuk, a hullámok még sziklák kivájására is alkalmasak.

A hullámerőművek a hullámok által generált mechanikai energiát alakítják át elektromos energiává, tehát a víz szél által létrehozott mozgási energiáját használják fel. Mivel a jelenséghez csupán a termodinamika törvényeire van szükség, a keletkezett energia megújuló és teljes mértékben tiszta, sőt a legtöbb megújuló, zöld energiaforrással ellentétben a hullámerőművek folyamatosan működhetnek, a rendszerben nincs időszakosság, mint a nap- és szélerőművek esetén.

Az első találmány

A francia Pierre-Simon Girard volt az első ember, aki a tengeri hullámok erejét látva feljegyezte a hullámenergiát hasznosító motort 1799-ben. Ugyan az általa tervezett gép még nem nevezhető hullámerőműnek, találmánya egy olyan motor volt, mely a fűrészmalmát és más gépeket hajtotta volna meg a hullámok energiájával.

Őt követte a sorban a spanyol José Barrufet y Veciana, aki 1884-ben „El Marmotor” néven mutatta be gépét, mely igazi villamos energiát termelt. Találmányát számos további próbálkozás követte, 1890-től több mint két évtizeden át kísérleteztek különféle hullámmotorokkal.

Számos működési elv létezik

Azonban a hullámerőművek kereskedelmi hasznosítása sokáig váratott magára, az utóbbi harminc év kutatásai és kísérletei kellettek a technológia szélesebb körben való elterjedéséhez, hiszen korábban számos leküzdhetetlennek hitt akadály hárult a megvalósítások elé. Még ma is problémát okoz az, hogy a sós-vizes közeg könnyedén megtépázza a legellenállóbb alapanyagokat is, arról nem is beszélve, hogy a találmányok szoftveres támogatása is további fejlődést igényel, sőt a tengeri igen intenzív viharok sem bánnak kesztyűs kézzel a telepített turbinákkal. Szakértők körében az a mondás járja, hogy a hullámerőművek technológiája nagyjából három évtizedes lemaradásban van a szélerőművekhez képest.

Napjainkban több mint 600 szabadalom létezik a hullámok erejét kihasználó rendszerekre, melyeknek működési elve sokszor eltér egymástól, tervezésük és kivitelezésük is igen változó. A mai hullámerőműveket aszerint is meg lehet különböztetni, hogy tengerpartokra vagy nyílt tengerre telepítik azokat: utóbbiak lehetnek víz alatti, félig lemerült vagy lebegő rendszerek is.

Létezik olyan megoldás, mely során a hullámok felfelé irányuló mozgása hidraulikus rendszereket aktivál. Egy másik találmány által a partra érkező hullámok dugattyúként működtetve mozgatják meg a levegőoszlopokat, amely így a szerkezethez telepített turbinákat hajt meg. Egy harmadik típusú rendszerben pedig a hullámok parton való megtörésekor csatornázzák be az érkező vizet, mellyel az erre a célra kialakított víztározókat töltik fel, hogy az összegyűjtött hullámok erejét szintén turbinák meghajtására hasznosítsák.

Míg 1985-ben a vízerőművek 1 979,77 TWh áramot termeltek globálisan, addig 2020-ra az érték 4 355,04 TWh-ra nőtt, igaz ez még mindig csupán a töredékét teszi ki a jelenleg világszinten megtermelt és igényelt éves energiának.

Előnyök és hátrányok

A vízenergia tisztább energiát tud termelni, mint akár a nap- vagy szélerőművek, sőt egyes eszközök még arra is képesek, hogy a tengervizet sótalanítási folyamatok elvégzéséhez nyerjék ki, ezáltal ivóvizet vagy hidrogént előállítva. Azonban, mint szinte minden új technológiának, a hullámerőműveknek is vannak hátrányai. Egy-egy új találmány esetén rengeteg kísérletre és megfigyelésre van szükség, hogy kiderüljön, az adott prototípus egyáltalán képes-e megtermelni azt az energiamennyiséget, amelyre az előállítása során szükség volt. Műszaki szempontból hatalmas kihívás és számos nehézség forrása az óceáni üzemeltetés, ráadásul ezáltal a telepítés jóval költségigényesebb, mint például egy szélerőműé. A hullámzás pedig nem pusztán meghajtója, de pusztítója, veszélyforrása is lehet e rendszereknek. A tengeri jelenség kiszámíthatatlansága miatt az eszközök teljesítményoptimalizációja is nehézségekbe ütközik, arról nem is beszélve, hogy a rendszer karbantartása is igen bonyolult és drága. Továbbá a nyílt vízen elhelyezett eszközök a halászatot és a hajózást is befolyásolhatják.

Mint látjuk, a technológia ígéretes ugyan, és valóban igazán tiszta energiával kecsegtet minket, azonban még időre van szükség, hogy a kísérletek tovább tökéletesedjenek és szélesebb körben is elterjedhessenek.

Források: xforest.hu, Ökopolisz Alapítvány