Az árapály energiát az óceán vizének hullámzása idézi elő az árapályok emelkedése és csökkenése során. Az árapály-energia megújuló energiaforrás.
A 20. század folyamán a mérnökök kifejlesztették az árapály-mozgás felhasználásának módjait villamos energia előállítására azokon a területeken, ahol jelentős az árapály-tartomány – a dagály és az apály közötti területbeli különbség. Minden módszer speciális generátorokat használ az árapály-energia villamos energiává történő átalakítására.
Az árapály-energia termelése még mindig gyerekcipőben jár. Az eddig termelt energiamennyiség kevés volt. Nagyon kevés kereskedelmi méretű árapályerőmű működik a világon. Az első a franciaországi La Rance-ben volt. A legnagyobb létesítmény a dél-koreai Sihwa Lake tidal árapályerőmű. Az Egyesült Államokban nincsenek árapálynövények, és csak néhány olyan hely van, ahol árapály-energiát lehetne elfogadható áron előállítani. Kína, Franciaország, Anglia, Kanada és Oroszország sokkal nagyobb potenciállal rendelkezik az ilyen típusú energia felhasználására.
Az Egyesült Államokban jogi aggályok merülnek fel a víz alatti földtulajdon és a környezeti hatások miatt. A befektetők nem lelkesednek az árapály energiáért, mert nincs erős garancia arra, hogy az pénzt keres vagy a fogyasztók javát szolgálja. A mérnökök azon dolgoznak, hogy fejlesszék az árapály-energia generátorok technológiáját, hogy növeljék az általuk termelt energia mennyiségét, csökkentsék a környezetre gyakorolt hatásukat, és megtalálják a módját, hogyan lehetne profitot keresni az energiaipari vállalatok számára.
Árapály-energia-generátorok
Jelenleg három különböző módja van az árapály-energia megszerzésének: árapály-patakok, duzzasztógátak és árapály-lagúnák.
A legtöbb árapályenergia-generátor esetében a turbinákat árapályokba helyezik. Az árapály az árapály által létrehozott gyorsan folyó víztest. A turbina olyan gép, amely energiát vesz fel a folyadék áramlásából. Ez a folyadék lehet levegő (szél) vagy folyadék (víz). Mivel a víz sokkal sűrűbb, mint a levegő, az árapályenergia erősebb, mint a szélenergia. A széllel ellentétben az árapályok kiszámíthatók és stabilak. Árapály-generátorok használata esetén állandó, megbízható áramot termelnek.
A turbinák árapály-áramba történő bonyolult elhelyezése bonyolult, mivel a gépek nagyok és megzavarják az árapályt, amelyet megpróbálnak kihasználni. A környezeti hatás súlyos lehet, a turbina méretétől és az árapály helyétől függően. A turbinák a legeredményesebbek a sekély vízben. Ez több energiát termel, és lehetővé teszi a hajók számára, hogy a turbinák körül mozogjanak. Az árapály-generátor turbinapengéi is lassan forognak, ami segít a tengeri életnek abban, hogy ne ragadjanak bele a rendszerbe.
A világ első árapály-erőművét 2007-ben építették az észak-írországi Strangford Lough-ban. A turbinákat egy keskeny szorosban helyezik el a Strangford Lough bemenet és az Ír-tenger között. Az árapály másodpercenként 4 méter (13 láb) sebességgel mozoghat a szoroson.
Barrage
Az árapály-energia generátorok egy másik típusa egy nagy duzzasztógátat nevez. Duzzasztógát esetén a víz átfolyhat a gát tetején vagy a turbinákon keresztül, mert a gát alacsony. Duzzasztógátakat lehet építeni az árapályos folyókon, öblökön és torkolatokon.
A duzzasztógáton belüli turbinák ugyanúgy kihasználják az árapály erejét, mint a folyó gátja a folyó erejét. A duzzadó kapuk nyitva vannak, amikor az árapály emelkedik. Dagálykor a gát kapui bezáródnak, medencét vagy árapály-lagúnát hozva létre. A vizet ezután a gát turbináin keresztül szabadítják fel, energiát hozva létre a mérnökök által irányítható sebességgel.
A duzzasztórendszer környezeti hatása meglehetősen jelentős lehet. Az árapály-tartományban lévő föld teljesen megszakadt. Az árapály-lagúna vízszintjének változása károsíthatja a növények és az állatok életét. Az árapály-lagúna belsejében a sótartalom csökken, ami megváltoztatja az ott élni képes organizmusokat. Mint a folyókon átívelő gátaknál, a halakat is eldugítják az árapály-lagúnába vagy onnan ki . A turbinák gyorsan mozognak a duzzasztógátakban, és a tengeri állatok megakadhatnak a pengékben. Korlátozott táplálékforrásuk miatt a madarak különböző vándorlási helyeket találhatnak.
A duzzasztógát sokkal drágább árapályenergia-generátor, mint egyetlen turbina. nincsenek üzemanyagköltségek, a duzzasztógátak több építéssel és több géppel járnak. Az egyes turbinákkal ellentétben a duzzasztógátak is állandó felügyeletet igényelnek a teljesítmény kimenetelének beállításához.
Az árapályerőmű a Rance River torkolatánál Bretagne-ban, Fr. ász, gátat használ. 1966-ban épült és máig működik. Az üzem két energiaforrást használ fel: a La Manche-csatorna árapály-energiáját és a Rance-folyó folyami áramenergiáját. A duzzasztómű megnövekedett iszapszintet eredményezett az élőhelyen. Az őshonos vízi növények iszapban fulladnak, és a lepényhalnak nevezett lepényhal a területen már kihalt. Más szervezetek, például a tintahal, a tintahalak rokona, most virágzanak a Rance torkolatában. A tintahal inkább a felhős, iszapos ökoszisztémákat kedveli.
Árapály-lagúna
Az árapályenergia-generátor utolsó típusa az árapály-lagúnák építését foglalja magában.Az árapály-lagúna az óceán víztestje, amelyet részben természetes vagy ember okozta akadály zár el. Az árapály-lagúnák torkolatok is lehetnek, és édesvíz ürül ki belőlük.
Az árapály-lagúnákat használó árapályenergia-generátor a patakhoz hasonlóan működne. A gátakkal ellentétben azonban az árapály-lagúnák kialakíthatók a természetes partvonal mentén. Az árapály-lagúna erőmű szintén folyamatos energiát termelhet. A turbinák a lagúna feltöltésével és ürítésével működnek.
Az árapály-lagúnák környezeti hatása minimális. A lagúnák természetes anyagokból, például kőzetből építhetők. Apálykor alacsony hullámtörőnek (tengerfal) jelennek meg, dagálykor pedig víz alá merülnek. Az állatok körül tudtak úszni a szerkezet körül, és kisebb organizmusok úszhattak benne. Az olyan nagy ragadozók, mint a cápák, nem tudnának behatolni a lagúnába, így a kisebb halak valószínűleg boldogulni fognak. Madarak valószínűleg özönlenek a területre.
De az árapály-lagúnákat használó generátorok energiatermelése valószínűleg alacsony. Még nincsenek működő példák. Kína árapály-lagúna erőművet épít a Yalu folyónál, az észak-koreai határ közelében. Egy magáncég egy kis árapály-lagúna erőművet is tervez a walesi Swansea-öbölben.