해상 전류 전력

Marine current power

해류는 지구, 달, 태양의 행성 운동으로 인한 중력 영향의 결과인 조수에 의해 주로 움직이는 많은 양의 물을 운반할 수 있다.증가된 유속은 섬과 본토 사이의 해협이나 육지 주변의 얕은 여울에 있는 수중 지형이 유속 향상에 중요한 역할을 하여 상당한 운동 에너지를 [1]발생시키는 경우에 발견될 수 있다.태양은 바람과 온도 차이를 일으키며 주된 원동력으로 작용합니다.방향의 변화가 최소인 현재 속도와 하천 위치의 변동이 작기 때문에 해류는 [2]터빈과 같은 에너지 추출 장치를 배치하기에 적합한 위치일 수 있다.기온과 염도의 지역적 차이, 지구의 자전에 의한 코리올리 효과 등 다른 영향도 크다.해류의 운동 에너지는 풍력 터빈이 다양한 유형의 개방 흐름 [3]로터를 사용하여 바람으로부터 에너지를 추출하는 것과 같은 방식으로 변환될 수 있습니다.

에너지 퍼텐셜

미국 동부 해안을 따라 흐르는 전류 벡터 다이어그램.

전 세계 해류의 총 전력은 최대 15 kW/m2의 전력 밀도로 약 5,000 GW로 추정된다.플로리다 해협 해류 표면 근처의 비교적 일정한 추출 가능 에너지 밀도는 흐름 면적의 약 1kW/m2입니다.걸프만에서 사용 가능한 에너지의 1/1000만분의 1만 채취해도 플로리다에 전기 수요의 35%를 공급할 수 있을 것으로 추정되고 있다. 이 폭포는 전 세계 담수 강의 50배에 달하는 물 흐름에서 나이아가라 폭포보다 21,000배나 많은 에너지를 보유하고 있다.오른쪽 그림은 해안을 따라 흐르는 고밀도의 흐름을 나타내며, 고속의 흰색 북향 흐름을 주목하여 해류 에너지의 추출에 매우 적합합니다.해류 에너지 기술의 적용에 관심이 있고, 그 적용을 추진하고 있는 나라에는 유럽연합,[4][5] 일본,[6] 미국,[7] 중국 등이 있다.

해류에 의한 발전 가능성은 매우 크다.다른 재생 에너지와 비교할 때 해류에서 발생하는 전기를 매우 매력적으로 만드는 요인은 다음과 같다.

  • 유체 특성에 기인하는 고부하 계수.대부분의 다른 재생 에너지와 달리 미래의 에너지 가용성을 알고 [3]계획할 수 있도록 자원의 예측 가능성.
  • 환경에 거의 영향을 주지 않고 이용할 수 있는 잠재적으로 큰 자원. 따라서 대규모 [8]발전에서 가장 피해가 적은 방법 중 하나를 제공합니다.
  • 해상 전류 전력 설비의 실현 가능성으로 베이스 그리드 전력도 제공되며, 특히 피크 흐름 주기를 오프셋하는 두 개 이상의 개별 어레이가 상호 연결되어 있는 경우.

해류 발전 기술

해양발전에 사용되는 풍력발전용 축류터빈의 그림

해양 전류 전력 애플리케이션에서 사용할 수 있는 개방 흐름 장치에는 몇 가지 유형이 있으며, 그 중 다수는 물레방아 또는 이와 유사한 종류의 최신 장치이다.그러나 풍력 발전 로터로부터 파생된 보다 기술적으로 정교한 설계는 미래의 대규모 해양 전류 발전 시나리오에서 실용적이기에 충분한 비용 효과와 신뢰성을 달성할 가능성이 가장 높다.이러한 오픈 플로우 하이드로 터빈에 대해 일반적으로 인정되는 용어는 없지만, 일부 소스에서는 이를 수류 터빈이라고 합니다.고려할 수 있는 수류 터빈에는 축류 수평 축 프로펠러(가변 피치 또는 고정 피치 모두 포함)와 직교류 Darrieus 로터의 두 가지 주요 유형이 있습니다.두 로터 유형은 모두 물 전류 터빈을 지원하기 위한 세 가지 주요 방법, 즉 부유 계류 시스템, 해저 장착 시스템 및 중간 시스템과 결합될 수 있다.해저에 장착된 모노파일 구조는 제1세대 해양 전류 전력 시스템을 구성한다.그들은 기존의 (그리고 신뢰할 수 있는) 엔지니어링 노하우를 사용할 수 있는 장점이 있지만, 상대적으로 얕은 물(약 20-40m 깊이)[3]에 한정되어 있다.

이력 및 응용 프로그램

해류를 에너지 자원으로 사용할 수 있는 가능성은 1970년대 중반 제1차 석유 파동 이후 주목을 받기 시작했다.1974년 맥아더 에너지 워크숍에서 몇 가지 개념적 디자인이 발표되었고, 1976년 영국 제너럴 일렉트릭사는 해양 전류 전력이 보다 상세한 연구를 할 가치가 있다는 결론을 내린 부분적인 정부 지원 연구에 착수했다.곧이어 영국의 ITD-Group은 백나일강 [citation needed]주바에 배치된 3m 하이드로 대리어스 로터의 1년 성능 테스트를 포함하는 연구 프로그램을 시행했다.

1980년대에는 해양 전류 전력 시스템을 평가하기 위한 많은 소규모 연구 프로젝트가 있었다.연구를 수행한 주요 국가는 영국, 캐나다, 일본이었다.1992-1993년 Tidal Stream Energy Review는 영국 해역에서 연간 최대 58TWh의 적절한 전류 속도를 가진 특정 현장을 식별했다.이론적으로 영국 전력 [citation needed]수요의 약 19%를 충족할 수 있는 총 해양 전류 자원을 확인했다.

1994-1995년 EU-JOULE CENEX 프로젝트는 해저 면적 2에서 200km에2 이르는 100개 이상의 유럽 현장을 식별했으며, 대부분은 10MW/km2 이상의 전력 밀도를 가지고 있었다.영국 정부와 EU는 지구 온난화에 대항하기 위해 고안된 국제적인 협정에 대해 약속했다.이러한 협정을 준수하기 위해서는 재생 가능한 자원에 의한 대규모 발전의 증가가 요구될 것이다.해류는 미래의 EU 전력 [3]수요의 상당 부분을 공급할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.EU의 106개 가능한 조력 터빈 현장 연구는 연간 약 50TWh의 총 발전 가능성을 보여주었다.이 자원을 성공적으로 활용하려면 필요한 기술이 21세기 [9]클린파워를 생산하는 주요 신산업의 기반이 될 수 있을 것이다.

이러한 기술의 현대적인 적용은 여기에서 찾을 수 있다: 조력 발전소 목록.해류에 대한 조수의 영향이 매우 크고, 그 흐름 패턴이 매우 신뢰할 수 있기 때문에, 많은 해류 에너지 추출 시설은 높은 조류의 유속[10] 지역에 배치되어 있다.

특히 스웨덴의 웁살라 대학에서 해양 전류에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 스웨덴의 [11][12]달 강에 직선 날개형 터빈을 장착한 테스트 유닛이 건설되어 배치되어 있다.

환경에 미치는 영향

해류는 전 세계 많은 지역의 기후를 결정하는 데 중요한 역할을 한다.해양 전류 에너지 제거의 효과에 대해서는 거의 알려져 있지 않지만, 현재 에너지 제거가 원거리 환경에 미치는 영향은 중대한 환경 문제가 될 수 있다.블레이드 타격, 해양 생물의 얽힘 및 음향 효과와 관련된 전형적인 터빈 문제는 여전히 존재한다. 그러나 이러한 문제는 이동 목적으로 해류를 사용하는 해양 생물의 더 다양한 개체군이 존재하기 때문에 확대될 수 있다.위치는 더 먼바다에 있을 수 있으므로 전자파 [13]출력으로 해양 환경에 영향을 미칠 수 있는 더 긴 전원 케이블이 필요하다.Tethys 데이터베이스는 해양 전류 에너지의 잠재적 환경 [14]영향에 대한 과학 문헌 및 일반 정보에 대한 액세스를 제공합니다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 조력 – 조수의 에너지를 유용한 형태의 전력으로 변환하는 기술

레퍼런스

  1. ^ Bahaj, A. S. (2013-01-14). "Marine current energy conversion: the dawn of a new era in electricity production". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 371 (1985): 20120500. Bibcode:2013RSPTA.37120500B. doi:10.1098/rsta.2012.0500. ISSN 1364-503X. PMID 23319714.
  2. ^ Saad, Fouad (2016). The Shock of Energy Transition. Partridge Publishing Singapore. ISBN 9781482864953.
  3. ^ a b c d Ponta, F.L.; P.M. Jacovkis (April 2008). "Marine-current power generation by diffuser-augmented floating hydro-turbines". Renewable Energy. 33 (4): 665–673. doi:10.1016/j.renene.2007.04.008.
  4. ^ Díaz‐Dorado, Eloy; Carrillo, Camilo; Cidras, Jose; Román, David; Grande, Javier (March 2021). "Performance evaluation and modelling of the Atir marine current turbine". IET Renewable Power Generation. 15 (4): 821–838. doi:10.1049/rpg2.12071. ISSN 1752-1416 – via Elsevier Science Direct.
  5. ^ Ueno, Tomohiro; Nagaya, Shigeki; Shimizu, Masayuki; Saito, Hiroyuki; Murata, Show; Handa, Norihisa (May 2018). "Development and Demonstration Test for Floating Type Ocean Current Turbine System Conducted in Kuroshio Current". 2018 OCEANS - MTS/IEEE Kobe Techno-Oceans (OTO). Kobe: IEEE: 1–6. doi:10.1109/OCEANSKOBE.2018.8558792. ISBN 978-1-5386-1654-3.
  6. ^ R. Itiki, P. R. Chowdhury, F. Kamal, M. Manjrekar, B. Chowdhury and G. G. Bonner (OCEANS 2021: San Diego – Porto, 2021). "Method for Estimation of Marine Hydro-Kinetic Power based on High-frequency Radar Data". Retrieved March 11, 2022. {{cite web}}:날짜 값 확인: date=(도움말)CS1 유지: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  7. ^ Minerals Management Service Renewable Energy and Alternate Use Program U.S. Department of the Interior (May 2006). "OCEAN CURRENT ENERGY POTENTIAL ON THE U.S. OUTER CONTINENTAL SHELF". Retrieved May 29, 2019.
  8. ^ Bahaj, A.S.; L.E. Myers (November 2003). "Fundamentals applicable to the utilisation of marine current turbines for energy production" (Article). Renewable Energy. 28 (14): 2205–2211. doi:10.1016/S0960-1481(03)00103-4. Retrieved 2011-04-12.
  9. ^ Hammons, Thomas (2011). Electricity Infrastructures in the Global Marketplace. BoD – Books on Demand. ISBN 978-9533071558.
  10. ^ Energy, Team Crowd. "Marine Current Power". CrowdEnergy.org. Retrieved 2019-04-29.
  11. ^ Yuan, Katarina; Lundin, Staffan; Grabbe, Mårten; Lalander, Emilia; Goude, Anders; Leijon, Mats (2011). "The Söderfors Project: Construction of an Experimental Hydrokinetic Power Station". 9th European Wave and Tidal Energy Conference, Southampton, UK, 5–9 September 2011.
  12. ^ Lundin, Staffan; Forslund, Johan; Carpman, Nicole; Grabbe, Mårten; Yuan, Katarina; Apelfröjd, Senad; Goude, Anders; Leijon, Mats (2013). "The Söderfors Project: Experimental Hydrokinetic Power Station Deployment and First Results". 10th European Wave and Tidal Energy Conference (EWTEC), 2–5 September 2013, Aalborg, Denmark.
  13. ^ "Ocean Current". Tethys. PNNL.
  14. ^ "Tethys". Archived from the original on 2015-11-05.