Plūdmaiņas galvenokārt izraisa Mēness gravitācijas spēks un, mazākā mērā, Saules gravitācijas spēks uz Zemes ūdens masām. Plūdmaiņu enerģija izmanto šīs parādības izraisītās regulārās ūdens līmeņa svārstības.

Lūk, kā parasti darbojas plūdmaiņu enerģijas ražošanas sistēma :

Plūdmaiņu aizsprosti :
Plūdmaiņu aizsprosti ir visizplatītākā metode plūdmaiņu enerģijas izmantošanai. Šie aizsprosti ir būvēti estuāros vai upju grīvās, kur plūdmaiņām ir spēcīga augšupejoša un lejupejoša kustība.
Plūdmaiņu dambji izmanto struktūru, kas ir līdzīga tradicionālā hidroelektrostacijas aizsprosta struktūrai. Viņiem parasti ir durvis vai vārsti, kas atveras, lai ļautu ūdenim plūst caur turbīnām, kad plūdmaiņa palielinās, un aizveras, kad plūdmaiņa izdziest.
Ūdens, kas iet caur turbīnām, griež ģeneratorus, kas ūdens kinētisko enerģiju pārvērš elektrībā.


Zemūdens turbīnas :
Zemūdens turbīnas ir jauna tehnoloģija plūdmaiņu enerģijas izmantošanai. Tie tiek novietoti uz jūras gultnes, kur plūdmaiņu straumes ir spēcīgas.
Zemūdens turbīnas uztver plūdmaiņu straumju kinētisko enerģiju, pagriežot to asmeņus. Pēc tam šī rotācija tiek pārveidota elektrībā, izmantojot ģeneratoru.
Zemūdens turbīnu potenciālie ieguvumi ietver labāku integrāciju jūras vidē un, iespējams, zemākas būvniecības izmaksas salīdzinājumā ar plūdmaiņu aizsprostiem.

- Tas ir atjaunojams enerģijas avots, jo plūdmaiņas ir paredzamas un turpinās pastāvēt tik ilgi, kamēr Mēness un Saule iedarbosies uz Zemi.
- Tas rada nelielas siltumnīcefekta gāzu emisijas vai gaisa piesārņojumu vai nerada to vispār.
- Tam ir maza ietekme uz sauszemi, jo plūdmaiņu dambji parasti aizņem teritorijas, kur jau ir cilvēku apmetnes, piemēram, estuāri vai ostas.

Tomēr plūdmaiņu enerģija rada problēmas, tostarp plūdmaiņu aizsprostu augstās būvniecības izmaksas, vides problēmas, kas saistītas ar jūras dzīvotņu un piekrastes ekosistēmu izmaiņām, un enerģijas pieejamības atšķirības plūdmaiņu ciklu laikā. Neraugoties uz šiem izaicinājumiem, plūdmaiņu enerģija turpina piesaistīt arvien lielāku interesi kā ilgtermiņa atjaunojams enerģijas avots.

Operācija :

Enerģijas uztveršana : Plūdmaiņu dambji enerģijas ražošanai izmanto plūdmaiņu pieaugumu un kritumu. Tos parasti būvē estuāros vai šaurumos, kur plūdmaiņas ir īpaši augstas. Kad plūdmaiņa palielinās, ūdeni aiztur vārti vai slēdzenes. Kad plūdmaiņa izdziest, šis ūdens tiek izlaists caur turbīnām, kas ražo elektrību.

Turbīnu tehnoloģija : Plūdmaiņu aizsprostos izmantotās turbīnas var būt dažāda veida, tostarp dzenskrūves turbīnas, darbības turbīnas vai reaktīvās turbīnas. Tie ir paredzēti darbam abos virzienos, kas nozīmē, ka tie var griezties abos virzienos, lai uztvertu enerģiju gan augšupejošā, gan krītošā plūdmaiņā.

Elektroenerģijas ražošanas cikls : Plūdmaiņu dambji ražo elektroenerģiju cikliski, parasti divas reizes dienā, paisuma un bēguma laikā. Elektroenerģijas ražošana ir paredzama, un to var plānot atbilstoši plūdmaiņu laikiem.

Priekšrocības :

Atjaunojamā enerģija : plūdmaiņu enerģija ir atjaunojams enerģijas avots, jo to darbina Mēness un Saules gravitācijas spēki, kas ietekmē plūdmaiņas.

Paredzamība : atšķirībā no citiem atjaunojamiem enerģijas avotiem, piemēram, saules un vēja, plūdmaiņu enerģija ir paredzama un nemainīga. Plūdmaiņu laikus var precīzi aprēķināt gadus iepriekš.

Maza ietekme uz vidi : plūdmaiņu aizsprostiem salīdzinājumā ar citiem enerģijas ražošanas veidiem ir salīdzinoši maza ietekme uz vidi. Tie nerada siltumnīcefekta gāzes un neprasa lielus zemes gabalus, samazinot mežu izciršanas vai dzīvotņu zaudēšanas problēmas.

Trūkumi :

Augstas izmaksas : Plūdmaiņu dambja būvniecība ir ievērojams finanšu ieguldījums, ņemot vērā nepieciešamās infrastruktūras sarežģītību un augstās būvniecības izmaksas.

Ietekme uz ekosistēmu : plūdmaiņu aizsprosta būvniecība var sagraut vietējās ekosistēmas, izmainot straumes un ietekmējot zivju un citu jūras organismu migrāciju.

Konkrēta atrašanās vieta : Plūdmaiņu aizsprostus var būvēt tikai vietās, kur plūdmaiņas ir pietiekami augstas, lai nodrošinātu ievērojamu enerģijas daudzumu. Tas ierobežo šāda veida instalācijas iespējamās atrašanās vietas.

Neraugoties uz šīm problēmām, plūdmaiņu dambji ir daudzsološs enerģijas avots piekrastes reģioniem ar paisumu un bēgumu, piedāvājot ievērojamu potenciālu tīras un ilgtspējīgas elektroenerģijas ražošanai.

Kinētiskās enerģijas uztveršana : Zemūdens turbīnas tiek uzstādītas zem ūdens, bieži piestiprinātas pie jūras gultnes vai iegremdētām konstrukcijām. Tie ir novietoti tā, lai tie būtu pakļauti jūras straumei vai plūdmaiņu plūsmām. Tā kā ūdens iet caur turbīnu lāpstiņām, strāvas spēks izraisa turbīnas rotāciju, pārvēršot ūdens kinētisko enerģiju mehāniskajā enerģijā.

Elektroenerģijas ražošana : Turbīnas rotācija ir savienota ar elektrisko ģeneratoru, parasti ģeneratoru, kas mehānisko enerģiju pārvērš elektroenerģijā. Šādā veidā saražotā elektroenerģija pēc tam pa zemūdens kabeļiem tiek transportēta uz sauszemes elektrotīklu, lai to sadalītu patērētājiem.

Zemūdens turbīnu veidi :

Aksiālās turbīnas : Šīm turbīnām ir asmeņi, kas izvietoti ap centrālo asi, līdzīgi kā lidmašīnas dzenskrūves. Tie ir paredzēti uzstādīšanai salīdzinoši ātrās okeāna straumēs un efektīvi uztver kinētisko enerģiju visdažādākajos apstākļos.

Propellera turbīnas : Šīs turbīnas izskatās kā lielas dzenskrūves un ir paredzētas uzstādīšanai pastāvīgās un spēcīgās okeāna straumēs. Tie efektīvi pārvērš enerģiju no regulārām plūdmaiņu straumēm elektrībā.

Svārstīgās lāpstiņu turbīnas : Šīm turbīnām ir asmeņi, kas svārstās vai svārstās ar ūdens kustību. Tie ir piemēroti mainīgām okeāna straumēm un var efektīvi darboties zema ātruma apstākļos.

Atjaunojamie energoresursi : Zemūdens turbīnas izmanto atjaunojamu resursu, okeāna straumju un plūdmaiņu kinētisko enerģiju, ko darbina Mēness un Saules gravitācijas spēki.

Paredzamību : Atšķirībā no citiem atjaunojamiem enerģijas avotiem, piemēram, saules un vēja, okeāna straumes un plūdmaiņas ir paredzamas, ļaujot precīzi plānot elektroenerģijas ražošanu.

Zema vizuālā ietekme : Tā kā zemūdens turbīnas ir uzstādītas zem ūdens, tām ir minimāla vizuālā ietekme salīdzinājumā ar sauszemes vēja turbīnām vai saules paneļiem, padarot tās estētiski pieņemamākas dažās piekrastes zonās.

Augstas sākotnējās izmaksas : Zemūdens turbīnu būvniecība un uzstādīšana var būt dārga, ņemot vērā tehniskos un loģistikas izaicinājumus, kas saistīti ar iekārtu uzstādīšanu zem ūdens un to uzturēšanu.

Ietekme uz jūras vidi : Lai gan zemūdens turbīnas ir mazāk vizuāli uzmācīgas nekā citas enerģijas iekārtas, tās var ietekmēt jūras ekosistēmas, izjaucot dzīvotnes un jūras savvaļas dzīvnieku migrāciju.

Apkope un izturība : Zemūdens turbīnām ir nepieciešama regulāra apkope, un tās var būt pakļautas korozijai un nodilumam skarbās jūras vides dēļ, kurā tās darbojas.