Tidvattenenergi produceras av ökningen av havsvatten under tidvattens uppgång och nedgång. Tidvattenenergi är en förnybar energikälla.
Under 1900-talet utvecklade ingenjörer sätt att använda tidvattenrörelse för att generera elektricitet i områden där det finns ett betydande tidvattenområde – skillnaden i område mellan tidvatten och lågvatten. Alla metoder använder specialgeneratorer för att omvandla tidvattenenergi till el.
Tidvattenenergiproduktion är fortfarande i sin linda. Mängden producerad kraft hittills har varit liten. Det finns väldigt få tidvattenkraftverk som är kommersiella i världen. Den första var belägen i La Rance, Frankrike. Den största anläggningen är Sihwa Lake Tidal Power Station i Sydkorea. USA har inga tidvattenfabriker och bara ett fåtal platser där tidvattenenergi kan produceras till ett rimligt pris. Kina, Frankrike, England, Kanada och Ryssland har mycket mer potential att använda denna typ av energi.
I USA finns det juridiska farhågor om undervattensägande och miljöpåverkan. Investerare är inte entusiastiska över tidvattenenergi eftersom det inte finns någon stark garanti för att det kommer att tjäna pengar eller gynna konsumenterna. Ingenjörer arbetar för att förbättra teknologin hos tidvattenenergiproducenter för att öka mängden energi de producerar, för att minska deras påverkan på miljön och för att hitta ett sätt att tjäna vinst för energibolag.
Tidal Energy Generators
Det finns för närvarande tre olika sätt att få tidvattenenergi: tidvattenströmmar, spärrar och tidvattenlaguner.
För de flesta tidvattenenergiproducenter placeras turbiner i tidvattenströmmar. En tidvattenström är en snabbt flytande vattenkropp som skapas av tidvatten. En turbin är en maskin som tar energi från ett flöde av vätska. Den vätskan kan vara luft (vind) eller vätska (vatten). Eftersom vatten är mycket tätare än luft är tidvattenenergi kraftfullare än vindenergi. Till skillnad från vind är tidvattnet förutsägbart och stabilt. Där tidvattensgeneratorer används producerar de en stadig, pålitlig ström av el.
Att placera turbiner i tidvattenströmmar är komplicerat eftersom maskinerna är stora och stör strömmen som de försöker utnyttja. Miljöpåverkan kan vara svår, beroende på storleken på turbinen och tidvattenströmmen. Turbiner är mest effektiva på grunt vatten. Detta producerar mer energi och gör det möjligt för fartyg att navigera runt turbinerna. En tidvattengenerators turbinblad roterar också långsamt, vilket hjälper det marina livet att undvika att fastna i systemet.
Världens första tidvattenkraftverk byggdes 2007 i Strangford Lough i Nordirland. Turbinerna placeras i ett smalt sund mellan Strangford Lough-inloppet och Irländska havet. Tidvattnet kan röra sig med 4 meter (13 fot) per sekund över sundet.
Barrage
En annan typ av tidvattenenergigenerator använder en stor damm som kallas barrage. Med en spärr kan vattnet rinna över toppen eller genom turbiner i dammen eftersom dammen är låg. Barrages kan byggas över tidvattenfloder, vikar och flodmynningar.
Turbiner inuti spärren utnyttjar tidvattenkraften på samma sätt som en floddamm utnyttjar en flods kraft. Spärrgrindarna är öppna när tidvattnet stiger. Vid högvatten stänger spärrgrindarna och skapar en pool eller tidvattenlagun. Vattnet släpps sedan ut genom spärrturbinerna, vilket skapar energi i en takt som kan styras av ingenjörer.
Miljöpåverkan från ett spärrsystem kan vara ganska betydande. Marken i tidvattenområdet är helt störd. förändring av vattennivån i tidvattenlagunen kan skada växt- och djurlivet. Saltinnehållet i tidvattenslagunen sänks, vilket förändrar organismerna som kan leva där. Som med dammar över floder blockeras fisk in i eller ut ur tidvattenlagunen . Turbiner rör sig snabbt i spärrar och marina djur kan fångas i knivarna. Med sin matkälla begränsad kan fåglar hitta olika ställen att flytta på.
En spärr är en mycket dyrare tidvattenenergigenerator än en enda turbin. Även om det finns inga bränslekostnader, spärrar involverar mer konstruktion och fler maskiner. Till skillnad från enstaka turbiner kräver spärrar också konstant övervakning för att justera effekt.
Tidvattenkraftverket vid flodmynningen Rance i Bretagne, Fr ance, använder en spärr. Det byggdes 1966 och fungerar fortfarande. Anläggningen använder två energikällor: tidvattenenergi från Engelska kanalen och flodströmmenergi från Rance River. Spärren har lett till en ökad nivå av silt i livsmiljön. Inhemska vattenväxter kvävs i silt och en plattfisk som kallas rödspätta är nu utrotad i området. Andra organismer, såsom bläckfisk, en släkting till bläckfiskar, trivs nu i Rance-mynningen. Bläckfisk föredrar grumliga, siliga ekosystem.
Tidal Lagoon
Den sista typen av tidvattenenergigenerator bygger konstruktion av tidvattenlaguner.En tidvattenlagun är en kropp av havsvatten som delvis är innesluten av en naturlig eller konstgjord barriär. Tidvattenlaguner kan också vara flodmynningar och få sötvatten att tömmas ut i dem.
En tidvattenenergigenerator som använder tidvattenlaguner skulle fungera ungefär som en spärr. Till skillnad från spärrar kan dock tidvattenslaguner byggas längs den naturliga kusten. Ett tidvattenlagunskraftverk kan också generera kontinuerlig kraft. Turbinerna fungerar när lagunen fylls och töms.
Miljöpåverkan av tidvattenlaguner är minimal. Lagunerna kan byggas med naturliga material som sten. De skulle framstå som en låg vågbrytare (havsvägg) vid lågvatten och vara nedsänkt vid högvatten. Djur kunde simma runt strukturen och mindre organismer kunde simma inuti den. Stora rovdjur som hajar skulle inte kunna tränga in i lagunen, så mindre fisk skulle troligen trivas. Fåglar skulle troligen flockas till området.
Men energiproduktionen från generatorer som använder tidvattenlaguner är sannolikt låg. Det finns inga fungerande exempel än. Kina bygger ett tidvattenlagunskraftverk vid floden Yalu, nära dess gräns till Nordkorea. Ett privat företag planerar också ett litet tidvattenlagunskraftverk i Swansea Bay, Wales.