Οι παλίρροιες προκαλούνται κυρίως από τη βαρυτική έλξη της Σελήνης και, σε μικρότερο βαθμό, από τη βαρυτική έλξη του Ήλιου στις μάζες νερού της Γης. Η παλιρροιακή ενέργεια εκμεταλλεύεται τις τακτικές διακυμάνσεις της στάθμης του νερού λόγω αυτού του φαινομένου.

Δείτε πώς λειτουργεί συνήθως ένα παλιρροιακό σύστημα παραγωγής ενέργειας :

Παλιρροιακά φράγματα :
Τα παλιρροιακά φράγματα είναι η πιο κοινή μέθοδος αξιοποίησης της παλιρροϊκής ενέργειας. Αυτά τα φράγματα είναι χτισμένα σε εκβολές ποταμών ή εκβολές ποταμών όπου οι παλίρροιες έχουν ισχυρή ανοδική και καθοδική κίνηση.
Τα παλιρροιακά φράγματα χρησιμοποιούν μια δομή παρόμοια με εκείνη ενός παραδοσιακού υδροηλεκτρικού φράγματος. Συνήθως έχουν πόρτες ή βαλβίδες που ανοίγουν για να επιτρέψουν στο νερό να ρέει μέσα από τουρμπίνες όταν ανεβαίνει η παλίρροια και κλείνουν όταν η παλίρροια σβήσει.
Το νερό που περνά μέσα από τις τουρμπίνες περιστρέφει γεννήτριες που μετατρέπουν την κινητική ενέργεια του νερού σε ηλεκτρική ενέργεια.


Υποθαλάσσιοι στρόβιλοι :
Οι υποθαλάσσιοι στρόβιλοι είναι μια αναδυόμενη τεχνολογία για την αξιοποίηση της παλιρροϊκής ενέργειας. Τοποθετούνται στο βυθό όπου τα παλιρροϊκά ρεύματα είναι ισχυρά.
Οι υποβρύχιες τουρμπίνες συλλαμβάνουν την κινητική ενέργεια των παλιρροιακών ρευμάτων περιστρέφοντας τα πτερύγιά τους. Αυτή η περιστροφή στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας μια γεννήτρια.
Τα πιθανά οφέλη των υποθαλάσσιων ανεμογεννητριών περιλαμβάνουν καλύτερη ενσωμάτωση στο θαλάσσιο περιβάλλον και δυνητικά χαμηλότερο κόστος κατασκευής σε σύγκριση με τα παλιρροιακά φράγματα.

- Είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, επειδή οι παλίρροιες είναι προβλέψιμες και θα συνεχίσουν να υπάρχουν όσο η Σελήνη και ο Ήλιος ασκούν τη βαρυτική τους επίδραση στη Γη.
- Παράγει ελάχιστες ή καθόλου εκπομπές αερίων θερμοκηπίου ή ατμοσφαιρική ρύπανση.
- Έχει χαμηλό αντίκτυπο στην ξηρά, καθώς τα παλιρροϊκά φράγματα συνήθως καταλαμβάνουν περιοχές όπου υπάρχουν ήδη ανθρώπινοι οικισμοί, όπως εκβολές ποταμών ή λιμάνια.

Ωστόσο, η παλιρροϊκή ενέργεια παρουσιάζει προκλήσεις, συμπεριλαμβανομένου του υψηλού κόστους κατασκευής των παλιρροιακών φραγμάτων, των περιβαλλοντικών ανησυχιών που σχετίζονται με την αλλοίωση των θαλάσσιων οικοτόπων και των παράκτιων οικοσυστημάτων και της διακύμανσης της διαθεσιμότητας ενέργειας με τους παλιρροιακούς κύκλους. Παρά τις προκλήσεις αυτές, η παλιρροϊκή ενέργεια εξακολουθεί να προσελκύει αυξανόμενο ενδιαφέρον ως μακροπρόθεσμη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας.

Λειτουργία :

Δέσμευση ενέργειας : Τα παλιρροιακά φράγματα χρησιμοποιούν την άνοδο και την πτώση της παλίρροιας για την παραγωγή ενέργειας. Είναι συνήθως χτισμένα σε εκβολές ποταμών ή στενά όπου οι παλίρροιες είναι ιδιαίτερα υψηλές. Όταν η παλίρροια ανεβαίνει, το νερό συγκρατείται από πύλες ή κλειδαριές. Όταν η παλίρροια σβήσει, αυτό το νερό απελευθερώνεται μέσω στροβίλων, οι οποίοι παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.

Τεχνολογία στροβίλων : Οι στρόβιλοι που χρησιμοποιούνται σε παλιρροιακά φράγματα μπορεί να είναι διαφορετικών τύπων, συμπεριλαμβανομένων των στροβίλων έλικα, των στροβίλων δράσης ή των στροβίλων εκτόξευσης. Έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν και προς τις δύο κατευθύνσεις, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να περιστρέφονται και προς τις δύο κατευθύνσεις για να συλλαμβάνουν ενέργεια τόσο στην άνοδο όσο και στην πτώση της παλίρροιας.

Κύκλος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας : Τα παλιρροιακά φράγματα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια κυκλικά, συνήθως δύο φορές την ημέρα, κατά την παλίρροια και την άμπωτη. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι προβλέψιμη και μπορεί να προγραμματιστεί σύμφωνα με τους χρόνους παλίρροιας.

Οφέλη :

Ανανεώσιμη ενέργεια : Η παλιρροιακή ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας επειδή τροφοδοτείται από τις βαρυτικές δυνάμεις του φεγγαριού και του ήλιου, οι οποίες επηρεάζουν τις παλίρροιες.

Προβλεψιμότητα : Σε αντίθεση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή και η αιολική, η παλιρροϊκή ενέργεια είναι προβλέψιμη και σταθερή. Οι χρόνοι παλίρροιας μπορούν να υπολογιστούν με ακρίβεια χρόνια εκ των προτέρων.

Χαμηλές περιβαλλοντικές επιπτώσεις : Τα παλιρροιακά φράγματα έχουν σχετικά χαμηλό περιβαλλοντικό αντίκτυπο σε σύγκριση με άλλες μορφές παραγωγής ενέργειας. Δεν παράγουν αέρια θερμοκηπίου και δεν απαιτούν μεγάλες εκτάσεις γης, μειώνοντας τα προβλήματα της αποψίλωσης των δασών ή της απώλειας οικοτόπων.

Μειονεκτήματα :

Υψηλό κόστος : Η κατασκευή ενός παλιρροιακού φράγματος αποτελεί σημαντική οικονομική επένδυση λόγω της πολυπλοκότητας της απαιτούμενης υποδομής και του υψηλού κόστους κατασκευής.

Επιπτώσεις στο οικοσύστημα : Η κατασκευή ενός παλιρροιακού φράγματος μπορεί να διαταράξει τα τοπικά οικοσυστήματα, μεταβάλλοντας τα ρεύματα και επηρεάζοντας τη μετανάστευση των ψαριών και άλλων θαλάσσιων ζώων.

Συγκεκριμένη τοποθεσία : Τα παλιρροιακά φράγματα μπορούν να κατασκευαστούν μόνο σε μέρη όπου οι παλίρροιες είναι αρκετά υψηλές ώστε να παρέχουν σημαντική ποσότητα ενέργειας. Αυτό περιορίζει τις πιθανές θέσεις για αυτόν τον τύπο εγκατάστασης.

Παρά τις προκλήσεις αυτές, τα παλιρροιακά φράγματα αποτελούν πολλά υποσχόμενη πηγή ενέργειας για τις παράκτιες περιοχές με παλίρροια, προσφέροντας σημαντικές δυνατότητες για καθαρή και βιώσιμη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Σύλληψη κινητικής ενέργειας : Οι υποθαλάσσιες τουρμπίνες εγκαθίστανται υποβρύχια, συχνά προσαρτημένες στον πυθμένα της θάλασσας ή σε βυθισμένες κατασκευές. Τοποθετούνται έτσι ώστε να εκτίθενται στο θαλάσσιο ρεύμα ή στις παλιρροϊκές ροές. Καθώς το νερό περνά μέσα από τα πτερύγια του στροβίλου, η δύναμη του ρεύματος προκαλεί την περιστροφή του στροβίλου, μετατρέποντας την κινητική ενέργεια του νερού σε μηχανική ενέργεια.

Παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας : Η περιστροφή της τουρμπίνας συνδέεται με μια ηλεκτρική γεννήτρια, συνήθως έναν εναλλάκτη, ο οποίος μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική. Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται με αυτόν τον τρόπο μεταφέρεται στη συνέχεια μέσω υποβρύχιων καλωδίων στο χερσαίο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας για διανομή στους καταναλωτές.

Τύποι υποθαλάσσιων στροβίλων :

Αξονικοί στρόβιλοι : Αυτές οι τουρμπίνες έχουν πτερύγια διατεταγμένα γύρω από έναν κεντρικό άξονα, παρόμοια με τους έλικες ενός αεροπλάνου. Έχουν σχεδιαστεί για να εγκαθίστανται σε σχετικά γρήγορα ωκεάνια ρεύματα και είναι αποτελεσματικά στη σύλληψη κινητικής ενέργειας κάτω από ένα ευρύ φάσμα συνθηκών.

Ανεμογεννήτριες έλικα : Αυτές οι ανεμογεννήτριες μοιάζουν με μεγάλες έλικες και έχουν σχεδιαστεί για να εγκαθίστανται σε σταθερά και ισχυρά ωκεάνια ρεύματα. Είναι αποτελεσματικά στη μετατροπή ενέργειας από κανονικά παλιρροιακά ρεύματα σε ηλεκτρική ενέργεια.

Στρόβιλοι με πτερύγια ταλάντωσης : Αυτοί οι στρόβιλοι έχουν πτερύγια που ταλαντώνονται ή ταλαντώνονται με την κίνηση του νερού. Είναι κατάλληλα για μεταβλητά ωκεάνια ρεύματα και μπορούν να λειτουργήσουν αποτελεσματικά σε συνθήκες χαμηλής ταχύτητας.

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας : Οι υποβρύχιες τουρμπίνες αξιοποιούν έναν ανανεώσιμο πόρο, την κινητική ενέργεια των ωκεάνιων ρευμάτων και των παλιρροιών, η οποία τροφοδοτείται από τις βαρυτικές δυνάμεις του φεγγαριού και του ήλιου.

Προβλεψιμότητα : Σε αντίθεση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή και η αιολική, τα ωκεάνια ρεύματα και οι παλίρροιες είναι προβλέψιμα, επιτρέποντας τον ακριβή σχεδιασμό της παραγωγής ενέργειας.

Χαμηλή οπτική επίδραση : Όντας εγκατεστημένες υποβρύχια, οι υποθαλάσσιες ανεμογεννήτριες έχουν ελάχιστες οπτικές επιπτώσεις σε σύγκριση με τις χερσαίες ανεμογεννήτριες ή τους ηλιακούς συλλέκτες, καθιστώντας τις πιο αισθητικά αποδεκτές σε ορισμένες παράκτιες περιοχές.

Υψηλό αρχικό κόστος : Η κατασκευή και εγκατάσταση υποθαλάσσιων στροβίλων μπορεί να είναι δαπανηρή λόγω των τεχνικών και υλικοτεχνικών προκλήσεων που συνεπάγεται η εγκατάσταση εξοπλισμού υποβρύχια και η συντήρησή τους.

Επιπτώσεις στο θαλάσσιο περιβάλλον : Αν και λιγότερο οπτικά παρεμβατικοί από άλλες ενεργειακές εγκαταστάσεις, οι υποθαλάσσιοι στρόβιλοι μπορούν να επηρεάσουν τα θαλάσσια οικοσυστήματα, διαταράσσοντας τα ενδιαιτήματα και τις μεταναστεύσεις της θαλάσσιας άγριας ζωής.

Συντήρηση και ανθεκτικότητα : Οι υποθαλάσσιοι στρόβιλοι απαιτούν τακτική συντήρηση και μπορεί να είναι επιρρεπείς σε διάβρωση και φθορά λόγω του σκληρού θαλάσσιου περιβάλλοντος στο οποίο λειτουργούν.