Laboratorium Energii Odnawialnej Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych zarejestrowało legalnie system wykorzystujący ruchy fal wywołane przez wiatr i pływy oceaniczne do wytwarzania energii elektrycznej. Informacja ta została opublikowana na oficjalnej stronie internetowej Laboratorium 19 września, wraz z kilkoma szczegółami dotyczącymi projektu.
FlexWEC (Elastyczne Konwertery Energii Falowej) wykorzystują duże klastry małych generatorów , które po zintegrowaniu rozprowadzają energię fal w całym systemie i przekształcają ją w inne rodzaje czystej i zrównoważonej energii. Twórcy tego innowacyjnego rozwiązania zapewniają, że mechanizmy te będzie można w przyszłości dostosować do wszelkiego rodzaju konstrukcji.
NREL prezentuje nową technologię wytwarzania energii elektrycznej w oceanie
Nie jest tajemnicą, że paliwa napędzające świat niszczą go w tak przyspieszonym tempie, że ledwo mamy czas, aby spróbować zaradzić tej sytuacji. Naukowcy na całym świecie rozpoczęli poszukiwania alternatyw, a odkrycia były szybkie. Jednak wdrożenie tych odkryć w praktyce to już zupełnie inna historia.
Blake Boren, badacz z NREL, spędził dwa lata pracując nad projektem mającym na celu przeprojektowanie i optymalizację metod pozyskiwania energii z prądów oceanicznych. Z sukcesem ukończył projekt pod koniec ubiegłego roku, a w 2022 roku przeprowadzono niezbędne testy i procedury prawne, co pozwoliło mu w końcu zaprezentować wyniki środowisku naukowemu kilka miesięcy temu.
Jest to mechanizm zmontowany przy udziale inżyniera Jochema Webera, który zamiast koncentrować energię w dużym transformatorze, jak ma to miejsce w przypadku większości urządzeń, udostępnia wiele znacznie mniejszych generatorów, które można ustawić w kolejności, która najbardziej im odpowiada, tworząc różne kształty.
Urządzenia FlexWEC działają w oparciu o technologię DEEC (Distributed Embedded Energy Converter), która koncentruje się na maksymalizacji tarcia, wibracji i oscylacji w celu pochłaniania ładunku i przekazywania go przez przetworniki, dzięki czemu generują one wiele skupisk energii elektrycznej, a po połączeniu ich w jedną grupę uzyskuje się jeszcze większy ładunek.
Różne modele FlexWEC mogą wykorzystywać systemy takie jak kurczenie, rozszerzanie, zginanie-skręcanie lub wykrzywianie-rozciąganie, aby reagować na prądy i fale, umożliwiając przy tym elastyczność ruchu mniejszy opór wobec siły wody, co ułatwia instalację i konserwację, a także wydłuża żywotność mechanizmu.
„DEEC-Tec oferuje badaczom i deweloperom zupełnie nowy sposób myślenia o tym, jak przekształcać energię morską z fal, pływów i prądów oceanicznych w bardziej użyteczne formy energii, takie jak energia elektryczna”. Blake Boren, pracownik naukowy NREL.
Najskuteczniejszym aspektem tej metody, poza możliwością generowania wyższego napięcia z tego samego źródła, jest jej plastyczność, która pozwala na dostosowanie jej do każdego odpowiedniego środowiska. Boren wspomina o odzieży, budynkach i pojazdach, które mogą generować ładunek poprzez ruch. Te mikrokonwertery miałyby niezliczone zastosowania.
Najbliższy plan zakłada rozmieszczenie ich we flotach wzdłuż linii brzegowych w pobliżu małych społeczności, aby zaopatrywać je w energię. Prace te będą kontynuowane, podczas gdy prowadzone będą badania nad nowymi zastosowaniami DEEC-Tec.
Nanogeneratory, turbiny oceaniczne – oto niektóre z najbardziej ambitnych projektów mających na celu generowanie energii w oceanie
NREL nie był osamotniony w swoich dążeniach; podobne pomysły, choć różniące się sposobem realizacji, pojawiły się na całym świecie . Oceany pokrywają zdecydowaną większość powierzchni Ziemi, co czyni je doskonałym źródłem energii. Niektóre z pomysłów na osiągnięcie tego celu są dość pomysłowe.
Na przykład Kairyu to nazwa megaturbiny opracowanej w Japonii w celu wykorzystania potężnego Prądu Kuroshio, którą ukończono w tym roku. Ze względu na położenie na dnie oceanu, ma ona przekształcać prądy oceaniczne otaczające wyspę w bardzo duże obciążenia elektryczne.
Jego moc jest tak duża, że może wygenerować ponad połowę zapotrzebowania energetycznego całego kraju. Obecnie znajduje się w fazie testów, ale jeśli zakończy się sukcesem, może być w pełni operacyjny już w przyszłym roku.
Z drugiej strony, Sweetch Energy to firma nanotechnologiczna, która planuje budowę elektrowni osmotycznej , która będzie pozyskiwać energię z morza w zupełnie inny sposób. Mechanizm ten wykorzystuje jonową dyfuzję nanoosmotyczną, aby wykorzystać różnice w stężeniu sodu i chloru w poszczególnych zbiornikach wodnych.
Wykorzystując system elektrod do dysocjacji cząsteczek tych pierwiastków, elektrownia mogłaby wytwarzać do 4 terawatów na godzinę, co wystarczyłoby do zasilenia jednej czwartej dużego miasta. Jej otwarcie planowane jest na 2023 rok.
W zestawie znajduje się również tryboelektryczny nanogenerator, mechanizm wykorzystywany przez grupę chińskich naukowców, którzy zajmują się elektryzacją powstającą w wyniku tarcia w wodzie, aby wytwarzać energię elektryczną. W Pekińskim Instytucie Nanoenergii i Nanosystemów znaleźli sposób na połączenie setek nanogeneratorów w łańcuchy w celu pozyskiwania energii fal.
Technologia ta jest badana w wielu innych dziedzinach, ponieważ jej zastosowania są praktycznie nieograniczone. Od odzieży medycznej po urządzenia elektroniczne, mechanizm tryboelektryczny wydaje się być wykorzystywany w szerokiej gamie zastosowań.
Co więcej, jak wyjaśnia profesor Marta Cerruti z Uniwersytetu McGill w kanadyjskiej prowincji Quebec, membrana GO, odkryta przez jej zespół, zawiera nieznany dotąd materiał, tlenek grafenu (GO), który – zgodnie z wynikami badań – może znacząco ułatwić proces produkcji wodoru z wody morskiej.
Arkusze tego materiału można łączyć ze sobą, tworząc membranę, która filtruje wodę, jednocześnie oddzielając jony chlorkowe i zapobiegając tworzeniu się jonów podchlorynowych, które mogłyby uszkodzić katalizator, co pozwala na szybsze uzyskanie czystszego rezultatu. Komercyjne zastosowania tego odkrycia są jeszcze odległe, ale jest to bardzo obiecująca koncepcja.
