TENAGA GELOMBANG: SEJARAH, CARA KERJANYA, KELEBIHAN, KEKURANGAN - PERSEKITARAN - 2026

The tenaga ombak atau gelombang - kuasa adalah tenaga mekanikal yang dihasilkan oleh gelombang dan yang diubah menjadi tenaga elektrik. Ia adalah tenaga kinetik air, yang dihasilkan oleh tenaga angin dalam geserannya dengan permukaan badan air.

Tenaga kinetik ini diubah oleh turbin menjadi tenaga elektrik, menjadi tenaga yang boleh diperbaharui dan bersih. Sejarah penggunaan tenaga ini berasal dari abad kesembilan belas, tetapi ia adalah pada akhir abad kedua puluh ketika ia mulai berkembang pesat.

Kekuatan ombak. Sumber: Mostafameraji

Hari ini terdapat sebilangan besar sistem yang dicadangkan untuk memanfaatkan bentuk tenaga gelombang. Ini termasuk ayunan gelombang, kejutan gelombang, atau variasi tekanan di bawah gelombang.

Prinsip umum sistem ini serupa dan terdiri daripada merancang peranti yang mengubah tenaga kinetik gelombang menjadi tenaga mekanikal dan kemudian menjadi tenaga elektrik. Walau bagaimanapun, reka bentuk dan pelaksanaannya sangat berubah-ubah, dan dapat dipasang di pantai atau di lepas pantai.

Peralatan boleh tenggelam, separa tenggelam, terapung, atau dibangun di tepi pantai. Terdapat sistem seperti Pelamis, di mana pergerakan gelombang ke atas mengaktifkan sistem hidraulik dengan tujahan yang mengaktifkan motor yang digabungkan dengan penjana elektrik.

Yang lain memanfaatkan kekuatan gelombang ketika melanggar di pantai, sama ada menolak piston hidraulik atau tiang udara yang menggerakkan turbin (Contoh: Sistem OWC, Tiang Air Berosilasi).

Dalam reka bentuk lain, kekuatan gelombang digunakan ketika melanggar di pantai untuk menyalurkannya dan mengisi tangki. Selepas itu, tenaga berpotensi air yang disimpan digunakan untuk menggerakkan turbin secara graviti dan menghasilkan tenaga elektrik.

Tenaga gelombang mempunyai kelebihan yang tidak diragukan lagi, kerana boleh diperbaharui, bersih, percuma dan mempunyai kesan persekitaran yang rendah. Walau bagaimanapun, ia melibatkan beberapa kelemahan yang berkaitan dengan keadaan persekitaran di mana peralatan berfungsi dan ciri-ciri gelombang.

Keadaan persekitaran laut menyebabkan struktur kakisan dari saltpeter, tindakan fauna laut, sinaran matahari tinggi, angin dan ribut. Oleh itu, bergantung pada jenis sistem, keadaan kerja boleh menjadi sukar, terutama pada sistem lepas pantai yang terendam atau berlabuh.

Begitu juga, penyelenggaraan itu mahal, terutama di sistem luar pesisir, kerana sauh mesti diperiksa secara berkala. Sebaliknya, bergantung pada sistem dan kawasannya, mereka boleh memberi kesan negatif terhadap aktiviti berperahu, memancing dan rekreasi.

Sejarah

Ia mempunyai antesedennya pada abad ke-19 ketika José Barrufet dari Sepanyol mempatenkan apa yang disebutnya sebagai "marmotor". Mesin ini menghasilkan elektrik dari ayunan gelombang menegak dan tidak dikomersialkan sehingga tahun 80-an abad ke-20.

Alat Barrufet terdiri dari serangkaian pelampung yang berayun naik dan turun dengan gelombang, menggerakkan penjana elektrik. Sistem ini tidak begitu cekap tetapi, menurut penemuanya, ia mampu menghasilkan 0.36 kW.

Hari ini terdapat lebih daripada 600 paten untuk memanfaatkan kekuatan gelombang untuk menghasilkan tenaga elektrik. Ini dapat berfungsi dengan menggunakan daya yang dihasilkan oleh ayunan menegak atau yang dihasilkan oleh hentaman gelombang di pantai.

Bagaimana tenaga gelombang berfungsi?

Penukar pelamis di Peniche, Portugal. Sumber: Dipl. Ing Gu Guass Grassow

Pengoperasian sistem kuasa gelombang bergantung pada pergerakan yang ingin anda manfaatkan dari gelombang. Terdapat sistem terapung atau berlabuh di darat, yang memanfaatkan ayunan menegak air, sementara yang lain menangkap kekuatan kejutan gelombang di pantai.

Begitu juga, ada yang menggunakan variasi tekanan di bawah permukaan gelombang. Dalam beberapa kes, tenaga kinetik gelombang membolehkan air laut disimpan dan memanfaatkan tenaga potensinya (kejatuhan graviti) untuk mengaktifkan turbin elektrik.

Dalam sistem lain, tenaga mekanik gelombang menghasilkan pergerakan piston hidraulik atau jisim udara yang mengaktifkan motor hidraulik atau turbin untuk menghasilkan elektrik.

- Sistem terapung atau berlabuh di darat

Sistem-sistem ini dapat ditenggelamkan atau tenggelam secara separa dan memanfaatkan pergerakan berayun yang disebabkan oleh gelombang darat. Beberapa sistem menggunakan kekuatan permukaan membengkak dan yang lain pergerakan dalam.

Permukaan membengkak

Terdapat sistem segmen yang diartikulasikan, seperti Pelamis atau "ular laut", di mana gelombang menggerakkan modul artikulasi yang mengaktifkan sistem motor hidraulik yang digabungkan dengan penjana elektrik.

Alternatif lain adalah Salter Duck, di mana pelampung yang dipasang pada sumbu melakukan pergerakan pitching dengan gelombang, juga mengaktifkan motor hidraulik. Sebaliknya, terdapat sebilangan besar cadangan berdasarkan pelampung yang ayunannya juga mengaktifkan sistem hidraulik.

Gerakan goyang dalam

Archimedean Wave Oscillator terdiri daripada dua silinder yang dipasang secara bersiri pada struktur yang berlabuh ke dasar laut. Silinder atas mempunyai magnet sisi dan bergerak secara menegak ke bawah dengan tekanan gelombang.

Apabila silinder turun, tekan pada silinder bawah yang berisi udara dan, ketika tekanan gelombang menghasilkan, tekanan udara mendorong sistem ke atas. Pergerakan berayun menegak silinder magnet membolehkan elektrik dihasilkan oleh gegelung.

Naga Gelombang

Ini terdiri dari platform terapung yang diikat ke bawah dengan sirip yang memungkinkannya menerima air yang digerakkan oleh ombak, menyebabkan strukturnya banjir. Air terkumpul dan kemudian diedarkan melalui tiang tengah melalui turbin.

- Sistem pantai

Sistem ini dipasang di pantai dan memanfaatkan tenaga yang dihasilkan oleh gelombang pecah. Batasan sistem ini ialah sistem ini hanya berfungsi di pantai dengan gelombang kuat.

Contohnya ialah sistem yang dirancang oleh jurutera Basque Iñaki Valle, yang terdiri dari platform yang berlabuh ke pantai landai dengan magnet di rel. Gelombang mendorong magnet ke atas, ia turun secara graviti dan pergerakan mendorong gegelung untuk menghasilkan elektrik.

Sistem

Ini terdiri daripada sistem pelat yang berayun berulang-alik dengan pasang surut dan aliran gelombang dan pergerakan ini, dengan menggunakan pam omboh, mengaktifkan turbin elektrik.

Sistem

Dalam kes ini, persoalan mengenai pelat terapung yang berlabuh ke pantai yang menerima daya putus gelombang dan mengaktifkan sistem hidraulik. Motor hidraulik seterusnya mendorong turbin yang menjana elektrik.

Sistem CETO

Ini terdiri dari serangkaian pelampung terendam yang berlabuh ke dasar laut dan yang berayun mengaktifkan pam hidraulik yang membawa air laut ke pantai. Air yang dipam mengaktifkan turbin untuk menjana elektrik.

Sistem yang memanfaatkan tenaga berpotensi

Terdapat sebilangan sistem yang menyimpan air laut di dalam tangki dan kemudian, secara graviti, dapat mengaktifkan turbin Kaplan dan menjana elektrik. Air mencapai tangki yang digerakkan oleh gelombang itu sendiri, seperti dalam sistem TAPCHAN (Sistem Tenaga Gelombang Saluran Tapered) atau Tenaga Gelombang SSG (Generator Slot-kon gelombang laut).

Sistem lajur air-udara

Dalam kes lain, daya air yang digerakkan oleh gelombang digunakan untuk menggerakkan tiang udara yang, ketika melewati turbin, menghasilkan tenaga elektrik.

Sebagai contoh, dalam sistem OWC (Oscillating Water Column) air dalam aliran gelombang masuk melalui saluran dan menggerakkan udara dalaman. Tiang udara naik melalui cerobong dan melewati turbin untuk keluar.

Ketika air berundur di surut gelombang, udara masuk kembali ke cerobong, menggerakkan turbin lagi. Ini mempunyai reka bentuk yang menjadikannya bergerak ke arah yang sama dalam kedua aliran.

Sistem lain yang serupa ialah ORECON, di mana ayunan air di dalam ruang mendorong pelampung yang seterusnya menekan udara untuk melewati turbin. Sistem ini berfungsi sama dengan menggerakkan udara di kedua arah.

Kelebihan

Ladang gelombang. Sumber: P123

Tenaga yang boleh diperbaharui

Ia adalah tenaga dari sumber semula jadi yang hampir tidak habis-habisnya seperti gelombang laut.

Sumber tenaga adalah percuma

Sumber tenaga gelombang adalah gelombang laut, di mana tidak ada pemilikan ekonomi yang dilaksanakan.

Tenaga bersih

Tenaga gelombang tidak menghasilkan sampah dan sistem yang dicadangkan hingga kini untuk penggunaannya juga tidak menghasilkan sisa yang relevan dalam proses tersebut.

Kesan persekitaran rendah

Sebarang gangguan di persekitaran perairan atau pesisir menimbulkan beberapa kesan persekitaran, tetapi kebanyakan sistem yang dicadangkan adalah kesan rendah.

Berkaitan dengan tujuan produktif yang lain

Beberapa sistem tenaga gelombang membenarkan pengambilan air laut untuk melakukan proses penyahgaraman dan mendapatkan air minum, atau untuk pengeluaran hidrogen.

Contohnya, mereka yang pengoperasiannya melibatkan pengumpulan dan penyimpanan air laut di pesisir, seperti TAPCHAN dan SSG Wave Energy.

Kekurangan

Sebilangan besar kekurangannya tidak mutlak, tetapi bergantung pada sistem gelombang tertentu yang sedang kita kaji.

Kekuatan gelombang dan keteraturan

Kadar pengeluaran tenaga bergantung pada tingkah laku gelombang secara rawak dalam keteraturan dan kekuatan. Oleh itu, kawasan di mana penggunaan tenaga ini dapat berkesan adalah terhad.

Amplitud dan arah gelombang cenderung tidak teratur sehingga daya masuk secara rawak. Ini menyukarkan alat untuk memperoleh prestasi maksimum di seluruh julat frekuensi dan kecekapan penukaran tenaga tidak tinggi.

Penyelenggaraan

Penyelenggaraan struktur yang terlibat memerlukan kesulitan dan kos tertentu, memandangkan kesan menghakis garam laut dan kesan gelombang itu sendiri. Sekiranya terdapat kemudahan luar pesisir dan terendam, kos penyelenggaraan dinaikkan oleh kesulitan akses dan keperluan pengawasan berkala.

Keadaan iklim dan persekitaran secara umum

Struktur untuk menangkap tenaga gelombang dan mengubahnya menjadi tenaga elektrik mengalami keadaan ekstrem di persekitaran laut. Ini termasuk kelembapan, air garam, angin, hujan, ribut, taufan, antara lain.

Ribut menunjukkan bahawa peranti harus menahan muatan 100 kali lebih besar daripada nominal, yang dapat menyebabkan kerosakan atau kerosakan total pada peralatan.

hidupan laut

Kehidupan laut juga merupakan faktor yang boleh mempengaruhi fungsi peralatan seperti haiwan besar (jerung, cetacean). Sebaliknya, bivalves dan alga melekat pada permukaan peralatan menyebabkan kemerosotan yang ketara.

Pelaburan awal

Pelaburan ekonomi awal adalah tinggi, kerana peralatan yang diperlukan dan kesukaran pemasangannya. Peralatan tersebut memerlukan bahan dan pelapis khas, sistem hermetik dan penambat.

Kesan terhadap aktiviti antropik

Bergantung pada jenis sistem yang digunakan, sistem ini dapat mempengaruhi navigasi, penangkapan ikan dan tarikan pelancong di kawasan ini.

Negara yang menggunakan tenaga gelombang

Loji Tenaga Motrico Wave (Sepanyol). Sumber: Txo

Sepanyol

Walaupun potensi Laut Mediterania rendah dari segi tenaga gelombang, di Laut Cantabrian dan di Lautan Atlantik sangat tinggi. Di bandar Basri Mutriku terdapat loji janakuasa yang dibina pada tahun 2011 dengan 16 turbin (300kW power).

Di Santoña (Cantabria) terdapat stesen kuasa gelombang lain yang menggunakan 10 pelampung terendam untuk memanfaatkan tenaga ayunan gelombang menegak dan menjana elektrik. Di Kepulauan Canary terdapat beberapa projek untuk meningkatkan tenaga gelombang kerana keadaan pantai yang baik.

Portugal

Pada tahun 2008, syarikat Ocean Power Delivery (OPD) memasang tiga mesin Pelamis P-750 yang terletak 5 km di lepas pantai Portugis. Ini terletak berhampiran Póvoa de Varim, dengan kapasiti terpasang 2.25 MW.

Scotland (UK)

Teknologi OWC sedang digunakan di pulau Orkney, di mana sistem telah dipasang sejak tahun 2000 yang disebut LIMPET. Sistem ini mempunyai pengeluaran maksimum 500 KW.

Denmark

Pada tahun 2004, projek perintis jenis Dragon Dragon dipasang di Denmark, dimensinya 58 x 33 m dan dengan kekuatan maksimum 20 KW.

Norway

Pemasangan loji untuk sistem Tenaga Gelombang SSG di Svaaheia (Norway) sedang dijalankan.

A.S.

Pada tahun 2002, projek perintis untuk peranti Power Buoy dipasang di New Jersey, dengan pelampung luar pantai berukuran 5 m diameter, panjang 14 m dan dengan daya maksimum 50 KW.

Di Oregon, loji perintis Tenaga Gelombang SSG dipasang di Pelabuhan Garibaldi. Begitu juga, di Hawaii mereka mempromosikan sumber tenaga boleh diperbaharui dan, dalam kes Pulau Maui, sumber utama yang boleh diperbaharui adalah tenaga gelombang.

Rujukan

1. Amundarain M (2012). Tenaga boleh diperbaharui dari gelombang. Ikastorratza. E-Journal of Didactics 8. Disemak semula 08/03/2019 dari ehu.eus
2. Cuevas T dan Ulloa A (2015). Tenaga gelombang. Seminar Pasaran Tenaga Konvensional dan Boleh Diperbaharui untuk Jurutera Awam. Fakulti Sains Fizikal dan Matematik, Universiti Chile. 13 p.
3. Falcão AF de O (2010). Penggunaan tenaga gelombang: Kajian mengenai teknologi. Ulasan Tenaga Boleh Diperbaharui dan Lestari 14: 899-918.
4. Rodríguez R dan Chimbo M (2017). Penggunaan tenaga gelombang di Ecuador. Ingenius 17: 23-28.
5. Suárez-Quijano E (2017). Pergantungan tenaga dan tenaga gelombang di Sepanyol: potensi besar laut. Ijazah dalam Perancangan Geografi dan Tata Ruang, Fakulti Falsafah dan Huruf, Universiti Cantabria. 52 p.
6. Vicinanza D, Margheritini L, Kofoed JP dan Buccino M (2012). Penukar Tenaga Gelombang SSG: Prestasi, Status dan Perkembangan Terkini. Tenaga 5: 193-226.
   Weebly. Dalam talian: taperedchannelwaveenergy.weebly.com