Centrale mareomotrice Energia mareomotrice este acea formă de energie pe care o posedă apa mărilor sau a oceanelor care este în mișcare datorită mareelor. Această formă de energie este o sursă de energie alternativă și regenerabilă. Există trei moduri de bază pentru a valorica energia oceanelor: putem folosi energia valurilor, energia curenților marini, putem folosi diferențele de temperatură dintre apa de suprafață și cea de adncime sau putem folosi energia mareelor. Energia care apare datorită ridicării și scăderii nivelului mării sau energia mareelor, poate utilizată pentru a genera electricitate. !areele apar datorită atracției puternice exercitate asupra apelor oceanelor și mărilor de către "ună și #oare. !agnitudinea și caracterul mareelor re$ectă pozi poziți țiil ile e în sc%i sc%imb mbar are e ale ale "uni "uniii și #oar #oarel elui ui față față de &ăm &ămnt nt,, efec efecte tele le rotaț otație ieii &ămntului și geograa locală a fundului mării și a coastelor. 'aloricarea energiei marreelo ma eelorr este este sing singur ura a te%n te%nol olog ogie ie car care se bazea azează ză pe ener energi gia a iner ineren entă tă în caracteristicile orbitale ale sistemului &ămnt ( "ună și într(o măsură mai mică în sistemul &ămnt ( #oare. Energia mareelor este una dintre cele mai vec%i surse de energie descoperite, ind utilizată din perioada )mperiului *oman și a Evul Evului ui !edi !ediu. u. +e exem empl plu, u, pe țăr țărmuri murile le spaniole, franceze și britanice se foloseau un tip tip de mo mori ri subm submer erse se parț parția ial, l, prin prin a căr căror mișcar mișcare e se măcina măcinau u cereal cerealele ele.. Aceste ceste mori mori datează încă din anul - e.n. cent centra rală lă ma marreomo eomotr tric ică ă capt captea ează ză energia mareelor și o transformă în energie elec electr tric ică, ă, e eci cien ența ța unei unei astf astfel el de cent centra rală lă depinznd depinznd de înălțimea înălțimea mareelor mareelor și de viteza viteza curenților mareici. Exis Există tă patr patru u tipu tipuri ri de cent centra rale le baza bazate te pe ener energi gia a ma marreelo eelor, r, car care vor vor prezentate în cele ce urmează. A. Gene Genera rato toar are e ba baza zate te pe cu cure renț nții mareici /în engleză: 0idal stream generators ( 0#1s2 3 utilizează energia cinetică a apei care pune în mișcare turbin turbine e de puter putere, e, într într(un mod simila similarr cu mișcar mișcarea ea turbinelor eoliene de către vnt. 1eneratoare mareice de acest tip pot construite în structurile de poduri existente, fără a avea nici un impact estetic. 4onele de îngustare ale mărilor sau oceanelor, cum ar strmtorile sau intrările pot benecia de viteze mari ale curentului mareic pe anumite porțiuni, în care pot montate turbine cu o eciență crescută de generare a electricității. Aceste turbine pot orizontale, verticale, desc%ise sau cu conducte și sunt de obicei plasate în partea de 5os a coloanei de apă. Ele mai sunt denumite convertoare de energie mareică sau turbine mareice. Acest tip de centrale mareice au fost concepute pentru prima dată în anii 678, în timpul crizei petrolului. Acest tip de generatoare sunt cele mai ieftine și cu cel mai mic impact asupra mediului încon5urător. încon5urător. 1eneratoarele bazate pe curenți mareici preiau energia de la curenții de apă într(un într(un mod foarte asemănător cu generatoarele eoliene, care folosesc energia curenților de aer. +ensitatea mai mare a apei față de aer /raport de aproximativ -88:62 face ca să poată produsă o cantitate semnicativ mai mare de energie c%iar la viteze mici de deplasare a curentului mareic, comparativ cu viteze similare
ale vntului. Energia furnizată de un astfel de generator variază cu densitatea mediului și cu cubul vitezei, astfel înct viteze ale apei de o zecime din viteza vntului produc aceeași energie, la aceeași mărime a turbinei9 oricum, aceasta limitează aplicarea în practică numai acolo unde curenții mareici au o viteză de cel puțin noduri /6 m;s2. !ai mult, la viteze mai mari ale curenților marini, de 3 < m;s, o turbină mareică produce în medie de = ori mai multă energie dect o turbină eoliană similară. >ici un tip de turbină nu s(a impus ca și cștigător clar, dintr(o largă varietate de proiecte. ?entrul European pentru Energie !arină recunoaște șase tipuri principale de convertoare de energie mareică: turbine cu ax orizontal, turbine cu ax vertical, aripi marine oscilante, dispozitive 'enturi, șuruburi Ar%imede și zmeie mareice. 0urbinele axiale au o funcționare asemănătoare cu cea a tradiționalelor mori de vnt, dar funcționează subacvatic. Există foarte multe prototipuri în funcțiune în ultimii ani, cu turbine xate pe fundul mării sau plutitoare. 0urbinele cu $ux transversal au fost inventate de 1eorges +arrieus în 67< și au fost brevetate în 677, putnd utilizate e orizontal, e vertical. 0urbina 1orlov este o variantă a proiectului +arrieus cu un design elicoidal și este folosită într(un proiect pilot comercial de 6 !@, desc%is în mai 887 în ?oreea de #ud și care s(a extins prin proiectul &roteus la 78 !@, în 86<. 0urbinele cu $ux crescut folosesc măsuri de creștere a $uxului, de exemplu o conductă sau o manta, astfel înct puterea electrică produsă să crească. ?el mai comun exemplu folosește o manta pentru a crește debitul prin turbină, care poate axială sau transversală. +ispozitivele oscilante nu au o componentă de rotație, utiliznd în loc secțiuni prolate, care sunt împinse lateral de către $uxul de apă. &rincipiul a fost demonstrat cu a5utorul unor mori de vnt omnidirecționale sau bidirecționale. n anul 88<, un dispozitiv %idroplan oscilant cu puterea de 6B8 C@, numit #tingraD, a fost testat în largul coastelor #coției. #tingraD utilizează aripi submarine care oscilează, crend energie %idraulică, care alimentează mai apoi un motor %idraulic, care apoi generează energie electrică. +ispozitivele cu efect 'enturi utilizează o manta sau o conductă în scopul generării unei diferențe de presiune care este folosită pentru a alimenta un circuit %idraulic secundar, care generează energie electrică. n astfel de dispozitiv, numit FDdro 'enturi, va testat în 1olful #an Grancisco. turbină de tip zmeu mareic este un sistem de zmeie sau un paravan subacvatic, care convertește energia mareelor în electricitate prin mișcarea de(a lungul curentului mareic. Energia obținută dintr(o astfel de centrală poate calculată cu formula: , în care ?p este coecientul de conversie al turbinei, & este puterea generată /în @att2, r este densitatea apei /pentru apa de mare este de 68 Cg;m <2, A este suprafața pe care acționează turbina iar ' este viteza curentului. &rincipalele probleme de mediu sunt legate de lovirile de elice și riscul împingerii de către curenții de mare viteză a organismelor marine spre dispozitivele turbinelor. ?a și în cazul tuturor energiilor regenerabile marine, există motive de îngri5orare privind modul în care cmpurile electromagnetice și zgomotele create pot afecta organismele marine, în special cele care se orientează folosind ecolocația, cum ar delnii și balenele. Barajele mareice /en.: 0idal barrage2 3 utilizează diferența de H. energie potențială ce rezultă din diferența de înălțime dintre mareea înaltă și 5oasă. Atunci cnd se utilizează bara5e, energia potențială a valului mareic este captată prin plasarea strategică a unui bara5 specializat. ?nd nivelul mării se ridică, apa
este canalizată într(un bazin mare în spatele bara5ului, care deține o mare cantitate de energie potențială. ?nd nivelul mării scade, energia potențială este convertită în energie cinetică, deoarece apa este eliberată prin niște turbine mari care creează energie electrică cu a5utorul generatoarelor. Hara5ele se realizează pe toată lățimea unui estuar, golf sau a gurii de vărsare a unui ru, unde au loc mareele. Aceste sisteme sunt similare cu centralele %idroelectrice. Hara5ele mareice sunt printre cele mai vec%i metode de generare a energiei electrice prin captarea energiei mareelor, proiecte ind dezvoltate încă din anii 67I8, cum ar centrala de la JislaDa 1uba, *usia, cu o putere instalată de 6, !@. Elementele de bază ale unei centrale cu bara5 mareic sunt c%esoanele /blocuri foarte mari din beton2, terasamentele, digurile, bara5ele, turbinele și ecluzele. Hara5ele, turbinele și ecluzele sunt montate în c%esoane. 0erasamentele izolează bazinul, atunci cnd aceasta nu se realizează cu c%esoane. Există doar cteva centrale de acest tip. &rima a fost centrala mareică de la *ance, Granța, de pe rul *ance, care a fost dată în funcțiune în 67II și generează =8 !@. centrală mai mare, de B= !@, a fost dată în folosință în 866 la #i%Ka "aCe, ?oreea. ?entrale mai mici există în 1olful GundD și într(un mic intrnd în JinslaDa 1uba, *usia. #istemele cu bara5e sunt afectate de probleme privind costurile mari de infrastructură și problemele de mediu asociate cu sc%imbarea unui ecosistem mare. &lasarea unui bara5 într(un estuar are un efect considerabil asupra apei din interiorul bazinului și asupra ecosistemului. !ulte guverne au fost reticente în ultima vreme să aprobe construirea unor centrale cu bara5e mareice. ?ercetările efectuate asupra centralelor mareice , s(a constatat că bara5ele mareice construite la gurile unor estuare prezintă amenințări de mediu similare cu bara5ele de mari dimensiuni. ?onstrucția de mari centrale mareice modică $uxul de apă sărată și în afara estuarelor, sc%imbă %idrologia și salinitatea și afectează negativ mamiferele marine care au %abitatul în estuare. ?ercetătorii francezi au descoperit că izolarea estuarului în timpul fazelor de construcție ale bara5ului mareic a fost în detrimentul faunei și $orei , în să după zece ani a existat un Lgrad variabil de a5ustare biologică la noile condiții de mediuM. nele specii și(au pierdut %abitatul datorită construcției centralei *ance, dar alte specii au colonizat spațiul abandonat, ceea ce a provocat o sc%imbare în diversitate. +e asemenea, ca urmare a construcției, au dispărut bancuri de nisip, pla5a #f. #ervan a fost grav afectată iar curenți de mare viteză au apărut în apropierea bara5ului, unde sunt canale de apă controlate de porți. 0urbiditatea apei /cantitatea de materie în suspensie în apă2 scade ca urmare a volumului mic de apă sc%imbat între bazin și mare. Acest lucru va permite razelor solare să pătrundă mai adnc în apă, îmbunătățind condițiile de dezvoltare a toplanctonului. #c%imbările se propagă pnă în lanțul troc, cauznd sc%imbări generale la nivelul întregului ecosistem. &rincipalul impact asupra mediului al turbinelor este impactul acestora asupra peștilor. +acă turbinele se mișcă sucient de lent, cum ar la turații de B 3 B8 rpm, omorrea peștelui este limitată iar nămolul și alți nutrienți pot să curgă prin structuri. +e exemplu, pentru un prototip de turbină mareică de 8 C@, construită în #t. "aKrence în 67-<, nu s(a raportat pește omort. n practică, c%iar și cu turbinele proiectate să e ct mai LprietenoaseM cu peștii, mortalitatea peștilor la ecare trecere este de peste 6BN. 0urbinele cu centrul desc%is /gol2 reduc această problemă dnd posibilitatea peștilor să treacă prin centrul gol al turbinei. #(au construit și sisteme cu sonar care bloc%ează turbinele atunci cnd sunt detectate mamifere marine, precum delnii. ?a rezultat al sc%imbului mai redus de apă cu marea, salinitatea medie în bazin scade, ceea ce afectează ecosistemul. "agunele cu maree nu suferă de această problemă.
Estuarele au de obicei volume mari de sedimente care se mișcă spre mare. )ntroducerea unui bara5 într(un estuar poate duce la acumularea sedimentelor lngă bara5, afectnd ecosistemul și funcționarea bara5ului. Energia care poate obținută este dependentă de energia potențială a volumului de apă care se a$ă în spatele bara5ului: , în care % este înălțimea mareei, A este suprafața orizontală a bazinului din spatele bara5ului, r este densitatea apei de mare /variază între 686 și 68<8 Cg;m <2 iar g este accelerația gravitațională /7,-6 m;s 2. +eoarece energia care poate produsă depinde de pătratul înălțimii mareei, cele mai bune amplasamente pentru bara5e sunt cele cu înălțimi foarte mari ale mareei. "ocuri adecvate au fost găsite în ?anada, *usia, Australia, ?oreea și !area Hritanie. Amplitudini de pnă la 6 metri apar de exemplu în HaD of GundrD /?anada2, unde fenomenul de rezonanță mareică amplică înălțimea mareei. ?. Energia dinamică a mareelor /en.: +Dnamic tidal poKer, +0&2 3 este o teorie netestată practic dar promițătoare, care exploatează interacțiunea între energiile potențiale și cinetice ale curenților mareici. #e propune construire unor bara5e foarte lungi /de <8(B8 Cm. lungime2 care să e perpendiculare pe linia țărmului și să plece direct în mare sau în ocean, fără a avea zone înc%ise. n multe zone de pe 1lob, mișcarea mareică principală are o direcție paralelă cu linia de coastă: întreaga masă a apei oceanice este accelerată pe o singură direcție și mai trziu în aceeași zi are o mișcare inversă. centrală de tip +0& este sucient de lungă pentru a in$uența mișcarea mareică orizontală, ceea ce generează o diferență de nivel a apei de pe cele două părți ale digului. Această diferență de nivel poate convertită în energie electrică, utiliznd un lung șir de turbine instalate în dig. +iferența maximă de înălțime ce poate atinsă de cele două părți ale bara5ului este de cțiva metri, această diferență putnd atribuită caracterului variabil al curentului mareic. +intre beneciile unei astfel de centrale electrice putem menționa: &roducerea unei mari cantități de energie electrică: se estimează că unele dintre cele mai mari diguri ar putea produce peste 6B 1@ /6B.888 !@2. centrală de tip +0& cu o putere instalată de - 1@ și cu un randament de <8N, ar putea asigura energia electrică pentru aproximativ <,87 milioane de europeni. Energie stabilă: generarea energiei electrice datorită mareelor este foarte predictibilă, datorită naturii deterministice a mareelor și a independenței față de condițiile vremii sau sc%imbările climatice. +isponibilitatea: centralele de tip +0& nu necesită diferențe foarte mari de nivel, ci maree care să se deplaseze paralel cu țărmul, condiție care poate găsită în multe locuri în lume, ceea ce înseamnă o disponibilitate mare. >umai de(a lungul țărmului c%inezesc se estimează, de exemplu, că există o disponibilitate estimată la -8 3 6B8 1@. &otențial pentru combinarea mai multor funcționalități: bara5ul lung poate avea și alte funcții, cum ar protecția coastei, realizarea unor porturi cu adncimi mari, ferme de acvacultură, îmbunătățiri funciare controlate și conectarea unor insule cu țărmul. Aceste funcții adiționale pot contribui la împărțirea costurilor de investiție, ducnd la scăderea prețului per C@%.
provocare ma5oră este că dovada funcționării unei centrale +0& poate demonstrată numai prin punerea în practică. 0estarea conceptului la scară mică nu va ecientă nici pentru o lungime a digului de 6 Cm., deoarece puterea generată crește proporțional cu pătratul lungimii digului. Eciența economică se estimează a atinsă la o lungime a digului de <8 de Cm. înțelegere bilaterală a fost semnată de landa și ?%ina, pe septembrie 86, în privința sc%imbului de informații te%nice și a selectării celor mai propice locații. n octombrie 86<, o analiză economică aprofundată a fost începută, pentru a înțelege mai bine costurile și beneciile unei centrale de tip +0&. +. Laguna mareică este o opțiune mai nouă de proiectare, în care se construiesc ziduri de spri5in circulare, care au integrate în ele turbine care pot capta energia potențială a mareelor. Hazinele create sunt similare cu cele create de bara5ele mareice, cu excepția faptului că locația este articială și nu există un ecosistem preexistent. "agunele pot , de asemenea, în format dublu sau triplu , fără pompare sau cu pompare care va aplatiza cantitatea de energie produsă. "aguna mareică #Kansea HaD, din Oara 1alilor, !area Hritanie, ar prima centrală de acest tip construită vreodată.
Bibliografe
a. %ttps:;;KKK.scribd.com;doc;II=7-=;?entrale(!areomotrice b. %ttp:;;inventors.about.com;od;tstartinventions;a;tidalPpoKer.%tm c. %ttps:;;en.KiCipedia.org;KiCi;0idalPpoKer
