Izkoriščanje energije morja

Oddelek za fiziko Seminar Ia - 1. letnik, II. stopnja Izkoriščanje energije morja Avtor: Saša Hrka Mentor: prof. dr. Boštjan Golob Ljubljana, januar 2015 Povzetek V seminarju so predstavljeni različni načini pridobivanja energije z izkoriščanjem morij in oceanov. Razdeljeni so v štiri različne pristope, to so plimska energija, energija valovanja, termalna energija in energija osmotskega tlaka, vsi štirje pristopi pa so danes že v uporabi pridobivanja energije. Postopek pridobivanje energije je ponekod določen tudi analitično s poenostavljenimi modeli. Predstavljene so tudi nekatere tehnologije oziroma rešitve pretvarjanja morske energije v električno. 1

Kazalo 1 Uvod 2 2 Plimska energija 2 2.1 Potencialna energija................................. 2 2.2 Kinetična energija................................... 3 3 Valovanje 6 4 Termalna energija 8 5 Energija kot posledica osmotskega tlaka 9 6 Tehnologije pretvarjanja energije 10 6.1 Potencialna energija................................. 10 6.2 Kinetična energija................................... 10 6.3 Valovanje....................................... 11 7 Zaključek 11 8 Literatura 12 1 Uvod V današnjih dneh so alternativni viri energije zelo iskani. Odvisnost od fosilnih goriv je premočna in kot spoznavamo, na dolgi rok škodljiva. Najbolj očitni novi viri energije so predvsem vetrna, sončna, geotermalna in energija morja. Skupne slabosti naštetim virom so predvsem odvisnost od kraja postavitve, za zdaj še dokaj nerazvita tehnologija in posledično visoka cena. Vseeno se to področje razvija in je ponekod že na voljo. Njihova prednost pa sta na primer energijska neusahljivost in neškodljivost za okolje. Dodatna prednost izkoriščanja energije morja pa tudi je v zelo veliki stopnji predvidljivosti oziroma napovedljivosti. 2 Plimska energija Plimska energija je energija, ki nastane zaradi pojava plimovanja. Glavni vzrok, ki povzroča plimovanje je Zemljin naravni satelit, Luna, ki s svojim gravitacijskim privlakom vpliva na morja in oceane, posledica tega pa je višanje in nižanje morske gladine. V večini krajev na svetu pride do plime in oseke dvakrat na dan, čas periode plimovanja pa je dolg 12 ur in 25 minut. [1] Za proizvodnjo električne energije lahko izrabljamo plimsko energijo v dveh oblikah: 2.1 Potencialna energija Potencialno energijo plime pridobivamo z jezovi z zajetjem vode, ki ostane zajeta v rezervoarju po prenehanju plime ([1], [2], [3]). Jezovi so v ta namen postavljeni v morske zalive. Zajeta voda ima potencialno energijo, ki jo z izpustom iz rezervoarja ob upadu morske gladine spremenimo 2

v kinetično energijo. To dosežemo z izpuščanjem vode pri dnu jezu, od koder gre skozi turbine, ki z vrtenjem lopatic zaradi toka vode skoznje ustvarjajo električno energijo. Potencialno energijo, ki jo ima zajeta voda lahko ocenimo z E = m 0 gz dm = h 0 ρgs zdz = 1 2 ρgsh2, (1) kjer je ρ 1027 kg gostota morske vode, g gravitacijski pospešek, S površina, ki jo pokrije m 3 zajeta voda in h višina, do katere sega gladina vode v rezervoarju. Moč, ki jo lahko dobimo na ta način, ocenimo s pomočjo enačbe P = E, kjer za t vzamemo čas trajanja plime. Če t v to enačbo vnesemo zgornja podatka, dobimo numerično enačbo za moč na enoto površine: P 0, S 12h2 [ W ]. Seveda v izračunu ni upoštevan izkoristek turbine, ki vrednost, ki smo jo m 2 dobili, še zmanjša. Ker je moč, ki jo pridobimo na ta način, odvisna od kvadrata višine h zajete vode, je za postavitev jezu v ta namen pomembna čim večja višina h. Razlika v višini morske gladine se med posameznimi kraji po svetu zelo razlikuje. Da zadostimo tudi pogojem ekonomičnosti mora biti višinska razlika dovolj velika (ocenjena na vsaj h 5 m), zato se možnost postavitve takšne vrste elektrarne omeji na le nekaj krajev po svetu (Slika 1). Prva elektrarna, ki je začela z izkoriščanjem potencialne energije morja je v Franciji, v kraju La Rance, in deluje že od leta 1967. Površina rezervoarja elektrarne znaša 22 km 2, maksimalna razlika v višini med plimo in oseko znaša 8,55 m. Uporablja 24 turbin, v povprečju pa proizvede okoli 60 MW moči električne energije. Slika 1: Kraji po svetu z največjo višinsko razliko h. [1] 2.2 Kinetična energija Izraz kinetična energija se nanaša na energijo morskih tokov, ki so posledica plimovanja, lahko pa tudi pretoka vode, v naravi na primer med morskimi ožinami. Hkrati se nanaša tudi na energijo oceanskih tokov (na primer Severnoatlantski tok), to so bolj ali manj stalno gibanje vodnih mas v oceanih, ki jih ločujemo na tople in hladne. Vendar pa je zaradi tehnološke zahtevnosti veliko težje prenesti pridobljeno energijo na kopno z odprtega morja, kot pa blizu obale. Za analitičen opis pretvorbe kinetične energije, si zamislimo model turbine (slika 2), skozi katero teče vodni tok ([4]). Daleč stran je pred turbino hitrost toka enaka v 1, na drugi strani turbine pa v 2, hitrost skozi turbino pa označimo z v 0. Rotor turbine izkorišča kinetično energijo vodnega toka, zato bo vedno veljalo v 1 > v 2. Posledično pa za presek, skozi katerega teče tok, velja S 1 < S 2. Vedno mora seveda veljati kontinuitetna enačba, ki jo zapišemo kot dm dt = ρs 1v 1 = ρs 2 v 2 = ρs 0 v 0 (2) 3

Mehanska moč, ki je posledica zmanjševanja hitrosti vodnega toka in jo izkorišča turbina, lahko dobimo na dva načina. Prvi je preko sile, s katero deluje tok na rotor: F = d(mv) dt P = d(f x) dt = dm dt v = ρs 0v 0 (v 1 v 2 ) (3) = F v 0 = ρs 0 v 2 0(v 1 v 2 ) (4) Slika 2: Shematični prikaz modela turbine. [4] Drugi način je, če na moč gledamo kot na spremembo kinetične energije, ki jo prejema rotor: P = de kin dt = d( 1 2 mv2 0) dt S primerjanjem enačb (4) in (5) dobimo enakost = 1 2 ρs 0v 0 (v 2 1 v 2 2) (5) 1 2 (v2 1 v 2 2) = v 0 (v 1 v 2 ) (6) iz česar sledi v 0 = v 1 + v 2. (7) 2 To pomeni, da je hitrost vodnega toka skozi turbino ravno enaka povprečju med hitrostjo pred in hitrostjo za turbino. Hkrati pa vidimo, da mora biti vodni tok neprekinjen, če hočemo na ta način pridobivati energijo. S pomočjo enačbe (7) in brezdimenzijskega faktorja sedaj izrazimo in b = v 2 v 1 (8) F = 1 2 ρs 0v 2 1(1 b 2 ) (9) P = 1 4 ρs 0v 3 1(1 b 2 )(1 + b) (10) Zdaj uvedemo izkoristek η, ki ga definiramo kot razmerje med močjo, ki jo lahko izkoristimo in med celotno močjo, ki je na voljo. Celotna moč je moč vodnega toka, ki bi skozi turbino tekel z nespremenjenima hitrostjo v 1 in presekom toka S 1, kar je enako, kot če postavimo v 2 = 0. Iz enačbe (4) in z uporabo enačbe (7), lahko sestavimo η = P P cel = 1 4 ρs 0v 3 1(1 b 2 )(1 + b) 1 2 ρs 0v 3 1 4 = 1 2 (1 b2 )(1 + b) (11)

Slika 3: Graf η(b) na intervalu [0,1]. Na sliki 3 lahko opazimo, da je izkoristek maksimalen pri b 1. Za natančen izračun pa 3 prvi odvod dη izenačimo z 0: db dη db = 1 d 2 db ((1 b2 )(1 + b)) = 1 (1 3b)(1 + b) = 0, (12) 2 iz česar dobimo dve rešitvi, nefizikalno b = 1 = v 2 = v 1 in fizikalno b = 1 3 = v 2 = 1 3 v 1. Ko slednjo rešitev vstavimo nazaj v η(b) oziroma (11), dobimo teoretično največji možen izkoristek za pretvarjanje energije iz idealnega vodnega toka, imenovan tudi Betzova limita: η maks = 16 27 = 59, 26%. (13) V realnosti se vrednost največjega možnega izkoristka predvsem zaradi trenja še zmanjša, na okoli 40%, medtem ko največji izkoristek turbin takšne vrste, ki so v uporabi danes, znaša nekaj nad 30%. Betzova limita predstavlja največji teoretično možen izkoristek za turbine v obliki vetrnic. Primerjamo jo lahko s tako imenovano Peltonovo turbino ([5]), ki jo shematično prikazuje slika 4. Hitrost vodnega curka, ki je usmerjen na lopatice turbine, označimo z v 0, hitrost vrtenja turbine (obodno hitrost) pa z v. Preko 3. Newtonovega zakona (podobno kot v (3)) ter z uporabo dm = ρsv 0 dt in kontinuitetne enačbe (2) dobimo silo in moč turbine F = 2ρSv 0 (v 0 v) (14) P = F v 0 = 2ρSv 2 0(v 0 v) (15) Z izenačitvijo dp dv = 0 dobimo pogoj za maksimalno moč P max, to je v = v 0 /2. Slika 4: Shematični prerez Peltonove turbine in vpada curka na lopatico turbine. [5] 5

3 Valovanje Valovanje na morski gladini je posledica predvsem vetra, ki nastane zaradi neenakomernega segrevanja zraka nad gladino [6]. Valovanje ni popolnoma sinusno ampak nanj gledamo kot na vsoto več sinusnih valovanj z razponom možnih valovnih dolžin. Zato pride do disperzije, kar pomeni, da je grupna hitrost c g odvisna od valovne dolžine λ. Kot je znano iz splošne teorije valovanja, valovanje prenaša moč z grupno hitrostjo valovanja (ki je definirana kot c g = ω). k Moč skozi presek, ki je pravokoten na širjenje valovanja, je: P = de dt = d dt (wlac g dt) = wlac g (16) kjer je w gostota energije na volumen, l širina vala v smeri y, a pa odmik od gladine v smeri z (slika 5). Pri izpeljavi moči, ki jo ima valovanje ([7], [8]), se opremo na linearno teorijo valovanja, ki valovanje po komponentah opisuje z enačbami: v x t = 1 p ρ x, (17) v y t = 1 p ρ y, (18) v z t = 1 p g, (19) ρ z v x x + v y y + v z z = 0. (20) kjer ρ predstavlja gostoto vode, p tlak in g gravitacijski pospešek. Do teh enačb pridemo iz splošne Navier-Stokesove enačbe ρ( v + ( v ) v) = ρ g p + t η 2 v + ( η + ξ) ( v) kjer 3 predpostavimo neviskozno (η = 0) in nestisljivo tekočino (ρ = konst., v = 0) ter zanemarimo advektivni člen ( v ) v. Odmik od ravnovesne lege gladine označimo z a = a(x, y, t), ki mora biti dovolj majhna količina, da lahko upravičimo linearno teorijo valovanja. Prepostavimo tudi v y = 0. Enačbe rešimo s pomočjo robnih pogojev: na dnu morja (z=0), za katerega predpostavimo, da je raven, je v z = 0 na višini z=h predpostavimo, da veljata p = p 0 + ρga in v z = a t, kjer p 0 predstavlja atmosferski tlak. Slika 5: Shematični prerez valovanja z označenimi količinami. [8] 6

Rešitve enačb iščemo z nastavki: v x = A(z)cos(kx ωt), v z = B(z)sin(kx ωt), p(x, z, t) = p 0 + ρga + P (z)cos(kx ωt), a(x, t) = a 0 sin(kx ωt), (21) kjer sta k = 2π λ valovni vektor in ω = 2π ν krožna frekvenca valovanja, a 0 amplituda odmika gladine, P (z) pa je amplituda tlaka. Amplitudi hitrosti A(z) in B(z) vsebujeta odvisnost od koordinate z, saj je s postavitvijo robnih pogojev takih kot so, hitrosti v z pripišemo odvisnost od z. Z vstavitvijo teh nastavkov v enačbe (17) - (19) dobimo enakosti, iz katerih izrazimo A(z) in B(z), da pridemo do enačbe d 2 P dz 2 = k2 P (22) za amplitudo tlaka. Z upoštevanjem prej naštetih robnih pogojev dobimo za rešitev disperzijsko relacijo ω = ± gk tanh(kh) (23) Dobljeno enačbo primerjamo v dveh limitnih vrednosti globine vode H: v limiti plitve vode (H << λ) sta fazna in grupna hitrost valovanja (izračunani po definiciji c f = ω k in c g = ω k ) enaki: c f = gh = c g, (24) v limiti globoke vode (H >> λ, dovolj je tudi H > λ ) pa dobimo 2 g c f = k, c g = 1 g 2 k. (25) Iz izraza za c g v limiti plitve vode lahko opazimo, da vrednost moči s približevanjem obali pada. Zato moramo napravo, ki izkorišča energijo valovanja za pretvorbo v električno energijo, postaviti dovolj daleč od obale, preden pride do trenja valovanja z morskim dnom. Ta razdalja je ocenjena na 200 m. Za izračun moči glede na (16) potrebujemo še energijo, ki jo nosi valovanje. Pred tem predpostavimo, da je celotna energija valovanja sestavljena iz kinetične in potencialne energije ter da obe energiji v povprečju prispevata enak delež (kot bi lahko pričakovali po ekviparticijskem teoremu). Uporabna potencialna energija vala je posledica odmikov od gladine pri z = H: E pot = H+a H gzdm = ρgl H+a H zdz λ 2 0 dx = 1 2 ρglλ[a2 + 2aH]. (26) Ta izraz povprečimo ter upoštevamo a = 0 in a 2 = 1 2 a2 0 (kar lahko opazimo tudi iz nastavka (21)): E pot = 1 4 ρglλa2 0 (27) Ker enak delež v povprečju prispeva še kinetična energija je celotna energija enaka E cel = 1 2 ρglλa2 0. (28) 7

Za izračun moči iz enačbe (16) upoštevamo w = E cel lλa 0 : P = 1 2 ρglc ga 2 0. (29) Moč je torej sorazmerna kvadratu odmika oziroma kvadratu višine vala. Z upoštevanjem enačbe (25) za grupno hitrost in definicijo valovnega vektorja pa vidimo tudi, da je sorazmerna λ 1/2. Kot že omenjeno, je glavni razlog za nastanek valovanja na morski gladini veter. Energija vetra (ki je odvisna na primer od smeri in hitrosti vetra) je po svetu zelo neenakomerno porazdeljena ([2], [9]). Zaradi tega je tudi dostopnost energije valovanja za izkoriščanje močno odvisna od lokacije. Največjo gostoto energije imajo vetrovi med 30 in 60 zemljepisne širine (na obeh poloblah), kar je posledica močnih in neprekinjenih zahodnih vetrov (slika 6). Slika 6: Rdeča barva na zemljevidu označuje območja z največjo gostoto energije vetra, posledično tudi valovanja. Številke označujejo ocenjeno moč valovanja v enotah kw m. [2] 4 Termalna energija Pretvarjanje termalne energije oceanov v električno (OTEC - ocean thermal energy conversion) izkorišča temperaturno T razliko med višjo temperaturo vode na površju in nižjo temperaturo vode v globini ([2], [10]). Princip delovanja je enak toplotnemu stroju. Izkoristek proizvodnje električne energije je zato odvisen od temperaturne razlike, višja kot je razlika, večji bo izkoristek. Za učinkovito delovanje mora biti vrednost T vsaj 20 C. To pa lahko najlažje dosežemo ob ekvatorju, saj je tam temperatura vode na površju v povprečju enaka T p = 28 C, temperatura vode na globini 1000 m pa znaša okoli T g = 4 C. Pri tej temperaturni razliki je največji teoretični (Carnot-jev) izkoristek, ki je definiran kot η = 1 Tp T g, enak 7-8%, v realnosti pa je izkoristek 1-3%. Delovanje OTEC naprave lahko razdelimo na: zaprt sistem: pri tem za delovno tekočino uporabljamo tekočine z nizko temperaturo vrelišča (na primer amonijak, propan, freon). Delovna tekočina se spremeni iz kapljevinastega v plinasto agregatno stanje že pri temperaturi T p. Para se nato začne razširjati in tako poganja turbino, ki ustvarja elektično energijo. Potem paro ohladimo s temperaturo T g, zaradi česa se spremeni nazaj v kapljevino. Takšno zaporedje nato le ponavljamo. odprt sistem: za delovno tekočino tu uporabimo vodo s površja oceana, ki jo uparjamo pri nizkem tlaku (skoraj vakuumu). Para na enak način kot prej požene turbino, potem pa se ob stiku s hladnejšo vodo kondenzira v kapljevinasto stanje, v kakršnem vodo vrnemo nazaj v ocean. Prednost izkoriščanja termalne energije je tudi v stranskem produktu. Ob uparevanju slane vode se sol loči od vode, ob kondenzaciji zato dobimo sladko vodo. 8

Slika 7: Razlika v temperaturi med površjem in globino oceanov okoli ekvatorja. Temnejša področja predstavljajo območja z višjo temperaturno razliko, Hkrati so to področja, ki so najprimernejša za delovanje OTEC naprave. [10] 5 Energija kot posledica osmotskega tlaka Osmotski tlak je težnja k izravnavi v koncentraciji ob stiku dveh različno koncentriranih snovi ([11]), definiran pa je z enačbo π = crt, (30) J kjer je c koncentracija snovi, R = 8314 plinska konstanta in T temperatura. V tem kmolk kontekstu sta snovi z različno koncentracijo sladka in slana voda, osmotski tlak pa je posledica gradienta slanosti (razlike v koncentracije soli). V naravi lahko podoben princip najdemo ob izlivu reke v morje, kjer pride do mešanja sladke in slane vode, kar je tudi najbolj ugoden kraj za postavitev takšne vrste elektrarne. Prva elektrarna, ki električno moč pridobiva s pomočjo osmotskega tlaka, je začela delovati leta 2009 na Norveškem. Na začetku je proizvedla 4 kw moči električne energije, za leto 2015 pa je v načrtu, da bo zmogla proizvesti 25 MW. Prostor, kamor se steka voda, na dva dela ločuje tanka polprepustna membrana (slika 8). V prvi del, v katerem je tlak nižji od razlike tlaka med sladko in slano vodo, se steka morska voda. V drugi del shranjujemo sladko vodo. Polprepustna membrana prepušča molekule vode, molekule soli pa ne (te se ujamejo na aktivni plasti). Zaradi neravnovesja v koncentraciji soli sladka voda prehaja skozi membrano. Tako se povečuje volumen morske vode, zato slana voda sčasoma doseže določeno višino, kjer jo na nižjo potencialno energijo speljemo do turbine, ki zaradi vodnega toka začne proizvajati energijo. Izkoristek takega načina pridobivanja električne energije je močno odvisen od kemijske strukture polprepustne membrane. Moč, ki jo na ta način pridobimo, zapišemo z enačbo P = J w ps, (31) kjer J w = dφv označuje volumski tok vode skozi določen presek S, p pa razliko v hidrostatskem ds tlaku. Tok J w lahko izrazimo tudi s pomočjo koeficienta prepustnosti A: J w = A( π p) (32) Red velikosti tlakov π in p znaša od nekaj do več deset barov. Da zadostimo pogoju ekonomičnosti mora pridobljena moč na enoto površine znašati nekje med 4 in 6 W. m 2 9

Slika 8: Shema delovanja pridobivanja energije iz osmotskega tlaka. Na desni je morska voda, kjer je zmanjšan tlak. Na levi je sladka voda, ki zaradi razlike osmotskega tlaka ( π) prehaja skozi polprepustno membrano (tok J w ). [11] 6 Tehnologije pretvarjanja energije Tehnologija pri izkoriščanju energije morja še ni popolnoma razvita. Sooča se predvsem z visoko ceno projektov, pa tudi s tehničnimi in drugimi (na primer ekonomskimi) omejitvami. Kaže pa, da je energija morja vse bolj dosegljiva, ponekod (kot tudi že omenjeno) je že v uporabi. Spodaj je naštetih le nekaj načinov pretvarjanja energije morja v električno. 6.1 Potencialna energija Ena od slabosti pridobivanja energije z zajetjem vode po upadu morske gladine je njena odvisnost od periode plime. Turbine lahko zasnujemo tudi tako, da ustvarjajo energijo tudi, ko se ob plimi rezervoar polni ([1], [3]). S tem bi lahko zagotovili neprekinjen dotok električne energije. Vendar s tem zmanjšamo višinsko razliko h, zato je manjši tudi izkoristek takšne vrste elektrarne. Naslednji predlagan način uporablja dva med seboj povezana jeza (two-basin scheme). Prvi se polni ob plimi, drugi pa prazni ob oseki. Ob upadanju gladine zajeta voda iz prvega jeza skozi turbine preide v drugega, nato pa nazaj v morje. S takšno postavitvijo bi prav tako lahko zagotovili neprekinjen tok energije, lahko bi celo po potrebi določali čas izpusta vode iz prvega jezu v drugega. Podoben predlog vključuje več zaprtih jezov (bazenov), ki se napolnijo ob nastopitvi plime (tidal lagoon). Ob oseki zajeto vodo po potrebi izpuščamo skozi turbine. Slabost pridobivanja električne energije iz potencialne energije morja je tudi vpliv na okolje, saj zajemanje vode in gradnja jezu škoduje ekosistemom v bližini. 6.2 Kinetična energija Kinetično energijo tokov (podobno kot vetrnih tokov) bi lahko pridobivali s pomočjo vetrnic ([2]). Te bi lahko bile postavljene trdno v morsko dno z rotorjem postavljenim navzgor ali prosto, kjer bi lebdele na gladini z rotorjem postavljenim navzdol. Tok vode bi povzročil vrtenje lopatic, čigar mehansko energijo potem pretvorimo v električno. Zaradi večje gostote vode v primerjavi potrebujemo za pridobivanje električne energije v vodi od tri do štirikrat manjši premer vetrnic Vodni tok bi lahko speljali skozi cev, ki se zoži. V zoženem delu cevi postavimo turbino. Zaradi manjšega preseka, skozi katerega lahko tok teče, se poveča hitrost skozi turbino (Venturijev učinek). 10

Za zelo učinkovito se je pokazala tako imenovana helična turbina ([1]). Njena oblika spominja na dvojno vijačnico (slika 9), kot da bi dve lopatici napeljali po plašču valja. Njen uspeh je dejstvo, da se zaradi oblike lahko vrti hitreje kot vodni tok, s čimer omogoča boljše pretvarjanje kinetične energije v električno. Slika 9: Helična turbina. [1] 6.3 Valovanje Prvi omenjeni predlog vključuje gradnjo v morsko obalo ([9], Oscillating water column, slika 10a). Valovi lahko zahajajo v prazen prostor napolnjen z zrakom. Ob dvigu gladine se zrak stisne in zato zdrsne skozi turbino. Ob spustu gladine se postopek ponovi v obratni smeri, zaradi več prostora zrak prihaja skozi turbino nazaj v prostor. Naslednji predlog plava na gladini (Wave dragon system, slika 10b). Valovi se zaradi valobrana usmerijo proti rezervoarju, do koder se valovanje tudi ojačav rezervoarju. Zaradi višje potencialne energije se začne spuščati skozi v ta namen narejen kanal in nato nazaj v morje. Skupina dvesto takih naprav naj bi proizvajalo dovolj energije, da bi lahko bila primerljiva z elektrarno, ki jo napajajo fosilna goriva. Ta koncept zaradi svoje preprostosti predstavlja enega najbolj konkurenčnih virov alternativnih virov energije. Energijo valov lahko zajemamo tudi z v obalo zgrajen prazen prostor v obliki paralelepipeda (Pendulum system, slika 10c). Pravokotno nanj in na smer valovanja postavimo loputo, ki bo nihala v enaki smeri zaradi vzbujevanja, ki ga ustvarja periodičnost valov. Loputo povežemo s hidravlično črpalko, ki energijo nihanja lopute pretvori v vzdolžno gibanje, ki nato napaja električni generator. (a) (b) (c) Slika 10: Na sliki so trije različni predlogi za izkoriščanje energije valovanja. [9] 7 Zaključek Izkoriščanje energije morja predstavlja velik potencial in nezanemarljiv prispevek k popolnemu razvoju okolju neškodljive energije. Ocenjena globalna teoretična energija, ki upošteva samo 11

energijo, pridobljeno iz valovanja, znaša 8 10 6 TWh na leto ([9], 1 kwh = 3,6 MJ), kar je za okoli dva velikostna reda več, kot je proizvodnja vseh hidroelektrarn skupaj. Ena od slabosti, ki močno omejuje razvoj pridobivanja energije morja, je cenovna nedostopnost. Cena energije, pridobljene z izkoriščanjem morja, je odvisna tudi od načina pridobivanja energija. Najvišjo ceno ima termalna energija (OTEC), najnižjo pa potencialna plimska energija. Glede na [10] po oceni Evropske unije znaša cena za energijo valovanja okoli 5 e/kwh. Cena energije, pridobljene s hidroelektrarnami in jedrskimi elektrarnami v Evropski uniji, znaša nekaj centov na kwh, enako ceno ima tudi energija, ki je pridobljena preko potencialne energije morja v Franciji. Kot alternativnni vir energije fosilnim gorivom, predvsem glede na sončno in vetrno energijo, je energija, pridobljena z izkoriščanjem morja, za zdaj še v ozadju. Vseeno pa se tudi na tem področju kaže velik napredek. V načrtu Evropske komisije je povečanje pozornosti energiji oceanov, do leta 2020 naj bi že imeli vzpostavljen sistem za izgradnjo morskih elektrarn (več o tem v [12]). 8 Literatura [1]: A. M. Gorlov, Tidal energy, Encyclopedia of Ocean Sciences, Academic Press, London, pp. 2955-2960 (2001) [2]: G. Bauiges, I. Zamora, A. J. Mazon, V. Valverde, F. J. Perez, Sea energy conversion: problems and possibilities; International conference on renewable energies and power quality (2006) [3]: S. R. Tousif, S. B. Taslim, Tidal power: an effective method of generating power, International Journal of Scientific & Engineering Research 2.5 (2011) [4]: M. Ragheb, A. M. Ragheb, Wind turbines theory - the Betz equation and optimal rotor tip speed ratio, Dr. Rupp Carriveau (Ed.), InTech (2001) [5]: J. Andrews, N. Jelley Energy Science: Principles, Technologies, and Impacts, Oxford University Press, 2nd edition (2013) [6]: A. Vosough, Wave energy, International journal of multidisciplinary sciences and engineering, 2.7 (2011) [7]: Benoit Cushman-Roisin, Environmental fluid mechanics (str. 71-79), (v pripravi z John Wiley & Sons, Hoboken) [8]: W. Han, Physical Oceanography, University of Colorado, Chapter 4: Ocean waves (2014) [9]: L. Rodrigues, Wave power conversion systems for electrical energy production, Nova university of Lisbon (2005) [10]: S. M. Masutani, P. K. Takahashi, Ocean thermal energy conversion, Encyclopedia of Ocean Sciences1993-1999 (2001) [11]: X. Wang, Z. Huang, L. Li, S. Huang, E. Hao Yu, K. Scott, Energy generation from osmotic pressure difference between the low and high salinity water by pressure retarded osmosis Journal of Technology Innovations in Renewable Energy, 1.2, 122-130 (2012) [12]: Evropska komisija, Sporočilo komisije Evropskemu parlamentu, Svetu, Evrospkemu ekonomskosocialnemu odboru in odboru regij (2014) 12