Az árapályt elsősorban a Hold gravitációs vonzása okozza, és kisebb mértékben a Nap gravitációs vonzása a Föld víztömegére. Az árapály-energia kihasználja a jelenség miatt a vízszintek rendszeres változásait.

Az árapály-energiatermelő rendszerek általában így működnek :

Árapálygátak :
Az árapálygátak az árapály-energia hasznosításának leggyakoribb módszere. Ezeket a gátakat torkolatokba vagy folyótorkolatokba építik, ahol az árapály erősen felfelé és lefelé mozog.
Az árapálygátak szerkezete hasonló a hagyományos vízerőmű gátjához. Általában ajtókkal vagy szelepekkel rendelkeznek, amelyek nyitva vannak, hogy a víz átfolyhasson a turbinákon, amikor az árapály emelkedik, és bezáródnak, amikor az árapály kialszik.
A turbinákon áthaladó víz generátorokat forgat, amelyek a víz mozgási energiáját villamos energiává alakítják.


Tenger alatti turbinák :
A tenger alatti turbinák az árapály-energia hasznosításának feltörekvő technológiája. A tengerfenéken helyezkednek el, ahol az árapály-áramlatok erősek.
A víz alatti turbinák az árapály-áramlatok kinetikus energiáját a lapátok forgatásával rögzítik. Ezt a forgást ezután generátor segítségével villamos energiává alakítják.
A tenger alatti turbinák potenciális előnyei közé tartozik a tengeri környezetbe való jobb integráció és az árapálygátakhoz képest potenciálisan alacsonyabb építési költségek.

- Megújuló energiaforrás, mivel az árapály kiszámítható és mindaddig létezni fog, amíg a Hold és a Nap gravitációs hatást gyakorol a Földre.
- Kevés vagy semmilyen üvegházhatású gázkibocsátást vagy légszennyezést nem okoz.
- Csekély hatással van a szárazföldre, mivel az árapálygátak általában olyan területeket foglalnak el, ahol már vannak emberi települések, például torkolatok vagy kikötők.

Az árapály-energia azonban kihívásokat jelent, többek között az árapálygátak magas építési költségeit, a tengeri élőhelyek és a part menti ökoszisztémák megváltoztatásával kapcsolatos környezetvédelmi aggályokat, valamint az energia rendelkezésre állásának az árapályciklusokkal való eltérését. E kihívások ellenére az árapály-energia továbbra is növekvő érdeklődést vált ki, mint hosszú távú megújuló energiaforrás.

Művelet :

Energiabefogás : Az árapálygátak az árapály emelkedését és csökkenését használják energiatermelésre. Általában torkolatokban vagy szorosokban épülnek, ahol az árapály különösen magas. Amikor az árapály emelkedik, a vizet kapuk vagy zárak tartják vissza. Amikor az árapály kialszik, ez a víz turbinákon keresztül szabadul fel, amelyek villamos energiát termelnek.

Turbinatechnológia : Az árapálygátakban használt turbinák különböző típusúak lehetnek, beleértve a légcsavaros turbinákat, az akcióturbinákat vagy a sugárturbinákat. Úgy tervezték őket, hogy mindkét irányban működjenek, ami azt jelenti, hogy mindkét irányban foroghatnak, hogy energiát gyűjtsenek mind az emelkedő, mind a csökkenő árapály idején.

Villamosenergia-termelési ciklus : Az árapálygátak ciklikusan termelnek villamos energiát, általában naponta kétszer, dagály és apály idején. A villamosenergia-termelés kiszámítható és az árapály idejének megfelelően ütemezhető.

Előnyök :

Megújuló energia : Az árapály-energia megújuló energiaforrás, mivel a hold és a nap gravitációs erői táplálják, amelyek befolyásolják az árapályt.

Kiszámíthatóság : Más megújuló energiaforrásokkal, például a nap- és szélenergiával ellentétben az árapály-energia kiszámítható és állandó. Az árapály ideje pontosan kiszámítható évekkel előre.

Alacsony környezeti hatás : Az árapálygátak viszonylag alacsony környezeti hatással bírnak az energiatermelés más formáihoz képest. Nem termelnek üvegházhatású gázokat, és nem igényelnek nagy földterületeket, csökkentve az erdőirtás vagy az élőhelyek elvesztésének problémáját.

Hátrányai :

Magas költségek : Az árapálygát építése jelentős pénzügyi befektetés a szükséges infrastruktúra összetettsége és a magas építési költségek miatt.

Az ökoszisztémára gyakorolt hatás : Az árapálygát építése megzavarhatja a helyi ökoszisztémákat, megváltoztathatja az áramlatokat, és befolyásolhatja a halak és más tengeri élőlények vándorlását.

Konkrét elhelyezkedés : Az árapálygátak csak olyan helyeken építhetők, ahol az árapály elég magas ahhoz, hogy jelentős mennyiségű energiát biztosítson. Ez korlátozza az ilyen típusú telepítés lehetséges helyeit.

E kihívások ellenére az árapálygátak ígéretes energiaforrást jelentenek a dagály sújtotta part menti régiók számára, és jelentős lehetőségeket kínálnak a tiszta és fenntartható villamosenergia-termelésre.

Kinetikus energiabefogás : A tenger alatti turbinákat víz alatt telepítik, gyakran a tengerfenékhez vagy a víz alatti szerkezetekhez rögzítve. Úgy vannak elhelyezve, hogy ki legyenek téve a tengeri áramlatnak vagy az árapály-áramlásnak. Ahogy a víz áthalad a turbinalapátokon, az áram ereje a turbina forgását okozza, átalakítva a víz kinetikus energiáját mechanikai energiává.

Villamosenergia-termelés : A turbina forgása egy elektromos generátorhoz, általában egy generátorhoz van csatlakoztatva, amely a mechanikai energiát elektromos energiává alakítja. Az így előállított villamos energiát ezután tenger alatti kábeleken keresztül szállítják a szárazföldi villamosenergia-hálózatba, hogy azt a fogyasztók számára elosztják.

A tenger alatti turbinák típusai :

Axiális turbinák : Ezeknek a turbináknak a központi tengely körül elrendezett lapátjai vannak, hasonlóan a repülőgép légcsavarjaihoz. Úgy tervezték őket, hogy viszonylag gyors óceáni áramlatokba telepítsék őket, és hatékonyan rögzítik a mozgási energiát sokféle körülmények között.

Propeller turbinák : Ezek a turbinák nagy légcsavaroknak tűnnek, és állandó és erős óceáni áramlatokba vannak felszerelve. Hatékonyan alakítják át a rendszeres árapály-áramlatokból származó energiát villamos energiává.

Rezgőlapátos turbinák : Ezeknek a turbináknak olyan pengéi vannak, amelyek oszcillálnak vagy oszcillálnak a víz mozgásával. Alkalmasak változó óceáni áramlatokra, és hatékonyan működhetnek alacsony sebességű körülmények között.

Megújuló energia : A víz alatti turbinák egy megújuló erőforrást, az óceáni áramlatok és árapályok kinetikus energiáját hasznosítják, amelyet a hold és a nap gravitációs erői táplálnak.

Kiszámíthatóság : Más megújuló energiaforrásokkal, például a nap- és szélenergiával ellentétben az óceáni áramlatok és árapályok előre jelezhetők, lehetővé téve az energiatermelés pontos tervezését.

Alacsony vizuális hatás : Mivel víz alatt telepítik, a tenger alatti turbinák minimális vizuális hatást fejtenek ki a szárazföldi szélturbinákhoz vagy napelemekhez képest, így esztétikailag elfogadhatóbbak egyes part menti területeken.

Magas kezdeti költségek : A tenger alatti turbinák építése és telepítése költséges lehet a víz alatti berendezések telepítésével és karbantartásával kapcsolatos műszaki és logisztikai kihívások miatt.

A tengeri környezetre gyakorolt hatás : Bár vizuálisan kevésbé tolakodóak, mint más energetikai létesítmények, a tenger alatti turbinák hatással lehetnek a tengeri ökoszisztémákra, megzavarva az élőhelyeket és a tengeri élővilág vándorlását.

Karbantartás és tartósság : A tenger alatti turbinák rendszeres karbantartást igényelnek, és hajlamosak lehetnek a korrózióra és a kopásra a zord tengeri környezet miatt, amelyben működnek.