Pływy są powodowane głównie przez przyciąganie grawitacyjne Księżyca oraz, w mniejszym stopniu, przyciąganie grawitacyjne Słońca do mas wody na Ziemi. Energia pływów wykorzystuje regularne wahania poziomu wody spowodowane tym zjawiskiem.

Oto jak zazwyczaj działa system wytwarzania energii pływowej :

Zapory pływowe :
Zapory pływowe są najpowszechniejszą metodą wykorzystania energii pływów. Zapory te są budowane w ujściach rzek lub ujściach rzek, gdzie pływy mają silny ruch w górę i w dół.
Zapory pływowe wykorzystują konstrukcję podobną do tradycyjnej zapory hydroelektrycznej. Zwykle mają drzwi lub zawory, które otwierają się, aby umożliwić przepływ wody przez turbiny, gdy przypływ się podnosi, i zamykają się, gdy odpływ się kończy.
Woda, która przepływa przez turbiny, obraca generatory, które przekształcają energię kinetyczną wody w energię elektryczną.


Turbiny podwodne :
Turbiny podmorskie to nowa technologia wykorzystania energii pływów. Umieszcza się je na dnie morskim, gdzie prądy pływowe są silne.
Podwodne turbiny wychwytują energię kinetyczną prądów pływowych, obracając swoje łopaty. Obrót ten jest następnie przekształcany w energię elektryczną za pomocą generatora.
Potencjalne korzyści płynące z turbin podmorskich obejmują lepszą integrację ze środowiskiem morskim i potencjalnie niższe koszty budowy w porównaniu z zaporami pływowymi.

- Jest to odnawialne źródło energii, ponieważ pływy są przewidywalne i będą istnieć tak długo, jak długo Księżyc i Słońce będą wywierać wpływ grawitacyjny na Ziemię.
- Powoduje niewielką lub żadną emisję gazów cieplarnianych ani zanieczyszczenia powietrza.
- Ma niewielki wpływ na ląd, ponieważ tamy pływowe zwykle zajmują obszary, na których znajdują się już osiedla ludzkie, takie jak ujścia rzek lub porty.

Energia pływów wiąże się jednak z wyzwaniami, w tym wysokimi kosztami budowy zapór pływowych, obawami środowiskowymi związanymi ze zmianą siedlisk morskich i ekosystemów przybrzeżnych oraz różnicami w dostępności energii w zależności od cykli pływowych. Pomimo tych wyzwań energia pływów cieszy się coraz większym zainteresowaniem jako długoterminowe odnawialne źródło energii.

Operacja :

Wychwytywanie energii : Zapory pływowe wykorzystują przypływy i odpływy do wytwarzania energii. Zwykle buduje się je w ujściach rzek lub cieśninach, gdzie pływy są szczególnie wysokie. Kiedy przypływ się podnosi, woda jest zatrzymywana przez wrota lub śluzy. Kiedy odpływ odpływa, woda ta jest uwalniana przez turbiny, które wytwarzają energię elektryczną.

Technologia turbin : Turbiny stosowane w zaporach pływowych mogą być różnych typów, w tym turbiny śmigłowe, turbiny o działaniu lub turbiny odrzutowe. Są zaprojektowane do pracy w obu kierunkach, co oznacza, że mogą obracać się w obu kierunkach, aby przechwytywać energię zarówno podczas przypływów, jak i opadów.

Cykl wytwarzania energii elektrycznej : Zapory pływowe wytwarzają energię elektryczną cyklicznie, zwykle dwa razy dziennie, podczas przypływu i odpływu. Wytwarzanie energii elektrycznej jest przewidywalne i można je zaplanować zgodnie z czasami pływów.

Korzyści :

Energia odnawialna : Energia pływów jest odnawialnym źródłem energii, ponieważ jest zasilana siłami grawitacyjnymi Księżyca i Słońca, które wpływają na pływy.

Przewidywalność : W przeciwieństwie do innych odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, energia pływów jest przewidywalna i stała. Czasy pływów można dokładnie obliczyć z wieloletnim wyprzedzeniem.

Niewielki wpływ na środowisko : Zapory pływowe mają stosunkowo niewielki wpływ na środowisko w porównaniu z innymi formami produkcji energii. Nie wytwarzają gazów cieplarnianych i nie wymagają dużych połaci ziemi, co zmniejsza problemy związane z wylesianiem lub utratą siedlisk.

Wady :

Wysoki koszt : Budowa tamy pływowej jest znaczną inwestycją finansową ze względu na złożoność wymaganej infrastruktury i wysokie koszty budowy.

Wpływ na ekosystem : Budowa tamy pływowej może zakłócić lokalne ekosystemy, zmieniając prądy i wpływając na migrację ryb i innych organizmów morskich.

Konkretna lokalizacja : Zapory pływowe można budować tylko w miejscach, w których pływy są wystarczająco wysokie, aby zapewnić znaczną ilość energii. Ogranicza to możliwe lokalizacje tego typu instalacji.

Pomimo tych wyzwań zapory pływowe stanowią obiecujące źródło energii dla regionów przybrzeżnych o wysokich przypływach, oferując znaczny potencjał w zakresie czystego i zrównoważonego wytwarzania energii elektrycznej.

Wychwytywanie energii kinetycznej : Turbiny podwodne są instalowane pod wodą, często przymocowane do dna morskiego lub zanurzonych konstrukcji. Są one ustawione tak, aby były wystawione na prąd morski lub pływy. Gdy woda przepływa przez łopatki turbiny, siła prądu powoduje obrót turbiny, przekształcając energię kinetyczną wody w energię mechaniczną.

Wytwarzanie energii elektrycznej : Obrót turbiny jest podłączony do generatora elektrycznego, zwykle alternatora, który zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną. Wyprodukowana w ten sposób energia elektryczna jest następnie transportowana podmorskimi do lądowej sieci elektroenergetycznej w celu dystrybucji do odbiorców.

Rodzaje turbin podmorskich :

Turbiny osiowe : Turbiny te mają łopatki rozmieszczone wokół osi centralnej, podobnie jak śmigła samolotu. Są one przeznaczone do instalowania w stosunkowo szybkich prądach oceanicznych i są skuteczne w przechwytywaniu energii kinetycznej w szerokim zakresie warunków.

Turbiny śmigłowe : Turbiny te wyglądają jak duże śmigła i są przeznaczone do instalowania w stałych i silnych prądach oceanicznych. Są skuteczne w przekształcaniu energii ze zwykłych prądów pływowych w energię elektryczną.

Turbiny z łopatkami oscylacyjnymi : Turbiny te mają łopatki, które oscylują lub oscylują wraz z ruchem wody. Nadają się do zmiennych prądów oceanicznych i mogą skutecznie działać w warunkach niskiej prędkości.

Energia odnawialna : Podwodne turbiny wykorzystują odnawialny zasób, energię kinetyczną prądów oceanicznych i pływów, która jest zasilana siłami grawitacyjnymi Księżyca i Słońca.

Przewidywalność : W przeciwieństwie do innych odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, prądy oceaniczne i pływy są przewidywalne, co pozwala na dokładne planowanie wytwarzania energii.

Niewielki efekt wizualny : Instalowane pod wodą turbiny podwodne mają minimalny wpływ wizualny w porównaniu z lądowymi turbinami wiatrowymi lub panelami słonecznymi, co czyni je bardziej akceptowalnymi estetycznie w niektórych obszarach przybrzeżnych.

Wysokie koszty początkowe : Budowa i instalacja turbin podmorskich może być kosztowna ze względu na wyzwania techniczne i logistyczne związane z instalacją sprzętu pod wodą i jego konserwacją.

Wpływ na środowisko morskie : Chociaż turbiny podmorskie są mniej inwazyjne wizualnie niż inne instalacje energetyczne, mogą wpływać na ekosystemy morskie, zakłócając siedliska i migracje dzikich zwierząt morskich.

Konserwacja i trwałość : Turbiny podwodne wymagają regularnej konserwacji i mogą być podatne na korozję i zużycie ze względu na trudne środowisko morskie, w którym pracują.