Thủy triều được gây ra chủ yếu bởi lực hấp dẫn của Mặt trăng và, ở mức độ thấp hơn, lực hấp dẫn của Mặt trời đối với khối nước của Trái đất. Năng lượng thủy triều khai thác sự thay đổi thường xuyên của mực nước do hiện tượng này.

Đây là cách hệ thống phát điện thủy triều thường hoạt động :

Đập thủy triều :
Đập thủy triều là phương pháp phổ biến nhất để khai thác năng lượng thủy triều. Những con đập này được xây dựng ở cửa sông hoặc cửa sông, nơi thủy triều có chuyển động lên xuống mạnh mẽ.
Đập thủy triều sử dụng cấu trúc tương tự như đập thủy điện truyền thống. Chúng thường có cửa hoặc van mở để cho phép nước chảy qua tuabin khi thủy triều dâng và đóng lại khi thủy triều rút.
Nước đi qua các tuabin quay các máy phát điện chuyển đổi động năng của nước thành điện năng.


Tua bin dưới biển :
Tua bin dưới biển là một công nghệ mới nổi để khai thác năng lượng thủy triều. Chúng được đặt dưới đáy biển nơi dòng thủy triều mạnh.
Các tuabin dưới nước thu được động năng của dòng thủy triều bằng cách quay cánh quạt của chúng. Vòng quay này sau đó được chuyển đổi thành điện năng bằng máy phát điện.
Lợi ích tiềm năng của tuabin dưới biển bao gồm tích hợp tốt hơn vào môi trường biển và có khả năng chi phí xây dựng thấp hơn so với đập thủy triều.

- Nó là một nguồn năng lượng tái tạo, bởi vì thủy triều có thể dự đoán được và sẽ tiếp tục tồn tại miễn là Mặt trăng và Mặt trời gây ảnh hưởng hấp dẫn của chúng lên Trái đất.
- Nó tạo ra ít hoặc không có khí thải nhà kính hoặc ô nhiễm không khí.
- Nó có tác động thấp đến đất liền, vì các đập thủy triều thường chiếm các khu vực đã có khu định cư của con người, chẳng hạn như cửa sông hoặc cảng.

Tuy nhiên, năng lượng thủy triều đưa ra những thách thức, bao gồm chi phí xây dựng đập thủy triều cao, mối quan tâm về môi trường liên quan đến sự thay đổi môi trường sống biển và hệ sinh thái ven biển, và sự thay đổi năng lượng sẵn có với chu kỳ thủy triều. Bất chấp những thách thức này, năng lượng thủy triều vẫn tiếp tục thu hút sự quan tâm ngày càng tăng như một nguồn năng lượng tái tạo lâu dài.

Hoạt động :

Thu năng lượng : Các đập thủy triều sử dụng sự lên xuống của thủy triều để tạo ra năng lượng. Chúng thường được xây dựng ở các cửa sông hoặc eo biển nơi thủy triều đặc biệt cao. Khi thủy triều lên, nước được giữ lại bằng cổng hoặc khóa. Khi thủy triều rút, nước này được giải phóng qua các tuabin, tạo ra điện.

Công nghệ tuabin : Các tuabin được sử dụng trong đập thủy triều có thể có nhiều loại khác nhau, bao gồm tuabin cánh quạt, tuabin hành động hoặc tuabin phản lực. Chúng được thiết kế để hoạt động theo cả hai hướng, có nghĩa là chúng có thể xoay theo cả hai hướng để thu năng lượng ở cả thủy triều lên và xuống.

Chu kỳ phát điện : Các đập thủy triều tạo ra điện theo chu kỳ, thường là hai lần một ngày, khi thủy triều lên và thủy triều thấp. Sản xuất điện có thể dự đoán được và có thể được lên lịch theo thời gian thủy triều.

Lợi ích :

Năng lượng tái tạo : Năng lượng thủy triều là một nguồn năng lượng tái tạo vì nó được cung cấp năng lượng bởi lực hấp dẫn của mặt trăng và mặt trời, ảnh hưởng đến thủy triều.

Khả năng dự đoán : Không giống như các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng mặt trời và gió, năng lượng thủy triều có thể dự đoán được và không đổi. Thời gian thủy triều có thể được tính toán chính xác trước nhiều năm.

Tác động môi trường thấp : Đập thủy triều có tác động môi trường tương đối thấp so với các hình thức sản xuất năng lượng khác. Chúng không tạo ra khí nhà kính và không cần những vùng đất rộng lớn, làm giảm các vấn đề phá rừng hoặc mất môi trường sống.

Khó khăn :

Chi phí cao : Việc xây dựng đập thủy triều là một khoản đầu tư tài chính đáng kể do sự phức tạp của cơ sở hạ tầng cần thiết và chi phí xây dựng cao.

Tác động đến hệ sinh thái : Việc xây dựng đập thủy triều có thể phá vỡ hệ sinh thái địa phương, làm thay đổi dòng chảy và ảnh hưởng đến sự di cư của cá và các sinh vật biển khác.

Vị trí cụ thể : Đập thủy triều chỉ có thể được xây dựng ở những nơi thủy triều đủ cao để cung cấp một lượng năng lượng đáng kể. Điều này giới hạn các vị trí có thể cho loại cài đặt này.

Bất chấp những thách thức này, các đập thủy triều đại diện cho một nguồn năng lượng đầy hứa hẹn cho các khu vực ven biển có thủy triều cao, mang lại tiềm năng đáng kể cho sản xuất điện sạch và bền vững.

Thu năng động năng : Tuabin dưới biển được lắp đặt dưới nước, thường được gắn vào đáy biển hoặc các cấu trúc chìm. Chúng được định vị sao cho chúng tiếp xúc với dòng hải lưu hoặc dòng thủy triều. Khi nước đi qua các cánh tuabin, lực của dòng điện làm cho tuabin quay, chuyển đổi động năng của nước thành năng lượng cơ học.

Sản xuất điện : Vòng quay của tuabin được kết nối với một máy phát điện, thường là máy phát điện, chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện. Điện được sản xuất theo cách này sau đó được vận chuyển qua cáp ngầm đến lưới điện trên bờ để phân phối cho người tiêu dùng.

Các loại tuabin dưới biển :

Tua bin trục : Những tuabin này có cánh quạt được bố trí xung quanh một trục trung tâm, tương tự như cánh quạt của máy bay. Chúng được thiết kế để lắp đặt trong các dòng hải lưu tương đối nhanh và có hiệu quả trong việc thu động năng trong một loạt các điều kiện.

Tua bin cánh quạt : Những tuabin này trông giống như cánh quạt lớn và được thiết kế để lắp đặt trong dòng hải lưu liên tục và mạnh mẽ. Chúng có hiệu quả trong việc chuyển đổi năng lượng từ dòng thủy triều thông thường thành điện năng.

Tua bin cánh dao động : Những tuabin này có cánh quạt dao động hoặc dao động theo chuyển động của nước. Chúng thích hợp cho các dòng hải lưu thay đổi và có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện tốc độ thấp.

Năng lượng tái tạo : Tuabin dưới nước khai thác một nguồn tài nguyên tái tạo, động năng của dòng hải lưu và thủy triều, được cung cấp năng lượng bởi lực hấp dẫn của mặt trăng và mặt trời.

Dự đoán : Không giống như các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng mặt trời và gió, dòng hải lưu và thủy triều có thể dự đoán được, cho phép lập kế hoạch phát điện chính xác.

Tác động thị giác thấp : Được lắp đặt dưới nước, tuabin dưới biển có tác động trực quan tối thiểu so với tuabin gió trên bờ hoặc tấm pin mặt trời, khiến chúng được chấp nhận thẩm mỹ hơn ở một số khu vực ven biển.

Chi phí trả trước cao : Việc xây dựng và lắp đặt tuabin dưới biển có thể tốn kém do những thách thức kỹ thuật và hậu cần liên quan đến việc lắp đặt thiết bị dưới nước và bảo trì chúng.

Tác động đến môi trường biển : Mặc dù ít xâm nhập trực quan hơn so với các công trình năng lượng khác, tuabin dưới biển có thể tác động đến hệ sinh thái biển, phá vỡ môi trường sống và di cư của động vật hoang dã biển.

Bảo trì và độ bền : Tuabin dưới biển yêu cầu bảo trì thường xuyên và có thể dễ bị ăn mòn và mài mòn do môi trường biển khắc nghiệt mà chúng hoạt động.