Unterschied zwischen Gezeiten- und Wellenenergie

Einführung

Gezeiten und Wellen sind zwei natürliche Vorkommnisse, die sich auf dem Wasser ausbreiten, und obwohl sie sich in ähnlicher Weise auf Gewässer beziehen, unterscheidet sich ihre Fähigkeit, Energie zu erzeugen, in einer Reihe von Aspekten hinsichtlich der Erzeugung, der Leistung und der Zuverlässigkeit [1]. Während sich die Welt von ihrer Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Energieträgern zu entfernen beginnt, werden neue und innovative Wege zur Energieerzeugung erkundet, die die Umwelt und die Gemeinden nur minimal beeinflussen werden. Spezielle Bojen und Turbinen werden üblicherweise verwendet, um ihre Energie aufzunehmen und in saubere Elektrizität umzuwandeln. Wie die meisten neuen Technologien ist ihre Konstruktion und Entwicklung jedoch teuer. Obwohl sowohl die Gezeiten- als auch die Wellenenergie aus dem Ozean stammen, gibt es immer noch einen großen Unterschied zwischen ihnen.

Was ist Gezeitenenergie??

Gezeiten sind definiert als Anstieg und Abfall des Meeresspiegels, der durch die Anziehungskraft des Mondes und der Sonne auf der Erde verursacht wird. Sie sind nicht nur auf die Ozeane beschränkt, sondern können auch in anderen Systemen vorkommen, wenn ein Gravitationsfeld existiert. Obwohl der Großteil der Erde von der Schwerkraft der Sonne beeinflusst wird, ist dies auf dem Wasser nicht so leicht zu sehen. Der Mond selbst hat eine stärkere Wirkung auf die Gezeiten, da er im Vergleich zur Sonne viel näher an der Erde liegt. Küstenlinien erleben entweder eine tägliche oder halbtägige Flut, bestehend aus einer oder zwei Ebbe und Flut. Diese Gezeiten werden von einer Reihe von Faktoren beeinflusst, wie der Ausrichtung von Sonne und Monden, der Form der Küstenlinie und Änderungen der Wassertiefe.

Was ist Wellenenergie??

Wellenenergie, auch Meeresenergie genannt, wird als Energie definiert, die von Meereswellen genutzt wird. Wenn der Wind über die Oberfläche des Ozeans weht, erzeugt er Wellen und kann daher auch als Energie bezeichnet werden, die sich über die Wasseroberfläche bewegt. Wellen, die durch Wind erzeugt werden, werden normalerweise als Windwellen bezeichnet und treten am effektivsten auf Wasseroberflächen auf, da es keine Landmassen gibt, die der Kraft des Windes widerstehen [2]. Diese Wellen sind zwar häufig an der Meeresoberfläche zu sehen, treten aber auch frei in Seen, Flüssen und Kanälen auf und können entweder als Kapillarwellen, Wellen, Meere oder Wellen definiert werden. Keine zwei Wellen sind gleich, wobei sich jede Welle in Höhe und Abstand zwischen den Gipfeln und Tälern unterscheidet.

Wie entstehen Gezeiten??

Wenn sich der Mond um die Erde dreht, übt er eine Anziehungskraft aus, die eine Flut erzeugt, die sich über die Erde bewegt. Wenn der Mond die Erde umkreist, bewegt sich auch die Erde in einem leichten Kreis, und diese Trägheit verursacht eine Flut auf der anderen Seite der Erde. Dies ist als die zwei Hochwasser bekannt, zwischen denen die Niedrigwasser auftreten werden. [3]

Wie entstehen Wellen??

Die sich ändernden Muster der Geschwindigkeit, Dauer und Entfernung, mit denen der Wind weht, beeinflussen die Form der gebildeten Wellen. Darüber hinaus hängen die Form und Größe der jeweiligen gebildeten Wellen auch von dem resultierenden Beeinflussungssystem ab und können leicht dazu beitragen, den Ursprung der Wellen einzuschränken. Zum Beispiel werden hohe, steile Wellen, die schnell auf- und abfallen, neu gebildet und oft das Ergebnis von nahegelegenen Wettersystemen wie lokalen Stürmen, während lange Dauerwellen normalerweise von extremen Wetterbedingungen gebildet werden, die viel weiter entfernt sind, manchmal sogar von Stürmen, die möglicherweise sogar Stürme sind eine andere Hemisphäre.

Wellenenergie nutzen

Diese Energie aus den Wellen kann für eine Reihe nützlicher Aktivitäten genutzt werden, z. B. für die Stromerzeugung, die Entsalzung und das Pumpen von Wasser in Reservoirs. Oft als Wellenkraft bezeichnet, ist die Fähigkeit zur Energieerzeugung umso größer, je stärker die Wellen sind. Die grobe vertikale Bewegung der Meereswellen enthält eine große Menge kinetischer Energie, die von Wellenenergietechnologien erfasst wird. Die Wellenenergie wird normalerweise unter Verwendung zweier Arten von Systemen genutzt, nämlich Offshore- und Onshore-Systeme. Offshore-Systeme arbeiten in Tiefwasser und verwenden entweder Pumpen oder Schläuche, um Energie über rotierende Turbinen zu sammeln. Onshore-Systeme dagegen werden entlang der Küsten gebaut und ernten die Energie aus brechenden Wellen. Einer der Vorteile der Wellenenergie ist, dass sie regenerierbar und nachhaltig ist, da die Wellen je nach Witterungsbedingungen immer an Land gespült werden und höchstwahrscheinlich nicht lange aufhören, sich zu bilden. Da diese häufig verwendeten Technologien für nahegelegene Gemeinden nicht leicht sichtbar sind, ist die Auswirkung auf den ästhetischen Wert gering, was sie zu einer leichter zu akzeptierenden Technologie macht. Obwohl es sich um eine erneuerbare Energiequelle handelt, ist es schwierig, diese Energie effizient in Strom umzuwandeln. Es hat sich auch als schwierig erwiesen, Geräte zu entwickeln und so zu konstruieren, dass sie Schäden durch Stürme und korrosiven Einwirkungen aus dem umgebenden Salzwasser standhalten können. Obwohl viele dieser Technologien kostengünstig sind, ist sie im Vergleich zu anderen Energieerzeugungssystemen nicht so günstig.

Wellenenergietechnologien

Bis heute gibt es drei Haupttypen von Wellenenergietechnologien. Die erste nutzt Schwimmer oder Bojen, um aus ozeanischen Wellen Strom zu erzeugen, der Hydraulikpumpen antreibt. Der zweite Typ verwendet eine oszillierende Wassersäule zur Erzeugung von Elektrizität aus Aufstieg und Fall von Wasser in einem zylindrischen Schaft. Dies geschieht normalerweise am Ufer. Das Wasser treibt Luft aus der Welle heraus, die wiederum eine luftgetriebene Turbine antreibt. Der dritte Typ verwendet einen sich verjüngenden Kanal, der entweder an Land oder an Land liegt. Diese Technologie konzentriert die Wellen und treibt sie in ein erhöhtes Reservoir, in dem die Energie mithilfe einer Turbine erzeugt wird [5].

Gezeitenenergie nutzen

Während in allen Küstengebieten Ebbe und Flut auftreten, kann diese Energie nur dann zur Stromerzeugung genutzt werden, wenn der Unterschied zwischen Ebbe und Flut groß genug ist. Zu den Hauptarten der Gezeitenenergie gehören 1) kinetische Energie, die aus den Strömungen der Gezeitenwechsel gewonnen wird, und 2) potentielle Energie, die aus den Höhenunterschieden zwischen Ebbe und Flut gewonnen wird. Der Einsatz von Gezeiten als Energiequelle hat den Vorteil, dass sie zuverlässiger ist, da sie auf der Anziehungskraft des Mondes beruht und somit vorhergesagt werden kann. Obwohl vorausgesagt werden kann, besteht einer der Nachteile darin, dass diese Quelle Energie nur für 6-12 Stunden auf einmal erzeugt, wodurch die verlängerte Verfügbarkeit reduziert wird [4]. Diese intermittierende Energieerzeugung erzeugt eine weniger zuverlässige Energiequelle. Die Nutzung dieser Energie kann die natürlichen Wanderwege für Meerestiere und reguläre Bootswege stören. Turbinen, die zur Energieerzeugung eingesetzt werden, können eine große Menge Fisch in der Umgebung töten. Davon abgesehen kann die Fähigkeit, Gezeitenenergie als Stromquelle zu nutzen, die Abhängigkeit von kohlegetriebenen Erzeugungsquellen verringern, was wiederum die CO-Menge verringert₂ Emissionen.

Gezeitenenergietechnologien

Üblicherweise verwendete Technologien zur Erzeugung von Gezeitenenergie umfassen Gezeitendämme oder Staudämme, die eine Schleuse durch den Wasserkörper enthalten. Hinter der Schleuse befinden sich Wasserturbinen. Wenn sich die Flut ändert, dringt der ungleichmäßige Wasserstand an der Schleuse vorbei und treibt die Turbine an [5]. Im Laufe der Zeit wurden jedoch zahlreiche nachgelagerte Auswirkungen sowohl auf die Küstenlinie als auch auf die umgebenden Ökosysteme der Meere beobachtet, was zur Entwicklung einer Reihe neuerer, umweltfreundlicherer Modelle führte. Dazu gehören Gezeitenlagunen, Gezeitenzäune und Unterwasserturbinen.

Unterschied zwischen Gezeitenenergie und Wellenenergie

Wir haben bereits definiert, dass sich Gezeiten und Wellen unter völlig anderen Bedingungen bilden. Gezeiten sind Anstieg und Abfall des Ozeans, hervorgerufen durch die Anziehungskraft des Mondes und der Sonne auf der Erde, während Wellen die Windenergie sind, die sich über die Oberfläche des Ozeans bewegt, wodurch die Messung der Wellen im Vergleich zu den Gezeiten viel einfacher ist. Gezeiten sind im Vergleich zu Wellen weniger spürbar und am häufigsten auf den Küstenlinien zu sehen, was die Menge an sichtbarem Wasser und Sand beeinflusst. Wellen dagegen können auf der Oberfläche des Ozeans steigen und fallen. Während die Gezeitenkraft täglich schwankt und die Wellenkraft eine nachhaltigere Energiequelle sein kann, wird sie nicht häufig genutzt, da nur wenige Teststandorte weltweit existieren [4]..

Zusammenfassung der Unterschiede

Gezeitenenergie	Wellenenergie
Vom Anstieg und Abstieg des Meeresspiegels genutzt	Von Wellen aus nutzbar gemacht, die sich entlang der Oberfläche des Ozeans bewegen
Verursacht durch die Anziehungskraft des Mondes und der Sonne auf der Erde	Durch den Wind verursacht
Die Intensität wird durch den Ort und die Position der Erde beeinflusst	Die Intensität wird durch die Windstärke beeinflusst
	Oft als Wellenkraft bezeichnet
Arten von Gezeitenenergie umfassen kinetische und potentielle Energie	Arten von Wellenenergie umfassen kinetische Energie
Mit Sperren, Dämmen, Gezeitenzäunen und Gezeitenturbinen nutzbar gemacht	Verwendung von Offshore- und Onshore-Systemen
Zuverlässiger, da es auf der Anziehungskraft von Mond und Sonne beruht	Weniger zuverlässig, da es auf der Wirkung der Windstärke auf die Wasseroberfläche beruht
Diskontinuierliche Energiequelle, die etwa 6 - 12 Stunden lang erzeugt wird	Kontinuierliche Energiequelle
Kann die Wanderwege von Vögeln und Bootswegen stören und große Mengen an Fischsterben verursachen	Auswirkungen auf umgebende Umgebungen, Ökosysteme und Gemeinschaften sind gering
Hohe Baukosten, aber geringe Wartungskosten	Extrem hohe Anlaufkosten für das Design und die Entwicklung der erforderlichen Technologie