A tenger a jövő stabil energiaforrása: áttörés jöhet a hullámenergia hasznosításában

A hatalmas hullámzást a legtöbben természeti katasztrófák baljós képéhez társítjuk, pedig érdemes átgondolni, hogy a hatalmas víztömegek mekkora mozgási energiát tárolnak, ráadásul folyamatos mozgásban vannak, és még a viharmentes időszakokban is jelentős potenciált hordoznak. Ezt az elemi erőt igyekeznek most minden korábbinál hatékonyabban munkára fogni az Augsburgi, az Adelaide-i és a Melbourne-i Egyetem szakemberei.

A közös tervezésű technológia alapját a tengerfenékhez rögzített, ház méretű bóják jelentik, amelyek a vízszint emelkedését és süllyedését használják ki.

„A hullámzás magasba emeli, majd a hullámvölgy ismét leengedi őket. Ez a folyamatos fel-le mozgás egyfajta dinamót hajt meg, amely áramot termel” – foglalta össze a folyamat lényegét Prof. Dr. Malte Peter, az Augsburgi Egyetem munkatársa. A Journal of Fluid Mechanics című folyóiratban megjelent tanulmány alapján egyetlen ilyen eszköz akár több száz háztartás áramszükségletét is fedezheti, a valódi hatékonyságot azonban a több tucat bójából álló telepek adják, amelyek csökkentik a szárazföldre történő szállítás költségeit.

Matematikai precizitás a hullámenergia hasznosítására

A bójatelepek telepítése során eddig komoly nehézséget okozott a bóják egymásra gyakorolt hatása. Ahogy a hullámok áthaladnak egy ilyen létesítményen, az első egységek árnyékolják a mögöttük lévőket, a megtörő víztömegek pedig megváltoztatják a környezeti viszonyokat. A kutatók ezért komplex szimulációk segítségével keresték a megoldást arra, hogyan hangolhatnák össze a bóják hálózatát.

A probléma kulcsa a rezonanciafrekvencia: a bóják akkor termelik a legtöbb energiát, ha a hullámok a saját ritmusuknak megfelelő időintervallumban érik őket. Ez probléma, ugyanis a bójáknak van egy saját ritmusuk, amellyel fel-le mozognak. Mivel egy sakktáblaszerűen elhelyezett telepen minden bója más körülményekkel találkozik, a kutatók az egyes egységek rezonanciáját és a beépített dinamók ellenállását egyedileg szabályozhatóvá tették.

Az új stratégia segítségével az erőmű szinte teljesen függetlenedik a hullámok frekvenciájától vagy irányától, és az optimalizált elrendezés – szimulációk alapján – lehetővé teszi a hullámenergia 90 százalékának kinyerését. „Olyan stratégiát találtunk, amely a hullámfrekvenciák meglepően széles skáláján teremt kiemelkedően magas hozamot” – hangsúlyozta a professzor.

A hullámenergia legnagyobb előnye a szél- és napenergiával szemben a folyamatosság.

Bár a hullámok magassága változó, a tenger mozgása a nap 24 órájában rendelkezésre áll, így elkerülhető a megújuló forrásoknál gyakori termeléskiesés. A technológia gyakorlati elterjedése a következő évek gazdasági versenye során dőlhet el: a bójaerdőknek a szélerőművekkel és a napelemparkokkal kell felvenniük a harcot – főleg a megtérülés tekintetében.

Gábor János, NEW technology