Így vesz részt a Hold a földi energiatermelésben

2017.09.15. 07:03

A sokasodó szél- és napenergia-hasznosító erőművek, és megannyi, részben kísérleti energiatermelési mód mellett, a talán legbiztosabbnak tekinthető természettudományos jelenséget is használja már az ember energiatermelésre. Sőt, egyes források szerint már a 11. századi Angliában, Doverben, malmot hajtott az árapály. Napjainkban, ha nem is tucatszámra, de működik több országban árapály erőmű.

Az árapály jelenségét a Hold és részben a Nap tömegvonzása okozza. Szabatos megközelítésben, a jelenség egy mechanikai feszültség miatt fellépő, a Földet ölelő vízburok alakváltozása. A régen tengerjárásnak is hívott jelenség két jellemzője, a legmagasabb vízszintet jelentő dagály és a legalacsonyabbnak számító apály között átlagosan 6 óra telik el. A jelenség energiáját a Föld bolygó Nap körüli forgása adja, lokális eltérések a keringésből adódhatnak.

A legbiztosabban kiszámolható természettudományos események közé tartozik, ezért már az ókorban felmerült az ötlet a munkára fogására.

Régen mechanikus, ma villamos energiát termel

Egyes feltételezések szerint, már az ókorban is próbálkoztak azzal, hogy a vízszint-változásból keletkező mechanikus energiát felhasználják, de a középkorban egészen biztosan alkalmazták azt vízimalmok hajtására. Nyugat-Európában, majd Észak-Amerikában is viszonylag elterjedt megoldásnak számított, hogy a víztöbbletet nagyobb medencében tárolták, amely apálykor megforgatta a malom lapátjait, azok pedig az őrlőkerekeket. Napjainkban már egészen másképp fogják munkára a jelenséget. Az árapály erőműveket villamos energia előállítására használják.

Kétféle technológiai megoldás terjedt el igazán. Az egyik hasonló a szélturbinák működési elvéhez, csak itt a vízfenékre telepített turbinákat a víz mozgása hajtja. Ezeket akár hidakra is lehet építeni, noha nagyon pontos tervezést és kivitelezést igényelnek. Három éve a Tidal Energy nevű cég telepített egy 400 kilowattos termelőt az Egyesült Királyságban. A három turbina egy külön talpazaton áll, ami azért lényeges, mert nem kellett fenékfúrásokat végezni a rögzítéshez, valamint a berendezés jóval környezetkímélőbb, mint a korábbi megoldások. Az Európai Regionális Fejlesztési Alap akkor 8 millió fonttal támogatta a projektet.

A másik megoldás drága, ezért csak ritkán alkalmazzák. Ez pedig a duzzasztógátakra telepített erőmű, mely a dagály és az apály magasságkülönbségéből fakadó helyzeti energiáját hasznosítja a víznek.

Apálykor a víz átjut a turbinákon, az itt jelentkező energiát a turbinák áramtermelésre használják. A kivitelezés rendkívül pontos előzetes tervezést igényel, a kiépítés pedig meglehetősen költséges, ezért viszonylag kevés ilyen megoldással találkozni. További kontra, hogy ezeknek az erőműveknek a hatékonysága korlátozott és az árapály jelensége miatt, meglehetősen időhöz kötött. Igaz, cserébe viszont lényegében teljes pontossággal tervezhető, ami nem mondható el minden esetben a megújuló energiaforrások rendelkezésre állásáról. Ez utóbbi megoldásoknak is létezik több variánsa, de mindegyiknél a víz áramlása hajtja meg a turbinákat.

Itt vannak a legnagyobbak

Az árapály erőművek nem tartoznak a legolcsóbb megoldások közé. Építési költségeik csak nagyon hosszú idő alatt térülnek meg, és viszonylag kevés helyre lehet azokat építeni. Dél-Korea, Oroszország, Kína, az Egyesült Királyság mellett, Franciaország rendelkezik számottevő termelőkapacitással.

A Sihwa-tavi árapály erőmű jelenleg a világ legnagyobb kapacitású ilyen típusú termelőjeForrás: Wikipedia/핑크로즈 -

A Shiwa-tavi erőmű Dél-Koreában a világ legnagyobb ilyen termelője. 254 megawatt előállítására képes, megépítése 7 évig tartott és 2010-ben kapcsolták be a termelésbe. Egy több mint 12 kilométeres, eredetileg az áradások megfékezésére épített gátra telepítette a Daewoo. Évente 550 gigawattóra teljesítmény leadására képes úgy, hogy energiatermelésre csak a beáramló vizet használja.

Franciaországban a Rance folyón, Bretagne-ban található a világ legrégebbi, 240 megawattos árapály erőműve. 1966 óta üzemel, 22 négyzetkilométeres medencével rendelkezik, és 24 turbina dolgozik a legmagasabb franciaországi, 8 méteres árapály-különbség minél hatékonyabb kihasználásán. A nemzeti hálózaton keresztül évente nagyjából 130 000 háztartást lát el.

A Rance-folyóra telepített árapály erőmű Saint Malonál, BretagnebanForrás: Wikipedia/Tswgb

Caithness-ben, Skócia északi partjainál épül a világ legnagyobb kapacitásúra tervezett árapály erőműve. A 2006-ban indult projektbe még a Morgan Stanley is beszállt befektetőként, és a skót kormány is támogatja az első, 86 megawatt termelésére képes fázis elérését.

2020-ig ezt 398 megawattra tervezik bővíteni, ez összesen 61 víz alatti turbina építését és 42 000 otthon ellátását oldja meg.

A britek a Swansea-öbölben építkeznek, és rögtön 240 megawattot szeretnének előállítani termelőjükkel. Ehhez a franciánál is nagyobb, közel 9 méteres vízszint-különbség társul, és közel 10 kilométeres gáttal vágnák ki a tengerből a szükséges nagyságot. A tervek szerint a munkálatok 2018-ig tartanak, az erőmű 400 gigawattóra éves kapacitással rendelkezik majd,

ami több tízezer háztartás számára lesz elegendő, 120 éven át.

Ilyen turbinákat telepítenek a britek a készülő árapály erőművükhözForrás: Novascotia.ca

Drága, de még lehet belőle valami

A magas költségek és a bonyolult kivitelezés miatt, egyelőre az energetikai szektorban nem kell árapály erőmű forradalomra számítani. Az viszont kétségtelen, hogy a nehézkes indulást csendes, a környezetet csekély mértékben terhelő, jellemzően kevés karbantartást igénylő tisztaenergia-termelés követi.

Olyannyira, hogy például az Egyesült Államok energiaügyekért felelős ügynöksége még az indiánok földjeire is telepítene ilyen termelőt, legalábbis egy helyre biztosan. A szél- és a napenergiával ugyanis már megbarátkoztak a régi törzsi területeiken élő indiánok, ám az árapály erőmű újdonság lenne. Igaz, ahhoz a világ végére kéne utazni, hogy ha elkészül, lehessen működés közben látni. A vonatkozó jelentés szerint, Alaszka észak-nyugati nyúlványára, az Aleut-szigetekre is telepíthető lenne egy kisebb kapacitású termelő. A Bering-tengerbe nyúló szigetcsoporton összesen pár száz fős közösségek élnek, köztük az aleutok leszármazottai. Ha erről szövetségi döntés születik, könnyen lehet, hogy néhány év ezen a távoli helyen is dolgozni fog néhány turbina az árapály jelenség hasznosításán.