Golfslagenergie, Blue energy (energie uit de mening van zoet en zout water) en Ocean thermal energy conversion
Golfslagenergie
is energie die te winnen is uit de snel wisselende waterhoogte op zee door aanwezigheid van golven. Dit gaat het beste bij aanlandse wind en als er met een oceaan voor je zoal;s bij Frankrijk, Engeland en Ierland. Hoewel hieruit theoretisch energie te winnen is, wordt dit tot op heden niet veel gedaan omdat de kosten de baten meestal nog overstijgen.
Mechanische corrosie en stormbestendigheid van dergelijke apparaten blijven problematisch.
Het vermogen van een golf is groot. 50 kW per strekkende meter = het vermogen van een automotor per meter./ Als je dit kan winnen met een rendement van 50 % heb je voor een centrale van 1000 mW 40 km nodig (dus nog heel wat). De winbare hoeveelheid wordt geschat po 2000 TWh/jaar ofwel 200 grote centrales.
Golven voor New Zeeland hebben 100 kW vermogen per meter, die voor Ierland 70 en voor Nederland 20 kW / m.
Het probleem is dat de centrales ook heel moeten blijven bij extremen. De golven lopen niet altijd in dezelfde richting en corrosie door het zoute water is een probleem.
Bron: De energie survival gids van Jo Hendriks.
De rendementen zijn 10 - 20 % vanwege de onregelmatige aanwezigheid van golven. Alles moet zwaar zijn uitgevoerd vanwege zwaar weer problemen.
Er zijn vaste en drijvende installaties te onderscheiden.
Men maakt bijvoorbeeld gebruik van vlotters die op een as zitten met een eenrichtings-spermechanisme: als de vlotter omhoog gaat neemt hij de as mee, als de vlotter weer omlaag gaat loopt hij vrij.
Een andere techniek maakt gebruik van taps toelopende kanalen (tapchans), waardoor de energie van een het kanaal binnenstromende golf wordt omgezet in een snelle beweging van een deel van de golf, die wordt gebruikt om dat water in een hoger gelegen reservoir te brengen; hieruit stroomt het dan weer naar het zeeniveau terug via een turbine.
Een derde methode maakt gebruik van een oscillerende luchtkolom waarbij het wisselende waterniveau in een vaste klok die met de rand onder water hangt luchtstromingen opwekt die een turbine aandrijven die op de luchtbeweging draait. (eindabsorber) Een kleine centrale (75 kW) die werkt op dit principe is geïnstalleerd in Islay, Schotland. De centrale maakt gebruik van een Wells turbine die steeds dezelfde kant op draait, onafhankelijk van de richting van de beweging van de lucht.
CorPower wil energie opwekken met een 19 meter hoge boei. voorzien van een mechaniek die de kracht van de golven versterkt. Het concept doet denken aan het fenomeen waarbij iemand op een trampoline de lucht in schiet als een tweede persoon op het juiste moment ook springt. De bewegende delen in de boei kunnen de kracht van een golf van 1 meter op die manier versterken tot de kracht van een golf van 3 meter. Een enkele boei heeft een vermogen van 300 kilowatt. Ter vergelijking: de gemiddelde windmolen op land heeft een vermogen van 2.000 kilowatt. Om te zorgen dat de boeien niet wegdrijven zijn ze verankerd aan de zeebodem. Onderzeese bekabeling zorgt er vervolgens voor dat de energie naar land wordt gebracht. Volgens CorPower kunnen grote velden drijvende boeien voor kustplaatsen een flinke bijdrage leveren aan nabijgelegen steden. (2023)
Golven wekken stroom op
Machinebouwer IHI Corporation test onderwaterturbines in de Kuroshio-golfstroom van Japan. Deze turbines maken gebruik van golfkracht voor energieopwekking. Het bedrijf wil een aantal generatoren voor de Japanse kust installeren, met een gezamenlijk vermogen van 200 megawatt. Verwacht wordt dat de prijs per kilowattuur vergelijkbaar wordt met die van windenergie
De testgenerator is met kabels aan de zeebodem verankerd en drijft ongeveer 50 meter onder het wateroppervlak. Via een werkplatform wordt de opgewekte stroom naar het land getransporteerd. De testgenerator bestaat uit twee turbines. Deze turbines hebben een gezamenlijk vermogen van 100 kilowatt. IHI Corporation wil in 2020 een generator met een vermogen van 1 megawatt testen.
Er bestaat ook een overstroomabsorber de Tapchan Wave Dragon.
bron:Wikipedia.org/wiki/Golfslagenergie
Pelagen gaat in 2025 voor Schotland golfslagenergie opwekken.(2022)
Boei die elektriciteit maakt.
Een enkele boei kan bovendien al ongeveer 250 kilowatt elektriciteit opleveren. Dat komt overeen met de elektriciteitsbehoefte van 200 huizen
Het proces is gebaseerd op enkele belangrijke componenten: een ligplaats lijn, die de boei op zijn plaats kan houden, en een tandwiel mechanisme. Deze zet de dobberende beweging om in elektriciteit met een maximale efficiëntie. Door het Zweedse bedrijf CorPower Ocean
Waveroller
De WaveRoller zet de energie van golven om in elektriciteit, maar dan onder op een diepte tussen 8 en 20 meter. Eén unit heeft vermogen tussen 350 kW en 1000 kW. De units kunnen stand-alone worden ingezet of in farms. De energie van het water wordt overgedragen aan een gesloten hydraulisch systeem, dat niet in contact staat aan het zoute water. Zo is er geen risico op lekkage in de oceaan. Een hydraulische motor drijft een elektriciteitsgenerator aan. De elektrische output van deze hernieuwbare energiecentrale wordt vervolgens via een onderzeese kabel aangesloten op het elektriciteitsnet. Zie duurzaamheidsnieuws.
In 2021 ontwikkelde men in Australie het onderstaande prototype. Dat kan hangen onder een boei en electronica moet de machine in goede banen leiden. (2021)
Golven die lucht verplaatsen
Waveline Magnet,
heeft verschillende drijvende platforms van verstevigd plastic, die aan elkaar gekoppeld zijn die erg flexibel is en met de golven mee deint.
Blue energy
Een 'blauwe-energiecentrale' wekt elektrische stroom op door het gecontroleerd mengen van zout en zoet water.Het Nederlandse bedrijf Kema ontwikkelt een goedkoop membraan dat een nieuw type energiecentrale mogelijk maakt. Dan komt de prijs onder windenergie te liggen. Redstack. Het is een stille techniek die onafhankelijk is van zon of wind. Overal waar zoet in zout water komt kan het ingezet worden. Potentieel is er wereldwijd 1.700 miljard kWh mee op te wekken (= de helf van de Europese stroombehoefte). Maar het vereist enorme membraanoppervlakten die dicht kunnen slibben.
Waar de Rijn in de zee komt zou je in theorie 6000 MW kunnen opwekken (volgens Wetsus).
Noorwegen gaat in 2015 een commercie osmosecentrale in gebruik nemen van 25 MW. Nederland wil in 2018 in de te renoveren afsluitdijk 200 MW inbouwen. Er wordt 12 miljoen in gestopt. In 2013 moet er een proeffabriek staan van 1 MW. Voor 8 ct per kWh.
Er bestaan twee technieken.
1. Als zout en zoet water gescheiden zijn door een membraan gaat er zoet wat naar de zoute kant (omdat de zouten niet door de membraan kunnen). Het water aan de zoute kant stijgt dus ook de druk aan die kant. Die kan gebruikt worden voor de opwekking van stroom. Het drukverschil bij zoet- en zeewater wordt dan 28 bar. Dan is 5 W per m2 op te wekken. Voor een 100 MW centrale is dus 20 Km2 nodig.
2. Er bestaan ook membranen die selectief positieve (natrium) of negatieve ionen doorlaten. Daarmee is een spanningsverschil en dus stroom mee op te wekken. Dit levert 1,2 W / m2 Dit moet 100 maal zo groot worden en de membranen moeten 10 maal zo goedkoop worden. Het verstoppen van de membranen is een probleem. Eigenlijk is voorzuivering noodzakelijk.
“Als het zoete water voorafgaand aan de vermenging met zout water wordt verwarmd tot 50 graden (b.v. met koelwater uit de industrie of servercentra), kan er twee keer meer energie worden opgewekt. Wordt het zoete water tot 80 graden verwarmd, dan levert dit zelfs een verdrievoudiging op”,
Elke liter rivierwater die de zee instroomt kan in theorie een hoeveelheid energie opwekken die gelijk is aan een waterval of dam van ongeveer 200 meter hoog. Op mondiale schaal kan blauwe-energieopwekking worden toegepast die overeenkomt met 2.000 kerncentrales. En op Nederlandse schaal kan blauwe energie – dankzij onze riviermondingen en de Afsluitdijk – 30% van de benodigde elektriciteit leveren.
De nieuwe bevindingen van de Utrechtse natuurkundigen hebben ook implicaties voor het omgekeerde proces: ontzilting van brak water in zoet drinkwater en zout afvalwater. Van Roij: “Onze theorie voorspelt dat het ontzilten van koud brak water een stuk goedkoper is dan dat van warm brak water”. Diverse laboratoria, onder andere van de Universiteit Utrecht, toetsen op dit moment de theoretische bevindingen van de Utrechtse wetenschappers.
Membranen maken die dun genoeg zijn vergt geavanceerde technologie, en als dat al lukt blijken ze vaak kwetsbaar, of lopen ze snel vol met prut. 'Toen we in 2012 voor het echie gingen in de Afsluitdijk, raakten de eerste versies van onze proefcentrale al binnen een kwartier verstopt', herinnert Siebers zich.
Maar de kwetsbare membranen liepen binnen een kwartier vol met prut. De opstartproblemen werden overwonnen en tegenwoordig levert de proefinstallatie tot een bescheiden 50 kilowatt vermogen, genoeg om zo'n 160 huishoudens van energie te voorzien. En dus willen Siebers en collega's het vermogen nu zo'n tienmaal vergroten met een demonstratiefabriek van een halve megawatt, het definitieve bewijs dat de technologie levensvatbaar is. Maar dat kost tientallen miljoenen.
En daarna zijn goede locaties bijvoorbeeld in Zeeland en Rotterdam. En in Houtrust, Den Haag, waar rioolwater in zee loopt. Maar ook in IJmuiden, bij de nieuwe zeesluis. We gaan binnenkort samen met de lokale overheid kijken of we ook daar een blauwe-energiecentrale kunnen bouwen.
Wereldwijd kunnen blauwe-energiecentrales uiteindelijk zo'n 60 gigawatt te kunnen leveren. Veel, dat zeker - vergelijkbaar met zestig grote kolencentrales - maar op de schaal van de totale energietransitie toch bescheiden.
Ocean thermal energy conversion
De oceaan is boven warm en onder koud (4 oC). Dat temperatuursverschil is te gebruiken om energie mee op te wekken.
Industrialecology Zie http://www.bluerise.nl/technology/ocean-thermal-energy-conversion/
Maar het temperatuursverschil is klein dus is het rendement hoogstens 3 %. Daar staat tegenover dat de capaciteit groot is. Toch lijkt het niet de beste oplossing. B.v. wel om gebouwen te koelen. 
OTEC staat voor Ocean Thermal Energy Conversion en maakt gebruik van thermische energie uit de oceanen en zet dit om in elektriciteit. Pijpleidingen gaan tot één kilometer diep in de oceaan in, om zo koud water naar boven te pompen. Vervolgens wordt de luchthaven met het koude water gekoeld. Met het temperatuurverschil tussen het koude diepzeewater en het warme oppervlaktewater wordt stroom opgewekt. De techniek die hiervoor wordt, wordt op kleine schaal getest in een laboratorium van de TU Delft.
https://youtu.be/PRGNSBUWj3U
Curaçao is ideaal voor deze proef omdat de temperatuurverschil in het water groot is. Paul Dinnissen van Bluerise: “Om ons systeem goed te laten werken is er minimaal een temperatuurverschil van 20 graden nodig. Daarnaast zijn de prijzen voor elektriciteit hier vele malen hoger dan bijvoorbeeld in Europa. Dat moet dus goedkoper. Jules Verne had het er al over: energie halen uit het temperatuurverschil in oceanen. De Caribische gebieden krijgen steeds vaker te maken met duurzame agenda’s. En de temperatuurverschillen in de oceaan zijn altijd aanwezig, dus kan er 24 uur per dag elektriciteit worden opgewekt. Deze stabiliteit is erg belangrijk op een klein energienet.”
|
