Elektrárny na mořské vlny jsou nadějným zdrojem čisté energie. Jejich výstavba a provoz se ale zatím potýkají s řadou technologických potíží. Řešení nabízí turbína, která využívá princip oscilujícího sloupce vln.

Mořské vlny jsou jako zdroj elektřiny spolehlivější než například vítr. Hustota takto získané energie je ale nízká, proto musejí být zařízení na výrobu komerčně zajímavého množství elektřiny velmi rozsáhlá. Jejich efektivitu ale snižují i další jevy, jako například trvale se měnící směr vln. Průlom v řešení těchto neduhů slibují nové turbíny vyvinuté společností Siemens. Stejně jako většina technologií, které využívají energii z oceánu, jsou elektrárny na mořské vlny relativně stále na začátku svého vývoje. Ve světě se konstruují různé typy elektráren, které se liší použitými technologiemi a využitím odlišných fyzikálních jevů.

Nová turbína pro elektrárny na mořské vlny, která pracuje na principu oscilujícího sloupce vln.

Elektrárna s energií oceánu

K nejnadějnějším patří elektrárna s turbínou, která využívá princip oscilujícího sloupce vln (OWC).  Hlavní část elektrárny, která funguje na principu oscilujícího sloupce vln, představuje několik dutých sloupcovitých komor. Každá z nich je otevřená pod hladinou moře, aby do ní mohly odspoda pronikat stoupající vlny. Dynamicky se měnící hladina vody uvnitř komor stlačuje vzduch, který se nalézá uvnitř. Ten je silou působení vody vytlačován ven z komory malým otvorem umístěným v její horní části. Proud stlačeného vzduchu pak bezprostředně pohání turbínu a generátor elektrické energie. S poklesem vln klesá i tlak v komoře a opět se do ní nasává vzduch. Celý tento jev se cyklicky opakuje, takže se turbína může otáčet nepřetržitě.

Neposlušné vlny

Velkým problémem tohoto řešení ale je, že směr a síla vln se neustále mění. Kvůli tomu rovněž výrazně osciluje směr produkovaného stlačeného vzduchu i jeho energie. Řešení tohoto problému přinesl nový typ turbíny k získávání energie z vln vyvinutý společností Dresser-Rand. Ta je od poloviny loňského roku součástí koncernu Siemens.

Vývojáři opatřili turbínu speciálním krytem, podobným trychtýři, který navádí vzduch ze dvou stran na střed. Tím se potlačil nepříjemný efekt oscilace změny směru stlačeného vzduchu, Uvnitř turbíny jsou pak umístěny vodicí lopatky, které směrují vzduch směrem k rotoru turbíny. Vodicí lopatky na protějších stranách jsou orientovány opačně, aby nasávaný i vyfukovaný vzduch vždy poháněl rotor ve stejném směru rotace.

Nová pulsní turbína dostala název HydroAir^TM a je jedna z mála, pokud vůbec ne jediná svého druhu, která pracuje až s 75% efektivitou při výkonu 1 MW. Dosavadní podobná řešení dosahovala efektivity pouze kolem 38 procent. Výrazně tedy vylepšuje  ekonomiku  mořských vodních elektráren, které jsou považovány za velmi perspektivní zdroj elektřiny.

Schéma  nové turbíny.

Pro moře i pevninu

Klíčem k vysoké účinnosti této turbíny je tedy kuželovitý kryt, který způsobuje, že i malé množství vzduchu je vedeno tak, aby turbína mohla optimálně využívat přicházející proud vzduchu v každém okamžiku. Vodicí lopatky poté zpomalují proud vzduchu uvnitř turbíny, vytvářejí řízený rotační pohyb a tak předcházejí vzniku turbulencí v proudu vzduchu. Tím se snížily ztráty způsobené turbulencemi až o 50 %. Kryt turbíny HydroAir^TM je vyroben z materiálů kombinujících nerezové oceli, hliník a vyztužené kompozity. Musí totiž splňovat vysoké nároky z hlediska odolnosti vůči korozi v extrémně agresivním vlhkém a slaném mořském prostředí.

Elektrárnu tohoto typu lze instalovat  přímo na moři,  v jeho bezprostřední blízkosti nebo dokonce  na pevnině. Kromě efektivní výroby elektřiny přináší ještě jednu velkou výhodu. Mořskou vodu hnanou pod tlakem z elektrárny je možné dále využívat. Po odsolení ji lze například distribuovat do vnitrozemí, především do oblastí trpících nedostatkem vody.

(tz)