science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe ziet waterkrachtenergie er in de toekomst uit?

Hoeveel weet jij over waterkracht? bakker2009 / CC

Van verwoestende tsunami's tot meegesleurd worden door de stroming tijdens het zwemmen op het strand, we zijn van nature bekend met de kracht en kracht van bewegend water. De oude Romeinen gebruikten watermolens om graan in meel te veranderen; Al in de eerste eeuw na Christus gebruikten mijnwerkers in Wales waterkracht om waardevolle metalen uit de aarde te halen.

Vandaag, kolossen zoals de Hoover Dam en de Grand Coulee Dam zijn de bekendste voorbeelden van waterkrachtproductie, maar hun tijd dringt. Een lange geschiedenis van instortingen van dammen en grootschalige vernietiging van het milieu hebben grote dammen onttroond als de belangrijkste bron van door water opgewekte elektriciteit, en er wordt een breed scala aan nieuwe methoden en technologieën ontwikkeld om van waterkracht de energie van de toekomst te maken.

Inhoud
  1. De zoektocht naar betere energie
  2. Voorbij megadammen bewegen
  3. Getijdenenergie
  4. Maritieme stroomsterkte
  5. Golfkracht
  6. Osmotische kracht
  7. Wat de toekomst in petto heeft

De zoektocht naar betere energie

Is waterkracht beter? DCI

Waterkracht is momenteel de grootste bron van hernieuwbare energie in het land, en het Amerikaanse ministerie van Energie werkt eraan om het efficiënter en milieuvriendelijker te maken.

Vier gebieden vertegenwoordigen de toekomst van waterkracht:getijdenenergie, mariene huidige macht, golfvermogen en osmotisch vermogen. In een openhartige opmerking op de onderzoekspagina, het ministerie van Energie geeft toe, "Elk project met getijden- en zeestromingen wordt geconfronteerd met een kostenefficiëntieprobleem en de begraafplaats van uitvindingen staat vol met projecten die technisch haalbaar zijn, maar economisch aan de dood onderhevig zijn."

Maar dat betekent niet dat ze het niet proberen. Meer dan twee derde van het onderzoeksbudget van het Water Power-programma is bestemd voor de ontwikkeling van nieuwe technologieën; het bevat meer dan 300 projecten in verschillende stadia die werken om de energie van het verplaatsen van water om te zetten in elektriciteit om onze huizen van stroom te voorzien, apparaten, en auto's.

Voorbij megadammen bewegen

Functioneel en effectief. DCI

In tegenstelling tot conventionele dammen, die de stroom van rivieren stoppen en het water geleidelijk afgeven om elektriciteit op te wekken, nieuwe ideeën op het gebied van waterkracht zijn gericht op het profiteren van bewegend water in plaats van het beheersen ervan. Het basisidee is eenvoudig en lijkt veel op windenergie:plaats turbines in een gebied waar ze door water worden gedraaid en energie opwekken.

Hoewel water niet zo snel beweegt als wind, het is dichter en genereert meer energie per vierkante voet. (Het nadeel van deze kracht is dat onderwaterturbines moeten worden gebouwd om meer kracht te weerstaan ​​dan windturbines.) Het is betrouwbaarder dan wind- en zonne-energie; getijden, oceaanstromingen en golven zijn voorspelbaar en nemen niet af met bewolking.

Getijdenenergie

Hoe kunnen eb en vloed van getijden elektriciteit produceren? DCI

Er zijn verschillende methoden om elektriciteit op te wekken uit eb en vloed van getijden. Getijde stuwen zijn de meest voorkomende; het zijn eigenlijk dammen, meestal gebouwd bij de ingang van een inham. Water stroomt in en uit door sluisdeuren, bewegende turbines.

De getijdencentrale van Rance in Bretagne, Frankrijk, actief sinds 1966, en werd halverwege de jaren negentig overtroffen als de meest productieve in zijn soort door de Sihwa Lake Tidal Power Station in Zuid-Korea. Hoewel de sluisdeuren zijn ontworpen als een poreuze barrière, ze veranderen nog steeds het waterpeil in estuaria en veroorzaken milieuproblemen die vergelijkbaar zijn met die veroorzaakt door grote dammen.

Getijde hekken, met verticale as turbines, zijn goedkoper en minder schadelijk dan stuwen, maar kan storend zijn voor grote zeedieren. Getijdenturbines werken net als windturbines; individuele palen zijn ingebed in de zeebodem.

Maritieme stroomsterkte

Hoeveel energie kan de Golfstroom produceren? DCI

Bij een beoordeling van de potentiële energie die kan worden opgewekt door oceaanstromingen, het ministerie van Binnenlandse Zaken merkte op dat het opvangen van slechts 0,1 procent van de energie van de Golfstroom zou kunnen voorzien in 35 procent van de jaarlijkse elektriciteitsbehoefte van Florida. In andere woorden, er is 21, 000 keer meer energie in de Golfstroom dan in de Niagarawatervallen.

De uitdaging is om turbines in de zeebodem of op onderwaterplatforms te krijgen en in goede staat te houden. een idee, van Darris White van Embry-Riddle Aeronautical University in Florida, ziet af van de fixatie op het op zijn plaats houden van de turbines. White werkt aan autonome turbines die zouden werken als scholen vissen, met de stroom meereizen en via sensoren met elkaar communiceren.

Golfkracht

Kunnen we golven omzetten in elektriciteit? DCI

Surfers en bodyboarders weten hoe krachtig een grote golf kan zijn, en wetenschappers zijn ook op de geur. Tot dusver, de Pelamis Wave Converter is de meest ontwikkelde technologie om golven om te zetten in elektriciteit. De 600 voet lange rode machine bestaat uit cilindrische delen die met elkaar zijn verbonden en drijven op het oppervlak van de oceaan. Golven zorgen ervoor dat de secties buigen en buigen, vermogen opwekken.

In mei 2010 Pelamis lanceerde het apparaat voor de kust van Schotland, en hoopt in het komende decennium honderden meer in zeeën over de hele wereld te hebben. Recenter, er is een nog indrukwekkendere technologie voorgesteld:de Britse ontwerper Phil Pauley werkt aan mariene zonnecellen, verbonden door een web, die zowel zonne- als golfenergie zou verzamelen.

Osmotische kracht

Hoe past osmose in de toekomst van waterkracht? DCI

afnemende getijden, oceaanstromingen en beukende golven zijn allemaal gemakkelijk genoeg te begrijpen, maar het is wat lastiger om te zien hoe osmose past in de toekomst van waterkracht. Wanneer zeewater en rivierwater worden gescheiden door een membraan dat alleen de laatste kan passeren, osmose trekt ze van nature samen. Het resulterende brakke water stroomt met voldoende kinetische energie om elektriciteit op te wekken.

Als dat een beetje ingewikkeld lijkt, stel je voor dat je probeert het echt te laten gebeuren. Maar de laatste jaren is er grote vooruitgang geboekt in de technologie, met name de ontwikkeling van een membraan dat goedkoop en betrouwbaar genoeg is voor commercieel gebruik. Het voordeel is dat tijdstip van de dag, het weer en het seizoen spelen daarbij geen rol, wat betekent dat alles gemakkelijker te controleren is. Het nadeel is dat het zoutgehalte in waterlichamen onvermijdelijk verandert, waardoor het voor vissen en andere mariene soorten moeilijker wordt om te overleven.

Wat de toekomst in petto heeft

Wat brengt de toekomst? DCI

Hoewel het onmogelijk is om te weten welke van deze methoden meer vruchten zal afwerpen dan andere en welke technologieën zullen worden uitgevonden om te profiteren van nieuwe bronnen van waterkracht (water verplaatst door walvissen? kanonskogels in zwembaden?), het is een veilige gok om te zeggen dat in de toekomst, meer van onze energie zal komen van de 70 procent van de planeet bedekt met water.

Milieuoverwegingen moeten zorgvuldig worden afgewogen, vooral gezien het feit dat een belangrijke motivatie voor het ontwikkelen van nieuwe energiebronnen het afbouwen van fossiele brandstoffen is. Maar ik durf te wedden dat over vijf tot tien jaar, getijdenpoelen, stromingen zoals de Golfstroom en brekende golven rond de zeven zeeën zullen de lichten aanhouden.

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Lijst van aseksueel reproducerende organismen
  2. Op bewijs gebaseerde tips om uw geheugen te verbeteren
  3. Nadelen en voordelen van een HPLC
  4. Hoe werken Mexicaanse springbonen?
  5. Lijst van de toepassingen van elektroforese
  6. Een plantenceldiagram maken
  7. Zullen we binnenkort uitgestorven zijn?
  8. Hoe een celvorm zijn functie beïnvloedt
  9. Human Heart Science Projects

Wetenschap