Energia pływów jest wytwarzana przez przypływ wód oceanicznych podczas wznoszenia i opadania pływów. Energia pływów jest odnawialnym źródłem energii.
W XX wieku inżynierowie opracowali sposoby wykorzystania ruchu pływów do wytwarzania energii elektrycznej w obszarach, w których występuje znaczny zasięg pływów – różnica w obszarze między przypływem a odpływem. Wszystkie metody wykorzystują specjalne generatory do zamiany energii pływów na energię elektryczną.
Produkcja energii pływów jest wciąż w powijakach. Dotychczas wyprodukowana moc była niewielka. Na świecie działa bardzo niewiele komercyjnych elektrowni pływowych. Pierwszy znajdował się w La Rance we Francji. Największym obiektem jest elektrownia Sihwa Lake Tidal w Korei Południowej. Stany Zjednoczone nie mają elektrowni pływowych i tylko kilka miejsc, w których energia pływów mogłaby być produkowana po rozsądnej cenie. Chiny, Francja, Anglia, Kanada i Rosja mają znacznie większy potencjał wykorzystania tego rodzaju energii.
W Stanach Zjednoczonych istnieją obawy prawne dotyczące własności gruntów podwodnych i wpływu na środowisko. Inwestorzy nie są entuzjastycznie nastawieni do energii pływów, ponieważ nie ma silnej gwarancji, że przyniesie ona pieniądze lub przyniesie korzyści konsumentom. Inżynierowie pracują nad udoskonaleniem technologii generatorów energii pływów, aby zwiększyć ilość wytwarzanej przez nie energii, zmniejszyć ich wpływ na środowisko i znaleźć sposób na zarabianie na firmach energetycznych.
Generatory energii pływów
Obecnie istnieją trzy różne sposoby uzyskiwania energii pływowej: prądy pływowe, zapory i laguny pływowe.
W przypadku większości generatorów energii pływów turbiny są umieszczane w strumieniach pływowych. Prąd pływowy to szybko płynąca woda utworzona przez przypływy. Turbina to maszyna, która pobiera energię z przepływu płynu. Płynem tym może być powietrze (wiatr) lub ciecz (woda). Ponieważ woda jest znacznie gęstsza niż powietrze, energia pływów jest silniejsza niż energia wiatru. W przeciwieństwie do wiatru pływy są przewidywalne i stabilne. Tam, gdzie są używane generatory pływów, wytwarzają stały, niezawodny strumień energii elektrycznej.
Umieszczanie turbin w prądach pływowych jest skomplikowane, ponieważ maszyny są duże i zakłócają przypływ, który próbują wykorzystać. Wpływ na środowisko może być poważny, w zależności od wielkości turbiny i lokalizacji prądu pływowego. Turbiny najlepiej sprawdzają się w płytkiej wodzie. Daje to więcej energii i umożliwia statkom poruszanie się wokół turbin. Łopaty turbiny generatora pływów również obracają się powoli, co pomaga organizmom morskim uniknąć dostania się do systemu.
Pierwsza na świecie elektrownia pływowa została zbudowana w 2007 roku w Strangford Lough w Irlandii Północnej. Turbiny są umieszczone w wąskiej cieśninie między wlotem Strangford Lough a Morzem Irlandzkim. Przez cieśninę fala może przemieszczać się z prędkością 4 metrów (13 stóp) na sekundę.
Zapora wodna
Inny typ generatora energii pływowej wykorzystuje dużą zaporę zwaną zaporą. W przypadku zapory woda może przelać się ponad szczyt lub przez turbiny w zaporze, ponieważ tama jest niska. Zapory można budować w poprzek rzek pływowych, zatok i ujść rzek.
Turbiny wewnątrz zapory wykorzystują siłę przypływów w taki sam sposób, jak tama rzeczna wykorzystuje siłę rzeki. W miarę wzrostu przypływu bramy zapory są otwarte. W czasie przypływu bramy zapory zamykają się, tworząc basen lub lagunę pływową. Woda jest następnie uwalniana przez turbiny zapory, wytwarzając energię w tempie, które mogą być kontrolowane przez inżynierów.
Wpływ systemu stopniowego na środowisko może być dość znaczny. Teren w zakresie pływów jest całkowicie zniszczony. zmiana poziomu wody w lagunie pływowej może zaszkodzić życiu roślin i zwierząt. Obniża się zasolenie wewnątrz laguny pływowej, co zmienia organizmy, które są w stanie tam żyć. Podobnie jak w przypadku tamy na rzekach, ryby są blokowane do lub z laguny pływowej . Turbiny poruszają się szybko w zaporach wodnych, a zwierzęta morskie mogą zostać złapane w łopatki. Przy ograniczonym źródle pożywienia ptaki mogą znaleźć różne miejsca migracji.
Zapora wodna jest znacznie droższym generatorem energii pływów niż pojedyncza turbina. nie ma kosztów paliwa, zapory wymagają większej liczby konstrukcji i większej liczby maszyn. W przeciwieństwie do pojedynczych turbin, zapory również wymagają stałego nadzoru w celu dostosowania mocy wyjściowej.
Elektrownia pływowa u ujścia rzeki Rance w Bretanii, ks. ance, używa zapory. Został zbudowany w 1966 roku i nadal funkcjonuje. Zakład wykorzystuje dwa źródła energii: energię pływów z kanału La Manche i energię prądu rzecznego z rzeki Rance. Zapora doprowadziła do wzrostu poziomu mułu w siedlisku. Rodzime rośliny wodne dusią się w mule, a płastuga zwana gładzicą wyginęła na tym obszarze. Inne organizmy, takie jak mątwy, krewny kałamarnic, rozwijają się teraz w ujściu rzeki Rance. Mątwy preferują mętne, muliste ekosystemy.
Tidal Lagoon
Ostatnim rodzajem generatora energii pływowej jest budowa lagun pływowych.Laguna pływowa to zbiornik wodny, który jest częściowo otoczony barierą naturalną lub stworzoną przez człowieka. Laguny pływowe mogą być również ujściami rzek i wpadać do nich słodka woda.
Generator energii pływów wykorzystujący laguny pływowe działałby podobnie jak zapora. Jednak w przeciwieństwie do zapór wodnych, laguny pływowe mogą być budowane wzdłuż naturalnej linii brzegowej. Elektrownia w lagunie pływowej może również wytwarzać energię ciągłą. Turbiny pracują podczas napełniania i opróżniania laguny.
Wpływ lagun pływowych na środowisko jest minimalny. Laguny mogą być zbudowane z naturalnych materiałów, takich jak skała. Podczas odpływu wyglądałyby jak niski falochron (ściana morska), a podczas przypływu byłyby zanurzone. Zwierzęta mogły pływać wokół konstrukcji, a mniejsze organizmy mogły w niej pływać. Duże drapieżniki, takie jak rekiny, nie byłyby w stanie penetrować laguny, więc mniejsze ryby prawdopodobnie by się rozwijały. Ptaki prawdopodobnie gromadzą się w tym obszarze.
Jednak produkcja energii z generatorów wykorzystujących laguny pływowe będzie prawdopodobnie niska. Nie ma jeszcze działających przykładów. Chiny budują elektrownię w lagunie pływowej na rzece Jalu, w pobliżu granicy z Koreą Północną. Prywatna firma planuje również budowę małej elektrowni w lagunie pływowej w Swansea Bay w Walii.