Elektrownie wykorzystujące efekt falowania

Nie od dziś wiadomo, iż odnawialne źródła energii są najbardziej korzystne dla każdej gospodarki państwowej. Ich użytkowanie nie wiąże się z długotrwałym deficytem, ponieważ ich zasób odnawia się w krótkim czasie. Najważniejszym i najpopularniejszym ze źródeł odnawialnych jest energia spadku wody. Na mniejszą skalę używa się także m.in. energii prądów morskich, pływów i falowania.

Falowanie to efekt oddziaływania wiatru na powierzchnię lustra wody. Wysokość fal zależna jest od prędkości wiatru, od czasu jego trwania, odległości wzbudzania fal przez wiatr oraz od głębokości i topografii dna morskiego, wpływających na koncentrację lub rozproszenie energii fal. Im większa fala, tym więcej energii można dzięki niej przetwarzać. Niestety wpływ prędkości wiatru, a także odległości, na jakiej on oddziałuje są ograniczone.

Energię uzyskiwaną z fal ocenia się na 2,5–3 TW mocy, lecz tylko 0,5 TW może być pozyskana na dzisiejszym poziomie technologicznym. Wykorzystanie tej energii sprawia wiele trudności, mimo iż opracowano już wiele teoretycznych metod konwersji energii falowania na energię elektryczną. Wszystko zależy od prędkości fali i jej długości, a także od gęstości wody morskiej. Największym jej problemem jest zmienność wysokości fal oraz wytrzymałość samej elektrowni.

Elektrownie, które wykorzystują energię falowania nazywa się elektrowniami maremotorycznymi. Ze względu na lokalizację elektrownie te dzielą się na:
-nadbrzeżne
-przybrzeżne (usytuowane na dnie morza na głębokości 10–20 m)
-morskie (umiejscowione na dnie morza na głębokości ponad 40 m)

Można je również podzielić ze względu na sposoby konwersji energii fal na elektryczną:
-elektrownie pneumatyczne, które wykorzystują cykliczną zmianę poziomu wody i wymuszają w nich ruch powietrza napędzający turbinę
-elektrownie mechaniczne, które wykorzystują cykliczną zmianę nachylenia powierzchni swobodnej działającej w urządzeniach wahliwych lub siłę wyporu używaną do poruszania się prostopadle do dna, co też powoduje obracanie się wirnika podłączonego do prądnicy
-elektrownie hydrauliczne, w których poprzez ścianki nieruchomego zbiornika jednokierunkowo przelewają się tylko szczyty fal, zaś wypływająca ze zbiornika woda napędza turbinę
-elektrownie indukcyjne, w których do wytwarzania energii elektrycznej wykorzystuje się ruch pływaków przez zastosowanie poruszających się wraz z pływakami cewek umiejscowionych w polu magnetycznym

Techniczna realizacja przetwarzania energii falowania w energię elektryczną jest niezmiernie trudna. Wynika to głównie z niskiej koncentracji i dużych oscylacji energii, czyli od wartości ekstremalnych w okresie sztormów do minimalnych w okresie bezwietrznej pogody. W czasie sztormu występują problemy związane z wytrzymałością materiałów, zaś gdy nie ma wiatru, to brakuje opłacalności ekonomicznej. Poza tym stosowane w elektrowniach wykorzystujących efekt falowania urządzenia są narażone na działanie wody morskiej, która powoduje korozję. Do innych negatywnych aspektów takiej formy konwersji należy również wysoki koszt wytworzonej energii elektrycznej oraz hałas, jaki mogą wytwarzać wykorzystywane w takich elektrowniach urządzenia.

Największym potencjałem w pozyskiwaniu energii z falowania może pochwalić się północna część Wielkiej Brytanii, zachodnie wybrzeże Europy, wybrzeża Oceanu Spokojnego: obu Ameryk, Australii, Południowej Afryki i Nowej Zelandii.

Energię wytwarzaną w brytyjskich elektrowniach wykorzystujących efekt falowania szacuje się na 50–90 TWh. Mogłoby to zaspokoić 15–25% zapotrzebowania Brytyjczyków na prąd elektryczny. Bałtycka energia falowania wynosi w przybliżeniu 3–5 kW na metr bieżący grzbietu fali. Gdy weźmie się pod uwagę nieregularną linię fal oraz długość linii brzegowej Polski, czyli 400 km, to teoretyczna całkowita moc energii pozyskiwanej z fal Bałtyku możliwa do uzyskania przez Polaków wyniosłaby 4000 MW.