Potvynius pirmiausia sukelia Mėnulio gravitacinė trauka ir, mažesniu mastu, Saulės gravitacinė trauka į Žemės vandens mases. Potvynių energija išnaudoja reguliarius vandens lygio svyravimus dėl šio reiškinio.

Štai kaip paprastai veikia potvynių energijos generavimo sistema :

Potvynių užtvankos :
Potvynių užtvankos yra labiausiai paplitęs potvynių energijos panaudojimo būdas. Šios užtvankos yra pastatytos estuarijose arba upių žiotyse, kur potvyniai stipriai juda aukštyn ir žemyn.
Potvynių užtvankos naudoja struktūrą, panašią į tradicinės hidroelektrinės užtvankos struktūrą. Paprastai jie turi duris ar vožtuvus, kurie atsidaro, kad vanduo galėtų tekėti per turbinas, kai potvynis pakyla, ir užsidaro, kai potvynis užgęsta.
Vanduo, einantis per turbinas, sukasi generatorius, kurie vandens kinetinę energiją paverčia elektra.


Povandeninės turbinos :
Povandeninės turbinos yra nauja potvynių energijos panaudojimo technologija. Jie dedami ant jūros dugno, kur potvynių srovės yra stiprios.
Povandeninės turbinos užfiksuoja potvynių srovių kinetinę energiją sukdamos jų ašmenis. Tada šis sukimasis generatoriumi paverčiamas elektra.
Galima povandeninių turbinų nauda apima geresnę integraciją į jūros aplinką ir galbūt mažesnes statybos išlaidas, palyginti su potvynių užtvankomis.

- Tai atsinaujinantis energijos šaltinis, nes potvyniai yra nuspėjami ir egzistuos tol, kol Mėnulis ir Saulė darys savo gravitacinę įtaką Žemei.
- Jis išmeta mažai šiltnamio efektą sukeliančių dujų ar oro teršalų arba visai jų neišmeta.
- Jis turi nedidelį poveikį žemei, nes potvynių užtvankos paprastai užima teritorijas, kuriose jau yra žmonių gyvenviečių, pavyzdžiui, estuarijas ar uostus.

Tačiau potvynių ir atoslūgių energija kelia iššūkių, įskaitant dideles potvynių užtvankų statybos išlaidas, aplinkosaugos problemas, susijusias su jūrų buveinių ir pakrančių ekosistemų pokyčiais, ir energijos prieinamumo skirtumus potvynių ciklų metu. Nepaisant šių iššūkių, potvynių ir atoslūgių energija, kaip ilgalaikis atsinaujinantis energijos šaltinis, ir toliau kelia vis didesnį susidomėjimą.

Operacija :

Energijos surinkimas : potvynių užtvankos naudoja potvynių kilimą ir kritimą energijai gaminti. Paprastai jie statomi estuarijose ar sąsiauriuose, kur potvyniai yra ypač dideli. Kai potvynis pakyla, vandenį sulaiko vartai ar spynos. Kai potvynis išnyksta, šis vanduo išleidžiamas per turbinas, kurios gamina elektros energiją.

Turbinų technologija : Potvynių užtvankose naudojamos turbinos gali būti įvairių tipų, įskaitant sraigtų turbinas, veikimo turbinas ar reaktyvines turbinas. Jie suprojektuoti taip, kad veiktų abiem kryptimis, o tai reiškia, kad jie gali suktis abiem kryptimis, kad užfiksuotų energiją tiek kylančių, tiek krintančių potvynių metu.

Elektros energijos gamybos ciklas : potvynių užtvankos gamina elektros energiją cikliškai, paprastai du kartus per dieną, atoslūgio ir atoslūgio metu. Elektros energijos gamyba yra nuspėjama ir gali būti planuojama atsižvelgiant į potvynio laiką.

Naudą :

Atsinaujinanti energija : Potvynių energija yra atsinaujinantis energijos šaltinis, nes ją maitina mėnulio ir saulės gravitacinės jėgos, veikiančios potvynius.

Nuspėjamumas : Skirtingai nuo kitų atsinaujinančiųjų energijos išteklių, tokių kaip saulė ir vėjas, potvynių energija yra nuspėjama ir pastovi. Potvynių ir atoslūgių laiką galima tiksliai apskaičiuoti prieš metus.

Mažas poveikis aplinkai : potvynių užtvankos daro palyginti nedidelį poveikį aplinkai, palyginti su kitomis energijos gamybos formomis. Jie neišskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų ir jiems nereikia didelių žemės plotų, taip sumažinant miškų naikinimo ar buveinių praradimo problemas.

Trūkumai :

Didelės išlaidos : potvynių užtvankos statyba yra didelė finansinė investicija dėl reikalingos infrastruktūros sudėtingumo ir didelių statybos išlaidų.

Poveikis ekosistemai : potvynių užtvankos statyba gali sutrikdyti vietos ekosistemas, pakeisti sroves ir paveikti žuvų bei kitos jūrų gyvybės migraciją.

Konkreti vieta : Potvynių užtvankos gali būti statomos tik tose vietose, kur potvyniai yra pakankamai aukšti, kad suteiktų daug energijos. Tai riboja galimas šio tipo diegimo vietas.

Nepaisant šių iššūkių, potvynių užtvankos yra daug žadantis energijos šaltinis pakrančių regionams, kuriuose yra daug potvynių, ir suteikia didelį švarios ir tvarios elektros energijos gamybos potencialą.

Kinetinės energijos surinkimas : Povandeninės turbinos įrengiamos po vandeniu, dažnai pritvirtintos prie jūros dugno ar panardintų konstrukcijų. Jie yra išdėstyti taip, kad jie būtų veikiami jūros srovės ar potvynių srautų. Kai vanduo praeina per turbinos mentes, srovės jėga sukelia turbinos sukimąsi, paverčiant vandens kinetinę energiją mechanine energija.

Elektros energijos gamyba : Turbinos sukimasis yra prijungtas prie elektros generatoriaus, paprastai generatoriaus, kuris mechaninę energiją paverčia elektros energija. Tokiu būdu pagaminta elektros energija povandeniniais kabeliais perduodama į sausumos elektros tinklą, kad būtų paskirstyta vartotojams.

Povandeninių turbinų tipai :

Ašinės turbinos : Šios turbinos turi ašmenis, išdėstytas aplink centrinę ašį, panašią į lėktuvo sraigtus. Jie suprojektuoti taip, kad būtų montuojami santykinai greitose vandenyno srovėse ir efektyviai užfiksuotų kinetinę energiją įvairiomis sąlygomis.

Propelerinės turbinos : Šios turbinos atrodo kaip dideli sraigtai ir yra skirtos montuoti pastoviose ir galingose vandenyno srovėse. Jie veiksmingai konvertuoja energiją iš įprastų potvynių srovių į elektros energiją.

Virpesių turbinos : Šios turbinos turi mentes, kurios svyruoja arba svyruoja su vandens judėjimu. Jie tinka kintamoms vandenyno srovėms ir gali efektyviai veikti mažo greičio sąlygomis.

Atsinaujinanti energija : Povandeninės turbinos panaudoja atsinaujinančius išteklius – vandenyno srovių ir potvynių kinetinę energiją, kurią maitina mėnulio ir saulės gravitacinės jėgos.

Nuspėjamumą : Skirtingai nuo kitų atsinaujinančiųjų energijos išteklių, tokių kaip saulė ir vėjas, vandenynų srovės ir potvyniai yra nuspėjami, todėl galima tiksliai planuoti energijos gamybą.

Mažas vizualinis poveikis : Povandeninės turbinos, įrengtos po vandeniu, turi minimalų vizualinį poveikį, palyginti su sausumos vėjo turbinomis ar saulės baterijomis, todėl kai kuriose pakrančių zonose jos yra estetiškesnės.

Didelės išankstinės išlaidos : Povandeninių turbinų statyba ir montavimas gali būti brangus dėl techninių ir logistinių iššūkių, susijusių su įrangos įrengimu po vandeniu ir jos priežiūra.

Poveikis jūrų aplinkai : Nors povandeninės turbinos vizualiai mažiau įkyrios nei kiti energetikos įrenginiai, jos gali daryti poveikį jūrų ekosistemoms, sutrikdyti buveines ir jūrų laukinės gamtos migraciją.

Priežiūra ir ilgaamžiškumas : Povandenines turbinas reikia reguliariai prižiūrėti ir jos gali būti linkusios į koroziją ir nusidėvėjimą dėl atšiaurios jūros aplinkos, kurioje jos veikia.