Elektřina z mořských vln: představení elastomerové
technologie
2.8.2013 Na konci července 2013 představilo projektové konsorcium
EPoSil (electroactive polymers based on silicon for power generation) v
laboratoři společnosti Bosch první demonstrační model získávání
elektřiny z mořských vln pomocí silikonových materiálů – elastomerů.
Projekt EPoSil, dotovaný německým Spolkovým ministerstvem pro
vzdělávání a výzkum je součástí programu „chytré materiály pro inovační
produkty“, potrvá do roku 2015 a má rozpočet cca 2 mil. €. Ukazuje, že
výroba elektřiny z mořských vln, o níž se zmiňuje i „Zelený tahák“ č. 6
v naší rubrice Vzdělávání, se neustále přibližuje praktickému využití.
Podle OSN má energie mořských vln obrovský potenciál,
téměř 30 000 TWh ročně (pro srovnání, podle zpráv Mezinárodní
energetické agentury IEA bylo ve světě vyrobeno v roce 2010 celkem 21
500 TWh elektřiny). Je proto snaha tuto energii zužitkovat jako
obnovitelný zdroj.
Uvedenou technologii přeměny energie mořských vln na
elektřinu ukazuje obrázek dole. Základem je třívrstvá plocha (plát),
kde horní a spodní vrstva je elektricky vodivá (tedy tvoří elektrody).
Prostřední vrstvu tvoří mimořádně elastický silikon – elastomer, což je
makromolekulární látka, která se malým tlakem podstatně deformuje a po
jeho uvolnění se rychle vrací k přibližně původním rozměrům a tvaru.
Elastomer má také izolační vlastnosti. Takovéto vrstvy lze i v
průmyslových podmínkách vyrábět s konstantní tloušťkou. Pohyb mořských
vln působí na tento třívrstvý plát mechanickou silou. Pohyb vzhůru
stlačuje elastický silikon v prostřední vrstvě, a elektrody se tak
přibližují k sobě. Současně se obě elektrody nabijí z vnějšího zdroje
nepatrným elektrickým nábojem o opačné polaritě. Při pohybu vlny dolů
se elastomerová vrstva vrací do své původní tloušťky a elektrody se od
sebe vzdalují. Tím roste elektrické napětí mezi elektrodami a vzniklý
elektrický proud je odváděn do vnějšího obvodu. Energie vyrobená z
jednoho třívrstvého plátu je nepatrná. Při navrstvení do sad
zahrnujících stovky či tisíce takovýchto plátů se však jejich energie
sčítá do hodnot využitelných v praxi. V praxi lze tento způsob výroby elektrické energie
aplikovat různými způsoby. Jedním z nich je například bóje, skládající
se ze dvou částí (viz obrázek dole): spodní ukotvená na mořském dvě, a
vrchní na hladině moře. Mezi těmito částmi je umístěna sada několika
tisíc třívrstvých plátů, které se každých deset sekund deformují, a
vyrábějí tak použitelnou elektrickou energii. Předpokládá se, že
energetická účinnost elastomerového generátoru by měla být 50 %. 
Projekt EPoSil koordinuje společnost Bosch spolu se svým
subdodavatelem Compliant Transducer Systems. Společnost Wacker Chemie
AG, další člen projektového konsorcia, dodává silikonový materiál.
Technická universita v Damstadtu vyvíjí metody pro testování
elektroaktivních polymerů a vyvinula i právě představený demonstrační
model. Samotnou výrobu modelů zajišťuje firma Bosch Rexorth.
První zkušební elastomerový generátor v reálné velikosti
by měl být zkoušen příští tok ve vlnovém kanálu Technické univerzity
Hamburg-Harburg. Následovat by mělo jeho komerční využití. redakce Proelektrotechniky.cz
Ilustrační
foto nahoře: archiv redakce
Obrázek
dole: Bosch Přečtěte
si také další související články z naší rubriky Obnovitelné zdroje:
23.4.2014
Americký Massachusetts Institute of Technology (MIT)
představil v polovině dubna 2014 odborné veřejnosti svůj inovativní
koncept plovoucí jaderné elektrárny o výkonu 200 MWe a
více. Plovoucí jaderná elektrárna obecně nabízí přímořským
zemím řadu výhod. Lze ji například umístit v blízkosti území s velkou
poptávkou po elektřině, aniž by bylo nutno zabírat půdu 
10.4.2014
Dánská větrná farma Horns Rev 3 se na začátku dubna
2014 přiblížila o další krok realizaci podepsáním smlouvy provozovatele
dánské přenosové sítě Energinet.dk se společností ABB na dodávku
podmořského přenosového spojení. Tato větrná farma se bude nacházet v
Severním moři, cca 30 km od nejzápadnějšího výběžku Jutského
poloostrova
7.1.2014
Podpisem smlouvy mezi společností Siemens a
provozovatelem větrné elektrárny Cape Wind začal před Vánoci 2013
proces vybudování a provozu první americké mořské větrné farmy s
parametry a podmínkami provozu běžné komerční elektrárny. Větrná farma
se 130 turbínami a instalovaným výkonem 468 MW bude situována 20 km od
pobřeží ve vodách Atlantického oceánu na severovýchodě USA, v mořském
trojúhelníku u jižní části Massachusetts označovaném jako Nantucket
Sound. 
9.7.2013
Největší provozovanou mořskou větrnou farmou na
světě je od začátku července 2013 britská větrná farma London Array,
ležící v ústí řeky Temže, asi 20 km od pobřeží anglických hrabství
Essex a Kent. Farma má celkem 175 větrných turbín, každou o průměru
rotoru 120 m a výkonu 3,6 MW.
3.10.2013
V polovině září 2013 byla přifázována ke
kontinentální přenosové síti belgická větrná farma Thornton Bank
patřící belgické energetické společnosti C-Power NV, a potvrdila tak
praktickou životaschopnost a užitek mořských větrných farem pro
kontinentální Evropu. Po první fázi se šesti větrnými turbínami o
celkovém výkonu 30 MW, dočasně připojenými ke kontinentální síti,
následovala druhá a třetí fáze projektu. 
21.8.2013
Přílivová elektrárna britského výrobce Tidal
Generation Limited (nyní součást společnosti Alstom), o níž jsme psali
v článku Přílivové elektrárny: další krok k rozvoji v rubrice
Obnovitelné zdroje, dosáhla na konci července 2013 plného výkonu 1 MW v
provozních podmínkách. Elektrárna byla instalována v lednu 2013 a od
svého připojení k přenosové síti do ní dodala již přes 10 MWh elektřiny. 
28.3.2013 Elektrárna
SeaGen patřící britské společnosti Marine Current Turbines Ltd., je v
současné době jednou z mála komerčně provozovaných elektráren na světě
využívajících energii mořského přílivu. Dvě 600kW mořské turbíny o
průměru 16 m jsou umístěné v severoirské úžině u zátoky Strangford
Lough 3 metry pod hladinou moře. 
31.1.2013 Energie mořského přílivu jako zdroj pro výrobu
elektřiny je stále využívána spíše ojediněle. Jako u většiny
obnovitelných zdrojů ani zde příroda zpravidla nerespektuje zátěžové
křivky a aktuální situaci v přenosových sítích. Přesto jsou průběžně
podnikány kroky, jak tuto energii co nejefektivněji zužitkovat. Jedním
z nich je úspěšná instalace testovací 1MW turbíny britského výrobce
Tidal Generation Limited (TGL) u Orknejských ostrovů severně od
Skotska, která proběhla 24. ledna 2013 ...->

|