Vuorovedet johtuvat pääasiassa Kuun painovoimasta ja vähemmässä määrin Auringon painovoiman vetovoimasta Maan vesimassoihin. Vuorovesienergia hyödyntää tämän ilmiön aiheuttamia vedenkorkeuden säännöllisiä vaihteluita.

Näin vuorovesienergian tuotantojärjestelmä toimii tyypillisesti :

Vuorovesipadot :
Vuorovesipadot ovat yleisin tapa hyödyntää vuorovesienergiaa. Nämä padot on rakennettu suistoihin tai jokisuihin, joissa vuorovesi liikkuu voimakkaasti ylös- ja alaspäin.
Vuorovesipadot käyttävät rakennetta, joka muistuttaa perinteistä vesivoimalaa. Niissä on yleensä ovet tai venttiilit, jotka avautuvat, jotta vesi voi virrata turbiinien läpi, kun vuorovesi nousee, ja sulkeutuu, kun vuorovesi sammuu.
Turbiinien läpi kulkeva vesi pyörittää generaattoreita, jotka muuttavat veden kineettisen energian sähköksi.


Vedenalaiset turbiinit :
Vedenalaiset turbiinit ovat kehittyvä teknologia vuorovesienergian valjastamiseen. Ne sijoitetaan merenpohjaan, jossa vuorovesivirrat ovat voimakkaita.
Vedenalaiset turbiinit sieppaavat vuorovesivirtojen kineettisen energian pyörittämällä siipiään. Tämä kierto muunnetaan sitten sähköksi generaattorin avulla.
Merenalaisten turbiinien mahdollisia hyötyjä ovat parempi integrointi meriympäristöön ja mahdollisesti alhaisemmat rakennuskustannukset vuorovesipatoihin verrattuna.

- Se on uusiutuva energialähde, koska vuorovesi on ennustettavissa ja pysyy olemassa niin kauan kuin Kuu ja Aurinko vaikuttavat painovoimaisesti maahan.
- Se tuottaa vain vähän tai ei lainkaan kasvihuonekaasupäästöjä tai ilmansaasteita.
- Sillä on vähäinen vaikutus maahan, koska vuorovesipadot vievät yleensä alueita, joilla on jo ihmisasutusta, kuten suistot tai satamat.

Vuorovesienergiaan liittyy kuitenkin haasteita, kuten vuorovesipatojen korkeat rakennuskustannukset, merellisten luontotyyppien ja rannikkoekosysteemien muuttumiseen liittyvät ympäristöhuolet sekä energian saatavuuden vaihtelu vuorovesisyklien mukaan. Näistä haasteista huolimatta vuorovesienergia herättää edelleen kasvavaa kiinnostusta pitkän aikavälin uusiutuvana energialähteenä.

Operaatio :

Energian talteenotto : Vuorovesipadot käyttävät vuoroveden nousua ja laskua energian tuottamiseen. Ne rakennetaan yleensä suistoihin tai salmiin, joissa vuorovesi on erityisen korkea. Kun vuorovesi nousee, vesi pidätetään porteilla tai lukoilla. Kun vuorovesi sammuu, tämä vesi vapautuu turbiinien kautta, jotka tuottavat sähköä.

Turbiinitekniikka : Vuorovesipadoissa käytettävät turbiinit voivat olla erityyppisiä, mukaan lukien potkuriturbiinit, toimintaturbiinit tai suihkuturbiinit. Ne on suunniteltu toimimaan molempiin suuntiin, mikä tarkoittaa, että ne voivat pyöriä molempiin suuntiin energian sieppaamiseksi sekä nousevan että laskevan vuoroveden aikana.

Sähköntuotantosykli : Vuorovesipadot tuottavat sähköä syklisesti, yleensä kahdesti päivässä, nousu- ja laskuveden aikana. Sähköntuotanto on ennustettavaa ja se voidaan ajoittaa vuorovesiaikojen mukaan.

Etuja :

Uusiutuva energia : Vuorovesienergia on uusiutuva energialähde, koska se saa voimansa kuun ja auringon gravitaatiovoimista, jotka vaikuttavat vuoroveteen.

Ennustettavuus : Toisin kuin muut uusiutuvat energialähteet, kuten aurinko ja tuuli, vuorovesienergia on ennustettavissa ja vakio. Vuorovesiajat voidaan laskea tarkasti vuosia etukäteen.

Vähäiset ympäristövaikutukset : Vuorovesipatojen ympäristövaikutukset ovat suhteellisen vähäiset verrattuna muihin energiantuotantomuotoihin. Ne eivät tuota kasvihuonekaasuja eivätkä vaadi suuria maa-alueita, mikä vähentää metsäkadon tai elinympäristön häviämisen ongelmia.

Haitat :

Korkeat kustannukset : Vuorovesipadon rakentaminen on merkittävä taloudellinen investointi tarvittavan infrastruktuurin monimutkaisuuden ja korkeiden rakennuskustannusten vuoksi.

Vaikutus ekosysteemiin : Vuorovesipadon rakentaminen voi häiritä paikallisia ekosysteemejä, muuttaa virtauksia ja vaikuttaa kalojen ja muun meren elämän vaellukseen.

Tarkka sijainti : Vuorovesipatoja voidaan rakentaa vain paikkoihin, joissa vuorovesi on riittävän korkea tuottamaan huomattavan määrän energiaa. Tämä rajoittaa tämän tyyppisen asennuksen mahdollisia sijainteja.

Näistä haasteista huolimatta vuorovesipadot ovat lupaava energialähde nousuveden rannikkoalueilla, ja ne tarjoavat huomattavia mahdollisuuksia puhtaaseen ja kestävään sähköntuotantoon.

Kineettisen energian talteenotto : Vedenalaiset turbiinit asennetaan veden alle, usein kiinnitetään merenpohjaan tai vedenalaisiin rakenteisiin. Ne on sijoitettu siten, että ne altistuvat merivirralle tai vuorovesivirroille. Kun vesi kulkee turbiinin siipien läpi, virran voima saa turbiinin pyörimään, jolloin veden kineettinen energia muuttuu mekaaniseksi energiaksi.

Sähköntuotanto : Turbiinin pyöriminen on kytketty sähkögeneraattoriin, yleensä laturiin, joka muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi. Tällä tavoin tuotettu sähkö kuljetetaan sitten merikaapeleita pitkin maasähköverkkoon kuluttajille jakelua varten.

Merenalaisten turbiinien tyypit :

Aksiaaliset turbiinit : Näissä turbiineissa on keskiakselin ympärille järjestetyt terät, jotka ovat samanlaisia kuin lentokoneen potkurit. Ne on suunniteltu asennettaviksi suhteellisen nopeisiin merivirtoihin ja ne ovat tehokkaita kineettisen energian sieppaamisessa monenlaisissa olosuhteissa.

Potkuriturbiinit : Nämä turbiinit näyttävät suurilta potkureilta ja ne on suunniteltu asennettavaksi jatkuviin ja voimakkaisiin merivirtoihin. Ne muuntavat tehokkaasti tavallisten vuorovesivirtojen energian sähköksi.

Värähtelevät lapaturbiinit : Näissä turbiineissa on terät, jotka värähtelevät tai värähtelevät veden liikkeen myötä. Ne soveltuvat vaihteleviin merivirtoihin ja voivat toimia tehokkaasti alhaisissa nopeuksissa.

Uusiutuva energia : Vedenalaiset turbiinit hyödyntävät uusiutuvaa luonnonvaraa, merivirtojen ja vuoroveden liike-energiaa, joka toimii kuun ja auringon painovoimilla.

Ennustettavuus : Toisin kuin muut uusiutuvat energialähteet, kuten aurinko ja tuuli, merivirrat ja vuorovedet ovat ennustettavissa, mikä mahdollistaa sähköntuotannon tarkan suunnittelun.

Vähäinen visuaalinen vaikutus : Koska vedenalaiset turbiinit asennetaan veden alle, niillä on minimaalinen visuaalinen vaikutus verrattuna maalla sijaitseviin tuuliturbiineihin tai aurinkopaneeleihin, mikä tekee niistä esteettisesti hyväksyttävämpiä joillakin rannikkoalueilla.

Korkeat alkukustannukset : Vedenalaisten turbiinien rakentaminen ja asentaminen voi olla kallista johtuen teknisistä ja logistisista haasteista, jotka liittyvät laitteiden asentamiseen veden alle ja ylläpitoon.

Vaikutukset meriympäristöön : Vaikka merenalaiset turbiinit ovat visuaalisesti vähemmän häiritseviä kuin muut energialaitokset, ne voivat vaikuttaa meriekosysteemeihin, häiritä elinympäristöjä ja merieläinten muuttoa.

Huolto ja kestävyys : Vedenalaiset turbiinit vaativat säännöllistä huoltoa ja voivat olla alttiita korroosiolle ja kulumiselle ankaran meriympäristön vuoksi, jossa ne toimivat.