energie opwekking uit de Oceaan

8
[1] ENERGIE UIT DE OCEAAN De groene energie van de toekomst? Inleiding De wereld bestaat voor het grootste gedeelte uit water. Tegenwoordig ontdekken we steeds meer mogelijkheden van deze grote watermassa’s op onze planeet. De mogelijkheid om energie op te wekken met de bestaande stromingen en krachten in de oceaan zijn allemaal heel recent en staan aan het begin van hun ontwikkeling. Doordat deze manier van energieopwekking vrij nieuw is zijn er erg veel varianten die op elkaar lijken maar allemaal net anders zijn. In dit stuk zal ik enkele methodes en technieken uiteenzetten, om zo een beeld te schetsen van onze vorderingen om energie uit de oceaan te halen. Om het overzicht te behouden in dit stuk zal ik me concentreren op twee algemene technieken om schone energie op te wekken. De belangrijkste twee technieken zijn de technieken die gebruik maken van de golfbeweging in de oceaan en de getijden stromingen. Deze twee mogelijkheden zouden in de toekomst misschien wel onze belangrijkste vorm van energiewinning kunnen zijn. In de komende pagina’s zal ik twee technieken uiteen zetten en zal ik proberen te schetsen wat deze technieken opleveren. Tot slot zal ik enkele projecten behandelen die inmiddels gestart zijn om energie te winnen uit de oceaan. Vooral in het technische gedeelte ben ik genoodzaakt video’s te gebruiken ter ondersteuning. De oceanen op deze aarde zijn een enorme bron van energie. Hoe krijgen we deze energie eruit?

description

De nieuwe energiebron van de toekomst?

Transcript of energie opwekking uit de Oceaan

Page 1: energie opwekking uit de Oceaan

[1]

ENERGIE UIT DE OCEAAN

De groene energie van de toekomst?Inleiding

De wereld bestaat voor het grootste gedeelte uit water. Tegenwoordig ontdekken we steeds meer mogelijkheden van deze grote watermassa’s op onze planeet. De mogelijkheid om energie op te wekken met de bestaande stromingen en krachten in de oceaan zijn allemaal heel recent en staan aan het begin van hun ontwikkeling. Doordat deze manier van energieopwekking vrij nieuw is zijn er erg veel varianten die op elkaar lijken maar allemaal net anders zijn. In dit stuk zal ik enkele methodes en technieken uiteenzetten, om zo een beeld te schetsen van onze vorderingen om energie uit de oceaan te halen. Om het overzicht te behouden in dit stuk zal ik

me concentreren op twee algemene technieken om schone energie op te wekken. De belangrijkste twee technieken zijn de technieken die gebruik maken van de golfbeweging in de oceaan en de getijden stromingen. Deze twee mogelijkheden zouden in de toekomst misschien wel onze belangrijkste vorm van energiewinning kunnen zijn. In de komende pagina’s zal ik twee technieken uiteen zetten en zal ik proberen te schetsen wat deze technieken opleveren. Tot slot zal ik enkele projecten behandelen die inmiddels gestart zijn om energie te winnen uit de oceaan. Vooral in het technische gedeelte ben ik genoodzaakt video’s te gebruiken ter ondersteuning.

De oceanen op deze aarde zijn

een enorme bron van energie. Hoe krijgen

we deze energie eruit?

Page 2: energie opwekking uit de Oceaan

[2]

De Mogelijkheden.

De technieken voor het winnen

van energie uit de oceaan zijn vrij nieuw. Er wordt op steeds grotere

schaal al energie gewonnen uit zon, wind en water. De techniek

van energie uit water is vooralsnog

vooral gericht op Stuwdammen. Landen als Noorwegen halen 99%

van hun energie uit waterkracht. Ook zonne-energie en wind-

energie zijn technieken die komen

uit onuitputbare bronnen, en sinds een aantal jaar is daar ook de

oceaan bij gekomen. De laatste jaren zijn er veel technieken

ontwikkeld die het mogelijk maken

de krachten die de oceaan produceert misschien om te zetten

in bruikbare energie. De oudste van deze technieken maakt gebruik

van de getijdenstroming in de

oceaan. Nieuwere technieken concentreren zich vooral op de

golfbeweging in de oceaan. Voor beide technieken geldt dat ze op

kleine schaal worden toegepast.

Getijdenenergie.Getijdenenergie maakt gebruik

van het hoogte verschil tussen eb en vloed. Eb en vloed wordt

veroorzaakt door de bewegingen tussen de maan en de aarde. Deze

beweging zorgt er voor dat er een

cyclus ontstaat van hoog en laag water. Op open zee is dit verschil

tussen hoog en laag water niet meer dan tientallen centimeters.

afhankelijk van de kustlijn kan het

aan land oplopen tot enkele meters verschil. Al in de middeleeuwen

waren er in Bretagne turbine’s die werkten op de verschillen tussen

Eb en Vloed. Tegenwoordig staat

de enige commerciële turbine nog steeds in Bretagne. Het verschil

aan de kust daar is zeer groot, tot

maximaal dertien meter. Omdat de winning van energie zeer constant

is, namelijk 2 keer per dag, kan er continu geproduceerd worden, dit

komt neer op ongeveer tien uur

per dag. De techniek die gebruikt wordt heet de barrage techniek. Er

wordt een stuk kust met een groot verschil tussen eb en vloed

ingedamd. Door tunnels met

turbines, in de dam loopt met vloed het gedeelte achter de dam

vol. Door de verplaatsing van water worden de turbines aangedreven.

Wanneer het water weer terugtrekt

herhaald zich het hele gebeuren alleen dan in omgekeerde

volgorde. Hiernaast is het kort schematisch weergegeven hoe dit

in zijn werk gaat.

Nadeel van deze afdamming is dat het vrij schadelijk is voor het

omliggende ecosysteem. Om genoeg kracht te ontwikkelen moet

er een complete inham worden

afgesloten. In deze inham wordt het water met vloed opgeslagen en

met eb loopt het door tunnels weer richting zee. Dit geeft een

vertragende werking van eb en

vloed wat niet goed is voor de dieren die gewend zijn om te leven

met een normale eb en vloed. Een ander groot nadeel is dat het

bouwen in water duur is, om dus

een complete energiecentrale op water te bouwen is vooralsnog erg

kostbaar.Een groot voordeel van de

afdammingen is dat de

energiewinning constant is, en goed te voorspellen, dit in

tegenstelling tot zon en wind energie. En naast de constante

vorm is het ook een duurzame

vorm.

BARRAGE TECHNIEK

Page 3: energie opwekking uit de Oceaan

[3]

Ontwikkelingen

De vorm van indammen kan slechts op een

aantal plaatsen in de wereld worden toegepast. hierdoor wordt er steeds meer onderzoek gedaan

naar de stromingen die gepaard gaan met eb en vloed. Met deze stroming zouden we grote

turbines kunnen laten draaien en daarmee energie

opwekken. Het gaat hierbij om het benutten van de

stroming die ontstaat bij eb en vloed, een groot voordeel hiervan is dat dit op veel meer plaatsen

kan worden toegepast dan de bovengenoemde

barrage techniek. Getijde turbines zoals die worden ontwikkeld door inmiddels vele bedrijven

kunnen vergeleken worden met windmolens. Verschil is dat deze molens gedreven worden door

stromend water in plaats van lucht. Ze kunnen

worden geïnstalleerd in de zee, op plaatsen met hoge getijden verschillen, getijdenstromingen of

op plaatsen met een continue oceaanstroming. Om zo de grote hoeveelheden energie die

langsstromen uit het water te halen.

Een voorbeeld van een systeem wat inmiddels op

een aantal plaatsen wordt gebruikt is "SeaGen".

In Noord-Ierland is een prototype operationeel, dit

prototype maakt gebruik van twee rotoren met

een diameter van 16m. Bij een stroomsnelheid van

2,4m/s ontwikkeld het een vermogen van 1.2MW.

Het systeem is geaccrediteerd door OFGEM als

officiële UK-elektrische centrale. Dit prototype

draait al bijna op volle toeren en heeft in de zomer

van 2009 al enkele honderden mWh geleverd.

(zie filmpje 1 voor de werking)

SeaGen wordt momenteel steeds verder

ontwikkeld en kan in de toekomst ook worden

aangedreven door rotors met een diameter tussen

de 14 en 20 meter. (De omvang is afhankelijk van

de lokale omstandigheden ter plaatse). Het

systeem is enigszins te vergelijken met dat van

een windmolen waarbij elke wiek aangesloten is

op een versnellingsbak die vervolgens weer

richting de generator gaat. Deze turbines hebben

een functie waarmee de rotorbladen beide kanten

op kunnen draaien. Hierdoor kunnen ze met alle

soorten stromingen opereren, dat is dus zowel met

eb als met vloed. Ook kan de hoogte van het

systeem worden aangepast, om zo de meest

krachtige stroom te vinden of om onderhoud te

plegen.

De mogelijkheden die deze vorm van

energieopwekking met zich meebrengt is

onduidelijk. Verschillende grote energiebedrijven

zoals RWE, ESB en NPower zijn druk aan het

investeren in deze manier van energie opwekking.

Zo worden op veel plaatsen in deze wereld testen

gedaan met verschillende varianten van de

“Seagen”. De ontwikkelaars van deze turbines zijn

het er over eens dat deze turbines in 2020

winstgevend kunnen zijn, en voor een halvering

kunnen zorgen van onze co2 reductie.

In Ierland is de vooralsnog enige commerciële

turbine die ieder jaar voor meer dan 1000

huishoudens stroom opwekt.

Page 4: energie opwekking uit de Oceaan

[4]

GolfenergieEen ander veelbelovend middel is de

opwekking van energie uit de golfbeweging in de oceaan. Nagenoeg ieder groot water heeft een

golfbeweging. Een natuurverschijnsel wat ontstaat door een combinatie van wind en

zwaartekracht. De meeste golven ontstaan

midden op zee waar een storm (vaak een lagedruk gebied) waait. Wind is variabel en kan

dus uit alle richtingen komen, maar uiteindelijk gebeurt er het volgende:

Een wateroppervlak heeft een

oppervlaktespanning. Deze spanning wordt verstoord door wind, dit zorgt voor de vorming

van kleine rimpels. Deze rimpels hebben een top en een dal, op de top heeft de wind hier veel grip

op. De wind blaast deze rimpels omhoog en zo

zullen deze rimpels alleen maar groter worden, dit is het begin van een mooie golf. Nadat de wind

zijn werk heeft gedaan zullen de golven geordend gaan rollen, dit komt door de druk die de

zwaartekracht op hen uitoefent, ze zullen ook

groepjes vormen (sets). Zo rollen ze voort totdat ze bij de kust komen. Door het ondieper worden

van de bodem komt de golf nog verder omhoog en zal uiteindelijk omslaan op de kust. Golven zijn

dus kort samengevat geconcentreerde wind

energie.

Deze golfbeweging bevat veel energie afkomstig

van de wind. Het deinen van het water geeft een mooie mogelijkheid om energie mee te winnen.

Er zijn verschillende manieren om deze beweging om te zetten in energie. Sinds kort is er in

Portugal gestart met het exploiteren van een

“golfboerderij”. Deze boerderij bestaat uit een stuk oceaan waarin lange wormvormige stukken

op de golven drijven. De buizen bestaan uit vier delen die los van elkaar bewegen door middel van

schanieren. In deze schanieren bevinden zich

hydraulische pompen. Wanneer de golfbeweging dus voor beweging zorgt wordt deze vorm van

energie opgeslagen. De schanieren bewegen mee op zowel op en neerwaartse bewegingen maar

ook op zijwaartse bewegingen, zo wordt iedere

beweging dus eigenlijk opgepikt. Één slang heeft de lengte van ongeveer 150 meter. Bijzondere

eigenschap van deze slangen is dat ze automatisch de golfrichting opzoeken. Er kunnen

meerdere slangen met slechts één stroomkabel

vastgemaakt worden.

Voorbeeld van een systeem om de energie uit golfslag te benutten

Page 5: energie opwekking uit de Oceaan

[5]

Ontwikkelingen

De techniek om energie op te

wekken uit golven is erg nieuw. Vooralsnog is de techniek om de

energie uit de golven te halen nog niet erg rendabel. Hierdoor

is de energie die uit de golven

wordt gehaald nog niet concurrerend genoeg voor de

huidige vorm van energiewinning. Ondanks dit zijn

de ontwikkelaars en

energiemaatschappijen enthousiast over deze vorm van

energiewinning. De opstartkosten van deze projecten

zijn veel lager dan die van

windenergie 20 jaar geleden. Mede doordat dit project in de

kinderschoenen staat is dit dus een veel belovende ontwikkeling.

Kosten voor windenergie zijn in

de loop van de tijd ook met 80% gedaald. Deze projecten hebben

dus zeker potentie. Tegenwoordig levert een

golfboerderij van 30 slangen

energie voor 15 duizend huishoudens. Dat is 500

huishoudens per slang. Van de vele projecten die

gestart zijn om energie uit

golven te halen is het project “Pelamis wave Power” het project

met de beste papieren om ons in tientallen jaren van energie te

voorzien.

Een ander heel recent project om energie uit golven te halen is

het “oyster” project. Dit project lijkt in veel onderdelen op het

pelamis project, ook hier word

gewerkt met hydrolische pompen die zorgen voor opslag van

energie. Het is duidelijk hoe de “oyster” aan zijn naam is

gekomen. Het zijn twee kleppen

die doormiddel van een zuiger aan elkaar zijn verbonden. Één

klep bevind zich op de oceaan bodem en de ander staat daar

haaks op.

in het kort

De generator heeft de naam

‘Pelamis’ meegekregen, naar een zeeslang uit de

tropische oceanen. Deze naam komt voort uit de

beweging die de slang

maakt op de deining van de golven.

Een prototype van deze slang ligt in het water bij de

kust van Orkneys

PELAMIS

Page 6: energie opwekking uit de Oceaan

[6]

De werking van de Oyster is bijzonder

eenvoudig. Door de eenvoudigheid is deze manier in testen tot nu toe erg succesvol. Oyster is een

eenvoudig mechanisch scharnierende klep aangesloten op de zeebodem, op ongeveer 10m

diepte. Elke passerende golf beweegt de klep.

Grote hydraulische zuigers zorgen voor een hoge waterdruk die word getransporteerd naar de kust

waarin het in een elektrische turbine wordt omgezet. Het grote voordeel van deze techniek is

dat het erg eenvoudig is en dicht bij de kust

werkt, zo is het makkelijk en goedkoop te instaleren. Andere grote voordelen zijn dat het

systeem puur mechanisch is en hierdoor dus

compleet duurzaam is. Het systeem werkt bij

rustige regelmatige golven/deining, hierdoor is er weinig slijtage aan de Oysters systemen waardoor

het onderhoud dus erg goedkoop blijft. Één Oyster systeem heeft een piekvermogen van 300-600kW,

dit maakt dat een tiental Oyster systemen genoeg

is om 3000 huishoudens te voorzien van schone energie uit golfbewegingen.

In November 2009 is het eerste Oyster systeem geplaatst in de zee bij Orkney en

produceert al stroom.

OYSTER

Page 7: energie opwekking uit de Oceaan

[7]

NAWOORD

Toekomstige energiebron of luchtkasteel?In dit stuk heb ik een aantal vormen van

energiewinning uit de oceaan proberen te behandelen. De technieken die we gebruiken om

de energie die de oceaan produceert te vangen, zijn zo nieuw, dat eigenlijk alle technieken nog in

ontwikkeling zijn. Dit betekent ook dat er weinig

bekend is over de werkingen en de mogelijkheden. Op een zeer beperkt niveau wordt

gebruik gemaakt van de energie die de oceaan ons te bieden heeft. Dit bemoeilijkt het om een

goed gedegen stuk te schrijven met als

onderwerp energiewinning uit golven of uit getijdenstromingen.

Omdat het met de start van dit project een veelbelovende vorm van energiewinning leek te

zijn was mijn opzet om een brede uiteenzetting te

geven over wat de mogelijkheden zijn en wat we allemaal kunnen verwachten van deze nieuwe

vormen van energie. Dit idee bleek voor mij niet

haalbaar. Na veel research en bellen met bedrijven, ben ik tot de conclusie gekomen dat de

oceaan in potentie ongekende energie voorraden heeft, maar dat de technieken om deze energie

bruikbaar te maken te jong zijn om hier uitvoerig

op in te kunnen gaan. De technieken worden goed uitgelegd in de verschillende filmpjes op de

website maar zijn te complex om uitvoerig te beschrijven.

Op basis van het aantal investeerders en

projecten die betrekking hebben op energiewinning uit golven en getijdenstromingen

kunnen we stellen dat het een vorm van energiewinning is waar we in de toekomst zeker

meer van gaan horen. Tot die tijd? geniet van de

waterkr8.

Page 8: energie opwekking uit de Oceaan

[8]

Bronvermelding• http://sync.nl/schone-energie-uit-de-golven-op-zee/

• http://www.gizmag.com/oyster-hydro-electric-wave-energy-device/13461/

• http://www.tbm.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=7f4cdf38-4d23-4814-b150-6d5f148e42ec&lang=nl

• http://www.yourrenewablenews.com/crucial+phase+of+oyster

+installation+completed_37921.html• http://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_power

• http://www.aquamarinepower.com/technologies/• http://www.pelamiswave.com/

• http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/nl/

Annapolis_Royal_Generating_Station• http://www.oceanenergycouncil.com/index.php/Tidal-Energy/Tidal-

Energy.html• http://www.hier.nu/klimaatnieuws/duurzame+energie/2/883/Noord-

Ierse_werf_bouwt_grootste_generator_voor_getijdenenergie.html

• http://www.darvill.clara.net/altenerg/tidal.htm• www.marineturbines.com

• http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/nl/Tidal_power• http://www.oceanrenewable.com/

BRON

VERM

ELDI

NG