潮汐和波浪能

介绍

潮汐和波浪是在水上发生的两种自然现象，虽然它们与水体有关，但它们产生能量的能力在产生，功率和可靠性方面各不相同[1]。随着世界开始摆脱对不可再生能源的依赖，人们开始探索新的创新能源生产方式，这将对周围环境和社区产生最小的影响。特殊的浮标和涡轮机通常用于捕获电力并将其转换为清洁电力，但与大多数新兴技术一样，它们的设计和开发成本很高。尽管来自海洋的潮汐能和波浪能都存在，但它们之间仍存在很大差异。

什么是潮汐能？

潮汐定义为由月球的引力和地球上的太阳引起的海平面上升和下降。它们不仅限于海洋，而且只要存在引力场，它们也可以在其他系统中发生。此外，虽然地球的大部分地区受到太阳引力的影响，但在水面上并不容易看到。月球本身对潮汐有更明显的影响，因为它与太阳相比更接近地球。海岸线经历每日昼夜潮或半昼夜潮，分别由一个或两个高潮和低潮组成。这些潮汐受到一系列因素的影响，如太阳和卫星的排列，海岸线的形状和水深的变化。

什么是波浪能量？

波浪能，也称为海洋能，被定义为从海洋波中利用的能量。当风吹过海洋表面时，它会产生波浪，因此它们也可以被称为能量在水面上移动。由于风而产生的波浪通常被称为风浪，它们最有效地出现在水面上，因为没有陆块抵抗风的力量[2]。这些在海洋表面常见的波浪也可以在湖泊，河流和运河上自由发生，可以定义为毛细波，涟漪，海洋或海浪。没有两个波是相同的，每个波的高度和波峰和波谷之间的距离不同。

潮汐是如何形成的？

当月球围绕地球旋转时，它会施加一个引力，产生一个穿过地球的潮流。当月亮环绕地球时，地球本身也会以微小的圆圈移动，这种惯性会在地球的另一侧产生潮汐。这被称为低潮之间的两次高潮[3]

波是如何形成的？

风吹动的速度，持续时间和距离的变化模式将影响所形成的波的形状。另外，形成的各个波的形状和大小也将取决于所产生的影响系统，并且可以容易地帮助缩小波的起源。例如，新形成的高陡波是新形成的，通常是附近天气系统的结果，如局部风暴，而长波稳定波通常是由极端天气条件形成的，有时甚至可能来自暴风雨。另一个半球。

利用波能量

来自波浪的这种能量可以被利用并用于一系列有用的活动，例如发电，脱盐和将水泵入水库。通常被称为波浪能，波浪越强，产生能量的能力就越强。海浪的粗糙垂直运动包含大量的动能，这是由波浪能技术捕获的。波浪能通常使用两种类型的系统来利用，即离岸系统和岸上系统。海上系统在深水中运行，并利用泵或软管通过旋转涡轮机收集能量。另一方面，陆上系统沿着海岸线建造并从破碎波中获取能量。波浪能的一个优点是它可以补充和可持续，因为波浪总是会根据天气条件冲上岸，并且很可能不会长时间停止形成。此外，由于附近社区不容易看到这些常用技术，因此对美学价值的影响很小，使其成为更容易被接受的技术。虽然它是可再生能源，但很难有效地将这种能量转化为电能。事实证明，设备的开发和设计难以承受风暴造成的损害和周围海水的腐蚀作用。然而，虽然许多这些技术具有成本效益，但与其他能源发电系统相比，它并不便宜。

波能技术

迄今为止，有三种主要类型的波浪能技术。第一种方法是使用浮子或浮标从海洋膨胀发电，从而驱动液压泵。第二种类型使用振荡水柱从圆柱形轴内的水的上升和下降发电。这通常在岸边完成。水驱动空气离开轴，空气又为空气驱动的涡轮机提供动力。第三种类型使用锥形通道，位于或离岸。该技术将波浪集中并将其驱动到高架油藏中，使用涡轮机产生动力[5]。

利用潮汐能

虽然所有沿海地区都经历高潮和低潮，但如果高潮和低潮之间的差异足够大，这种能量只能被利用并用于发电。潮汐能的主要类型包括：1）从潮汐变化的电流获得的动能和2）从高潮和低潮之间的高度变化获得的势能。使用潮汐作为能量来源的一个优点是它更可靠，因为它基于月球的重力拉力，因此可以预测。话虽如此，虽然可以预测，但其中一个缺点是这种来源一次只能产生6-12小时的能量，从而减少了长期可用性[4]。这种间歇性的能源生产创造了一种不太可靠的能源。利用这种能量可以破坏海洋动物和常规划船路径的自然迁徙路线。用于发电的涡轮机可以杀死该地区的大量鱼类。话虽如此，利用潮汐能作为电力来源的能力可能会减少对煤驱动发电源的依赖，从而减少CO的数量₂ 排放。

潮汐能技术

潮汐能发电的常用技术包括潮汐水坝或拦河坝，其中包含穿过水体的闸门。水闸以外的水电站。随着潮汐的变化，不均匀的水位会越过水闸并为水轮机提供动力[5]。然而，随着时间的推移，海岸线和周围海洋生态系统的大量下游影响被注意到，导致一系列更新，更环保的模型的发展。这些包括潮汐泻湖，潮汐围栏和水下潮汐涡轮机。

潮汐能与波浪能之间的差异

我们已经定义了潮汐和波浪在完全不同的条件下形成。潮汐是由月球和太阳在地球上的引力引起的海洋的上升和下降，而波浪是穿过海洋表面的风能，因此与潮汐相比，波浪更容易测量。与波浪相比，潮汐不太明显，最常见于海岸线上，影响可见水和沙子的数量。另一方面，海浪上升和下降的表面可以看到波浪。虽然潮汐能每天波动，波浪能可能是更持久的能量来源，但由于全球只存在少量试验点，因此它并未广泛使用[4]。

差异摘要

潮汐能	波能量
利用海平面的上升和下降	利用沿着海洋表面移动的波浪
由月球和地球上的太阳引力引起	风引起的
强度受地球位置和位置的影响	强度受风力的影响
	通常被称为波浪力量
潮汐能的类型包括动能和势能	波能的类型包括动能
利用拦河坝，水坝，潮汐围栏和潮汐涡轮机进行利用	利用海上和陆上系统进行利用
更可靠，因为它基于月球和太阳的引力	不太可靠，因为它是基于风的强度对水面的影响
不连续的能量源，每次产生约6-12小时	持续的能源
可以破坏鸟类和划船途径的迁徙路线并导致大量鱼类死亡	对周围环境，生态系统和社区的影响很小
施工成本高，但维护成本低	设计和开发所需技术的启动成本极高