Mašinski fakultet, Niš

SEMINARSKI RADIz

TEHNIČKIH MATERIJALA

Tema:Energija talasa

Studenti: Profesor:Đorđević Jovana 891 Dr. Stefanović GordanaStanojlović Miloš 917

13. Mart 2012., Niš

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

Sadržaj:1.Uvod: Energija ......................................................................................................................... 21.1.Izvori energije ....................................................................................................................... 21.2.Voda, mora, okeani ............................................................................................................... 21.3.Energija mora ........................................................................................................................ 21.4.Energija plime i oseke ........................................................................................................... 31.5.Unutrašnja energija mora ...................................................................................................... 32. Energija talasa ......................................................................................................................... 42.1.Istorija energije talasa ........................................................................................................... 52.2.Zahtevi .................................................................................................................................. 63. Elektrane ................................................................................................................................. 63.1.Ljuljajući uređaj .................................................................................................................... 63.2. Terminatori .......................................................................................................................... 73.3. Salterova patka ..................................................................................................................... 83.4. Atenuatori – Pelamis ............................................................................................................ 93.5.Točkasti apsorberi ............................................................................................................... 104. Primena elektrana na energiju talasa ..................................................................................... 115. Zaključak: Energija u 21. Veku ............................................................................................ 116. Literatura ............................................................................................................................... 12

1. EnergijaŽivimo u svetu energije. Sve što nas okružuje zasnovano je na korišćenju energije. Energija je potrebna svim živim bićima. Nama je potrebna da bismo se mogli kretati. Energiju dobijamo od hrane koju uzimamo. Biljke dobijaju od Sunčeve svetlosti, životinje jedu biljke ili druge životinje. Mašine dobijaju energiju sagorevanjem goriva (nafte, uglja, gasa i dr.). Na planeti Zemlji je sve manje iskoristive energije.

113. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

Šta je energija? Energija je sposobnost nekog tela da vrši rad. Ljudi su hiljadama godina koristili energiju sopstvenih mišića. Kasnije su počeli pripitomljavati životinje sa kojima su obavljali razne poslove: vuču kola, pluga, dizanje tereta, pokretanje primitivnih mašina i dr. Tek posle mnogo vremena, čovek je otkrio i druge oblike energije, kao što su: hemijska, toplotna, mehanička, svetlosna, električna, nuklearna. Može se reći da su rad i energija ekvivalentni pojmovi, iako nisu identični. U svemiru ne postoje tela i sistemi koja nemaju energiju. Energija se ne može uništiti, niti stvoriti, ona samo prelazi iz jednog oblika u drugi, s jednog tela na drugo i uvek u skladu sa zakonom o održanju energije. Simbol za energiju je E a jedinica je J-Džul. Izračunavanje energije je jedan od osnovnih zadataka u tehnici, što daje informaciju o izvršenom radu, a znanja o procesima i načinima pretvaranja raznih oblika energije u mehanički rad su kameni temeljac tehnološkog napretka i ljudske civilizacije.

1.1. Izvori energijeIako termin izvor energije u fizikalnom smislu nema smisla, ovde se podrazumevaju oni elementi koji mogu dati određenu korisnu energiju tj. energiju koja će vršiti koristan rad. Svi sistemi mogu se podeliti u dve grupe: obnovljivi izvori energije (ekološki čista energija) i neobnovljivi (konvencionalni) izvori energije. U obnovljive izvore energije spadaju: Sunčeva energija, energija vetra, hidroenergija, toplotna energija, energija plime i oseke, energija talasa, kapilarni sistemi, gorive ćelije, vodonik i dr., a u neobnovljive izvore spadaju:fosilna goriva kao što su: nafta, prirodni plin, ugalj, nuklearna energija.

1.2. Voda, mora, okeaniOkeani pokrivaju više od 70% Zemljine površine pa samim tim predstavljaju vrlo interesantan izvor energije koji bi u budućnosti mogao davati energiju kako domaćinstvima tako i industrijskim postrojenjima. On ima neverovatni energetski potencijal koji se premalo koristi, ali napretkom tehnologije postaje moguće iskoristiti i tu alternativu i možda beskonačni izvor energije leži upravo ispod talasa.

1.3. Energija moraEnergija mora je potencijalna energija sadržana u vodama okeana i mora, a koja se na različite načine može pretvoriti u toplotnu i/ili električnu energiju i na taj način koristi za potrebe ljudi. To je hidroenergija ali može biti i solarna ako zavisi od delovanja Sunca i Meseca. Javlja se u tri osnovna oblika: energija talasa, energija plime i oseke i unutrašnja energija mora.

1.4. Energija plime i osekePlima i oseka su posledice delovanja Sunca i Meseca na vodu u okeanima. Korišćenje energije plime i oseke je slična korišćenju energije iz reka. Za energetsko iskorišćavanje plime i oseke potr ebno je odabrati pogodno mesto na obali, na kojoj je visoka plima uz

mogućnost izolacije dela morske površine

213. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

(izgradnjom pregrade) radi stvaranja akumulacionog bazena. Najjednostavnije način iskorišćenja jeste ugradnjom turbina koje rade samo u jednom smeru strujanja vode. Energija plime i oseke je počela da se koristi još u 11. veku kada su građene male brane na malim potocima i levkasto proširene reke. Najveća elektrana je u Francuskoj.

1.5. Unutrašnja energija moraNastala je još 1881. godine kada je Francuski inženjer izneo ideju o takvom korišćenju energije. Dovođenjem tople vode sa morske površine u prostor dovoljno niskog pritiska, ona se pretvara u paru. Tom parom se pokreću parne turbine. U turbini se iskorišćava ta razlika između temperature na površini i u dubini mora, odnosno između pritisaka koji odgovaraju tim temperaturama. Potrebna je razlika od najmanje 20°C između tople površine i hladne dubine da bi se proizvodila električna energija. Prva i jedina zasad takva elektrana, snage 22kW, izgrađena je 1919. godine uz obalu Kube. Veoma je skupo izgraditi jednu takvu elektranu pa zato i postoji samo jedna.

2. Energija talasaAko ste nekad proveli izvesno vreme u blizini vode, onda ste primetili da u tihim danima na vodi ima vrlo malo talasa, a u vetrovitim i olujnim danima ima ih vrlo mnogo. Naravno, ovo objašnjava i kako nastaju talasi. Uzrok im je vetar. Talas mora da pokrene neka sila ili energija, a vodi tu energiju daje vetar. Kada posmatrate talase kako se dižu jedan za drugim, voda izgleda kao da se kreće napred. Ali kad se na vodi nalazi komad drveta, on se neće kretati napred, već će samo odskakati gore-dole po talasima. Drvo se kreće samo ako ga pokreću vetar ili plima. Kakva se to vrsta kretanja dešava u talasu? Vodeni talas većinom predstavlja dizanje i spuštanje vodenih čestica. Ovo

313. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

kretanje se nastavlja prema obali, ali čestice vode se ne kreću prema obali. Kad donji deo talasa udari o tlo u blizini obale, talas zbog trenja uspori kretanje. Vrh talasa nastavlja svoj put, sužava se i udara u obalu. Tako se energija koju obrazuju talasi gubi na obali. Ako na plaži uđete u talase, vrlo brzo ćete shvatiti koliko tu ima energije. U talasima se vodene čestice kreću kružnom putanjom nagore i napred, kako ih gura vetar. Zatim nadole i natrag pošto ih sila teže vuče dole na zajednički nivo. Ta kretanja izazivaju pomeranje talasa. Dužina talasa je razdaljina od vrha jednog do vrha drugog talasa, a najniža tačka između njih se naziva dolina. Energija talasa je srazmerna kvadratu visine talasa, a obrnuto srazmerna vremenskom razmaku između dve amplitude. Energija naglo opada sa dubinom, pa na dubini od 20 m iznosi samo 20% od energije neposredno ispod površine, a na dubini od 50 m 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. Npr. Za područje severnog Atlantika, na otvorenom moru između Škotske i Islanda u 50% vremena snaga talasa je 3.9 kW/m2 ili veća. Tako definisana snaga talasa menja se sa brzinom vetra i zavisi od godišnjeg doba i vremenskih prilika. Na spomenutom delu Atlatika u 50% vremena leti je snaga 10kW/m2 ili veća, a zimi 95kW/m2 ili veća. Dužina obala uz okeane svih pet kontinenata iznosi oko 100 miliona metara, pa ako se računa sa prosečnom srednjom snagom od 10kW/m2, dobija se prosečna godišnja snaga od 1TW, odnosno godišnja energija od oko 9000TWh, što je oko 60% današnje proizvodnje električne energije. Energetski najbogatiji talasi su koncentrisani na zapadnim obalama na području od 40-60 stepeni Zemljine širine na severnoj i južnoj hemisferi. Energija talasa na tom području varira između 30 i 70 kW/m2 s najvišom od 100kW/m2 na Atlantiku. Veliki problem kod takvog iskorišćenja energije je da elektrane treba graditi na pučini jer u blizini obale talasi slabe. To znatno povećava cenu gradnje, ali nastaju i problemi prenosa te energije do korisnika, ali dobra strana je to što nema potrebe za branom kao što je to slučaj kod hidro ili elektrana na plimu i oseku. Drugi važniji problem je to što se energija talasa ne može ravnomerno koristiti u svim delovima sveta.

2.1. Istorija energije talasaIako je bila poznata još iz doba antike, energiju talasa nije bilo potrebe iskorišćavati sve do 18. veka kada je u Parizu Monsieur Girard sa sinom podneo prvi predlog za korišćenje te energije. Od 1885. do 1973. je postavljeno 340 uređaja za iskorišćenje energije talasa samo u Velikoj Britaniji. Prvo pravo korišćenje energije talasa se desilo 1910. godine kada je Bochaux-Praceique konstruisao uređaj za pretvaranje energije talasa u električnu energiju, kako bi njome napajao svoju kuću, a temeljio se na osciliranju vode u cevi. Moderno znanstveno istraživanje energije talasa je počelo 1940-tih kada je Yoshio Masuda počeo testirati različite koncepte pretvaranja energije talasa, a dosta tih uređaja se koristilo za napajanje svetionika. Među njima je bio i koncept koji je pretvarao snagu talasa preko talasanja između zidova plutače, kojeg je utemeljio 1950. 1973. sa dolaskom velike naftne krize

413. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

povećano je zanimanje za svim alternativnim oblicima energije uključujući i energiju talasa. Nekoliko vlada je tada bilo sponzor za razvoj tih tehnologija, posebno u Japanu, Norveškoj i Velikoj Britaniji. Ovi programi su doživeli značajan uspeh u razvoju tehnologije i njihova postignuća su bila impresivna, te su u tim zemljama bili postavljeni i različiti prototipovi takvih elektrana na energiju talasa. Jedna takva elektrana, data na slici, je elektrana u Norveškoj. Zbog tih programa su se i mnoge škole počele baviti razvojem takvih projekata u šta su se uključili i neki poznati naučnici kao što su Stephen Salter, Kjell Budal, Johannes Falnes, Michael E., McCormick, David Evans, Michael French, John Newman i Chiang C. Mei. 1979. je u Švedskoj održana i prva prezentacija o korišćenju energije talasa kojoj su prisustvovali većina tih stručnjaka. Padom cene nafte 1980-ih većina tih programa je ostala bez finansija tako da je došlo do zastoja u razvoju elektrana, koje uprkos velikim ulaganjima nisu postale komercijalno isplative tokom 1970-ih. Od sredine 1990-ih došlo je do novog uzleta energije talasa, koji uglavnom predvode mala inženjerska tvrđenja. Kao rezultat toga, gradi se veći broj projekata po svetu i uglavnom su ograničeni na nekih 2 MW po projektu. A s obzirom da više nisu imali vladu kao sponzore, onda su se fokusirali na ekonomsku isplatljivost i tehnologiju. Prva elektrana na talase je otvorena 2008. u Portugalu, ali razvijaju se i projekti u Škotskoj, Engleskoj, Australiji i drugim zemljama.

2.2. Zahtevi Uređaj mora uhvatiti dobar deo energije u nepravilnim talasima u širokom spektru

morskih stanja. Uređaj mora uspešno pretvoriti energiju talasa u elektricitet. Snaga talasa je dostupna na

niskim brzinama i sa velikom silom koja ne deluje samo u jednom smeru. Većina serijskih električnih generatora radi na većim brzinama, a i većina serijskih turbina zahteva konstantan i miran tok.

Uređaj mora biti u mogućnosti da preživi oštećenja od oluja i koroziju radi slane vode. Mesta na kojima može zakazati su ležajevi, zavari, konopci za usidrenje. Zbog toga konstruktori moraju napraviti prototipove predimenzionalne da se postavlja pitanje jel se isplate tolike investicije.

Ukupna cena električne energije je visoka. Snaga energije će biti isplatljiva tek onda kad se cena energije smanji.

Postoji potencijalna opasnost od uticaja na morski sastav. Uticaj buke, na primer, bi moglo imati nelagodan uticaj ukoliko se ne posmatra, iako buka i vidljivo delovanje svakog dela elektrane znatno varira.

U smislu socio-ekonomskih izazova, farme talasa mogu biti uzrok u smanjenju broja pogodnih mesta za komercijalni i rekreativni ribolov.

513. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

Talasi daju oko 2.700 GW snage, a od tih 2.700 GW samo 500 GW može biti iskorišćeno današnjom tehnologijom.

3. ElektraneElektrane na talase su elektrane koje koriste energiju talasa za proizvodnju električne energije. Broj funkcionalnih elektrana na talase je manji od onih na plimu i oseku. Prednosti izgradnje elektrana u neposrednoj blizini obale u odnosu na plutajuće sisteme su sledeće: lakša izgradnja jer se koriste klasični građevinski stojevi; lakše održavanje postrojenja jer nisu potrebni ronioci i brodovi; lakša i brza kontrola i zamena pokvarenih delova; mogu služiti i kao lukobran. Tehnička ograničenja su: izbor pogodne lokacije, što dublje more i što veći talasi; slabe turbine zbog sporih talasa, a samim tim i protoka; niski stupanj iskoristivosti Wellsove turbine, tj. 50-60%. Prednosti gradnje elektrana na otvorenom moru: bolja iskorišćenost talasnog potencijala, veća raspoloživa površina za polja elektrana; mogućnost napajanja objekta; mogućnost napajanja raznih tipova senzora. Objektivni nedostaci plutajućih objekta su njihova pouzdanost usled korozivne i mehanički nepredvidive okoline. U Evropi postoji Savez za podsticanje iskorišćavanja energije mora. Njega čine brojne istraživačke institucije i kompanije u 12 zemalja. Vlada je odlučila da debelo naplati energiju dobijenu iz mora, 22 centa po kilovat-satu.

3.1. Ljuljajući uređaj funkcioniše tako što se kinetička energija talasa pretvara u rad ljuljanja zaustavne ploče i hidrauličke crpke koja pokreće generator. Postoji eksperimentalni uređaj u Japanu, ali tehnički podaci o konstrukciji i rezultati merenja nisu poznati.

3.2. TerminatoriTo su uređaji koji su orjentisani vertikalno prema smeru talasa. Oni se uglavnom nalaze na obali ili blizu obale. Imaju stacionarnu komponentu i komponentu koja se ljulja. Ljuljajuća komponenta se kreće u smeru gore-dole. To ljuljanje vrši pritisak na ulje ili vazduh u stacionarnoj komponenti koji onda deluju na pokretanje turbine. Trenutno postoje tri poznatija rešenja terminatora: oscilirajuća visina vodenog stupca, prelevni uređaj i Salterova patka.Postojenje koje koristi oscilirajuću visinu vodenog stupca ima dva otvora, donji kroz koji ulazi voda i gornji koji je uzak i predstavlja izlaz za vazduh. Tok vazduha služi za pokretanje turbine.Plutače-Snage ovakvih uređaja se kreću do 50-tak kW, ali prednost im je u mogućnosti polaganja velikog broja na određenoj površini čime se nadoknađuje mala pojedinačna snaga. Ovakvi uređaji su posebno interesantni za svetionike, mamce riba, sonare..McCabova pumpa za talase je uređaj koji izvlači energiju iz talasa pomoću rotacije pontona oko nosača preko linearnih hidrauličkih pumpi. Konstrukcije mogu biti sa zatvorenim krugom koristeći ulje, ili sa otvorenim krugom koristeći morsku vodu.Crevna pumpa se sastoji od elastičnog creva koji smanjuje unutrašnji volumen dok se rasteže. Crevo je povezano za plovak koji oscilira sa površinskim talasima. Rezultujući pritisak

613. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

vode u crevu tera vodu van kroz protivpovratni ventil na turbinu. Niz takvih pumpi može biti povezan na centralnu turbinu za veće sisteme.Fliper(Flapper) se polaže na otvorenom moru pomoću pontona ili bova. Uređaj se sastoji od niza plutajućih pontona koji su oblikovani poput bregaste osovine. Svaki ponton je u principu zub koji rotira odvojeno prilikom prelaska talasa preko njega. Zbog okomitog položaja na talase uređaj je pogodan za nemirno more i oluje.Prelevni uređaj skuplja vodu iz talasa u rezervoar. Rezervoar ima rupu u kojoj je turbina i koju voda pokreće prilikom prolaska kroz istu.

3.3. Salterova patka Profesor Stephen Salter sa Instituta u Edinburgu, započeo je istraživanja vezana za energiju

talasa zbog tadašnje naftne krize. Godine 1974. osmislio je izum koji je nazvao “Salterova patka“ ili “Klimajuća patka“, iako je službeno zvana “Edinburška patka“. Patka je samo jedan od mnogih koncepata pretvarača energije talasa, koji potencijalno može snagu talasa pretvoriti u korisnu energiju. U 1970-ima, za vreme naftne krize, kada je alternativna energija dobijala puno zamaha, to je bila najzanimljivija mogućnost. Od tada, neki naučnici su uspešno izgradili druge vrste pretvarača energije talasa, poput uređaja Pelamis(koji se sastoji od niza

cilindričnih uređaja koji pokreću generatore) u Portugalu. Pelamis je čak konstruisan od strane Salterovih bivših studenata. Ali u odnosu na Salterovu patku, te moderne naprave su relativno slabe. Patka spada pod klasu terminatora. Terminatori su

713. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

okrenuti direktno na smer talasa. Ovo je prikladno jer uništava talase koji nailaze i ostavlja za sobom mirno more. Sama patka je oblikovana poput kapljice, a mnoge od tih kapljica su spojene na dugačku sajlu i čine celi Salterov sastav. Nos kapljice je okrenut prema nadolazećim talasima. U teoriji ovaj proces njihanja bi sakupio 90% masovne energije talasa, i koristio tu energiju da održi klipove u pokretu. Klipovi naizmenično upumpavaju hidrauličko ulje. Nakon što je dovoljno upumpano, ulje ulazi u hidraulički motor, gde se proizvodi električna energija. Patka bi teoretski iskoristila 90% energije svakog talasa, i ovaj visoki procenat čini patku najboljom od svih uređaja, ali praktično nikada nije isprobana. Salter i njegova ekipa su testirali patku u posebnoj laboratoriji, sa proizvedenim talasima. Pre nego što su bili u mogućnosti da testiraju Patku na moru, znali su blizu proizvodnje električne energije pod dovoljno niskim troškovima da bude konkurent drugim izvorima energije. Salter i njegovi ljudi su morali da se nadmeću za subvencije sa drugim obnovljivim izvorima energije, poput nuklearne. Na kraju je odlučeno da je korišćenje nuklearne energije isplatljivije, pa su Salter i njegova ekipa izgubili i nadmetanje i novčanu potporu u ranim 1980-ima. Nisu imali ni priliku da testiraju mehanizam na okeanu, što bi koštalo prilično puno. Da je Salterovoj ekipi nastavljeno finansiranje, možda bi se danas patka koristila u svetu. Teško je reći da bi ta tehnologija sama mogla rešiti tadašnju naftnu krizu. Kada je reč o obnovljivim izvorima energije, postizanje dovoljno niske cene koja konkurira fosilnim gorivima i nuklearnoj energiji je ono što određuje uspeh. I, zato što tehnologija nije dospela do potrebnog testiranja na moru, ne možemo sa sigurnošću reći koliko bi jeftina bila ta električna energija. Takođe, da je Patka uspela, neki tvrde da bi mogle da je koriste samo delovi sveta sa jakim talasima. Dakle, iako je možda mogla rešiti naftnu krizu u Škotskoj, koja je pogođena velikim talasima na obali, verovatno je ne bi mogla rešiti u SAD-u gde samo određeni delovi morske obale imaju jake talase.

3.4. AtenuatoriTo su uređaji koji su paralelno orjentisani prema smeru talasa. Najpoznatji primer je Pelamis. On se sastoji od više pontona koji se ljuljuškaju na površini i tim ljuljuškanjem se sakuplja električna energija. Pontoni su dugi 10-15m, spojeni sa hidrauličkim klipovima. Svaki ponton se asinhrono pomera u odnosu na ostale, pa se klipovi na spojevima stalno sabijaju i izvlače čime se proizvodi električna energija. Dužina Pelamisa je 180 metara, diametar 3,5m, a težina 1400 tona. Prvi put su razvijeni 1998., a prvi put upotrebljeni 2004. Svaki Pelamis ima 3 energetska modula spojena cilindričnim sekcijama. Te cilindrične sekcije, zajedno sa talasima pokreću hidraulički klipove, unutar vezivnih elemenata, u sekcijama gde se spajaju ali u suprotnim smerovima. Na taj način se upumpava nafta pomoću hidrauličkih pumpi, na priključeni hidraulički motor visokog pritiska, koji pokreće generator struje, a zatim se šalje električna energija putem kablova na morsko dno, i onda dalje

prema obali.

813. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

Svaka probna naprava će biti povezana sa prethodno određenim “utikačem“, ukopanim u betonski blok na morskom dnu. Svaki od tih utikača je povezan sa kopnom kablom sposobnim da prenese 2,3 MW struje. To su dve konekcije od optičkih vlakana, koje služe za komunikaciju sa kontrolnim centrom na kopnu. Zbog lokalnih podvodnih struja koje mogu da oštete te kablove, oni su zaštićeni posebnim valjcima od betona. Pelamis je predviđen da radi 15-20 godina, i da izdrzi talase visine do 28m, koji se javljaju najviše jednom u sto godina. Rad Pelamis se može opisati pomoću 4 kobasice, koje plutaju po moru kao podmornica, do pola zaronjene, onda talasi jure frontalno ka vama, i te kobasice pokušavaju da jašu na talasima. Ovaj primer je objašnjenje britanskog mašinskog inženjera koje je još uvek spektakularno. Te četiri kobasice su okačene jedna na drugu, kao vagoni nekog voza. U naletu talasa podižu se i spuštaju spojnice između njih. Slično kao kad bi koleno pomalo ispružili, pa malo savili. Postojala je ideja je da se za sakupljač energije iskoristi brod, koji bi se sklonio sa pučine kada nailazi jaka oluja pa samim tim ne bi bilo brige oko pokidanih kablova, lanaca, ali ta ideja nije dugo poživela. Kasnije je dorađen ovaj Pelamis u noviji, bolji, Pelamis P2. On je bio 180m dugačak, u diametru 4m, i težak 1350 tona. Bio je širi, duži i lakši od prvog Pelamisa. Imao je veliku snagu. Umesto odvojenih delova koje ima Pelamis 1, Pelamis P2 ima sve smešteno u jednom delu. Pelamis Wave Power je razvio jedinstveni sistem koji mu omogućava da bude povezan sa električnom mrežom na oko 90 minuta i prekidima manjim od 15 minuta. Prednosti korišćenja ove tehnologije su: energija je besplatna, ne treba gorivo i ne proizvodi otpad; nije skup za rukovanje i održavanje; može da proizvede velike količine energije. Mane su mu: zavisi od talasa, ponekad možemo dobiti veliku količinu energije, a nekad gotovo ništa; zahtevaju jačinu talasa, ne mogu delovati bilo gde; stvaraju buku, ali to nije problem jer su i talasi bučni; mora biti u stanju da izdrži nevreme.

3.5. Točkasti apsorberiOni nemaju posebnu orjentaciju prema talasima, nego “apsorbiraju“ energiju iz talasa koji dolaze iz bilo kog smera. Jedan od takvih uređaja je Aquaboy kojeg je razvio Finavera Renewables. U vertikalnoj cevi smeštenoj ispod površine vode talasi ulaze i pokreću klip, tj. plutajući disk koji je spojen na cevnu pumpu. Klip se pomera gore-dole, pri čemu povećava pritisak morske vode u cevi. Ta voda pod pritiskom pokreće ugrađenu turbinu koja je spojena na električni generator. Kablovima se električna energija šalje na morsko dno, pa onda dalje na obalu. Školjka je u probnoj fazi rada duže od godinu dana. Prva verzija je radila oko 5 hiljada sati od kako je postavljena u more, na dubini od 35m, novembra 2009. Radi se na drugoj verziji sposobnoj za isporuku 200MW struje. Školjka podseća na džinovski toster za vafle. Sastoji se od baze pričvršćene za morsko dno i mobilnog gornjeg dela, u pokretu napred-nazad, sa svakim udarom talasa. Dva hidraulička klipa povezuju gornji i donji deo. Klipovi u gornjem osciluju, pumpajući vodu pod velikim pritiskom do kopna gde voda prolazi kroz turbine, proizvodeći električnu energiju. Školjka je tako programirana da može da izdrži i cunami, što znači da je operativna u svim uslovima.

4. Primena elektranaU svetu postoji oko 60 projekata korišćenja energije morskih talasa. Prva komercijalna elektrana na talase koja je otvorena 23. Avgusta 2008. u Portugalu i zvala se Aqucadora Wave Park, je

913. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

nažalost zbog nedostatka finansija i povlačenja partnera propala u Martu 2009. Zbog tehničkih problema sa ležajevima, pa su turbine povučene sa lokacije. Farma talasa se sastojala od tri 750kW Pelamis naprava(još poznatih pod nazivom „morska zmija”). Ukupna snaga joj je bila 2.25 MW. Druga faza projekta u kojoj je trebalo biti iskorišćeno 25 Pelamis strojeva i koja je trebala povećati kapacitet na 21 MW je u pitanju zbog povlačenja partnera s projekta.U Škotskoj je počela gradnja elektrane na talase koja koristi iste Pelamis jedinice kao i ona u Portugalu, očekuje se ukupna snaga od 3MW, a prva jedinica je ušla u more Januara 2010.U Oregonu, SAD se razvija PowerBuoy tehnologija primenom bova koje se postavljaju do 8 kilometara od obale gde je dubina mora do 60 metara. Wave Dragon ima “ruke” koje fokusiraju vodu preko rampa u rezervoar a onda ta voda pomoću gravitacije odlazi nazad u more te pri tome pokreće generatore. U Irskoj se razvija tehnologija Wavebob, a u Izraelu se razvija poseban agregat koji koristi vertikalno micanje bova blizu obale.U Australiji se razvija tehnologija CETO koja se razlikuje od drugih tehnologija u smislu da se električna energija iz talasa proizvodi podvodno. Sada se nalazi u fazi komercijalnog testiranja, a biće puštena u pogon 2011. Ukupna snaga će joj biti 5MW.U Velikoj Britaniji se dosta radi o iskorišćenju regenerativnih izvora energije. Pred obalom Velsa će iduće godine, jedan danski konzorcijum pustiti u vodu zmaja na talasima. Postrojenje je dobilo naziv po tome što hvata talase raširenih krila. Talasi jure preko rampe, a voda se vraća turbinama na nivo mora. Ona je pričvršćena užadima za morsko ili rečno dno, i mogu da proizvedu energiju i iz slabih tokova. Prečnik im je 2.5 metara. Ova elektrana bi trebalo da proizvodi 70 MW, što je dovoljno za 60 hiljada domaćinstava. Evropa očigledno pluta na novom talasu energije.Prva komercijalna elektrana na morske talase već obezbeđuje struju za oko 600 ljudi. Reč je o postrojenju u španskom gradu Mutriku, koje predstavlja ogledni primer korišćenja energije mora

za proizvodnju struje. Mutriku je idilično mestašce u Baskiji na španskoj atlantskoj obali. U zalivu živi oko 5000 ljudi. Unutar lučkog nasipa, spolja nevidljiva, nalazi se vrlo moderna elektrana na morske talase. Nedavno je postrojenje od 300kW pušteno u pogon i danonoćno proizvodi električnu struju. Ova tehnika je više od 10 godina testirana u Škotskoj i sve se više usavršava. Investitori su ponosni na komercijalnu upotrebu i planiraju dalji razvoj.

5. Zaključak:Energija u 21. VekuVeliko postrojenje koje treba da proradi 2013. godine proizvodiće 200MW struje i moći će da snadbeva grad sa 200 hiljada stanovnika. Unapređenje tehnologije dovešće u bližoj budućnosti do instaliranja Školjki u svim zemljama Evropske Unije koje izlaze na more. Kada čitav proces bude gotov, a planira se instaliranje na hiljade Školjki, problem električne energije neće postojati u zemljama EU i svim onim koje će biti spremne da nabave i koriste energetske izvore ove vrste. Nuklearna katastrofa u Japanu pokazala je na najbolji način da budućnost dobijanja struje nije u

1013. mart 2012

Đorđević Jovana 891 Tehnički materijaliStanojlović Miloš 917 Energija talasa

nuklearkama, već u aparatima nalik džinovskom tosteru. Instaliranje samo stotinu njih besplatno bi davalo 20000 MW struje. Na stranu što je proces proizvodnje Školjke neuporedivo brži i jeftiniji od građenja bilo koje elektrane, kako nuklearne tako i klasične.Energija talasa ima potencijal da bude jedan od ekološki najprihvatljivijih oblika proizvodnje električne energije sa najmanjim štetnim uticajem na životnu sredinu. Tehnologije za iskorišćavanje energije talasa i energije plime i oseke su još uvek u začecima svog razvoja, tako da se očekuje da će oba ta izvora energije u budućnosti imati značajnu ulogu i udeo u razvoju obnovljivih izvora energije na svetu.

Literatura:www.wikipedia.comwww.google.com – za slikewww.alterenergija.comwww.pelamiswave.com

1113. mart 2012