Bølge- og tidevandskraft udnytter den energi, der er i havenes bevægelse. Interessen for at udvinde energi fra bølge- og tidevandskraft har igennem de seneste år været stigende i hele verden, men udviklingen er endnu ikke så lang fremme som udviklingen af for eksempel vindmøller.
Både tidevands- og bølgekraft er teknologier, udnytter haves bevægelse, men der er tale om to forskellige naturfænomener.
Bølgernes bevægelse er svingninger, der forplanter sig i havet. Bølger flytter energi og ikke masse (vand) og derfor bliver man ikke båret af sted med bølgerne, når man er i vandet. Tidevand er en strømmede bevægelse, lige som vind og floder, der flytter masse.
Bølgeressourcer findes i en lang række områder verden over, og især Atlanterhavskysterne langs Vesteuropa har et godt bølgeklima. Potentialet langs den danske Vesterhavskyst er også af en vis betydning, og Energistyrelsen har estimeret energiindholdet til ca. 21 TWh årligt. I praksis vil det være sandsynligt at udnyttet mellem 10 og 25 % af potentialet i Danmark.
Bølgekraftanlæg udnytter energien i bølgens bevægelse, og man kan groft opdele metoderne i fire kategorier.
En af kategorierne er oscillating water column, altså svingende vandsøjler, Figur 1 er en principskitse af metoden. Rammen om metoden er en grotte eller et kunstigt skabt kammer med hul i toppen og havet i bundet. Når bølgerne bevæger sig, vil trykket på luften over vandet ændre sig og ved at sætte en turbine, der driver en generator i hullet, i toppen af kammeret, kan bølgernes bevægelse udnyttes til elproduktion.
En fordel ved dette princip er at turbinen ikke er placeret under vandet og derfor er nemmere at komme til.
Overløbsanlæg er en anden metode til konstruktion af bølgekraftanlæg. Ved at lave en konstruktion, hvor bølgerne skyller vand op i et bassin, der passerer en turbine, som driver en generator, når det ledes ud i bunden. Figur 1 er en principskitse af overløbsanlæg og på Figur 3 ses en dansk udgave, konceptet kaldes WaveDragon.
Er en aflang struktur, der er sammensat af flere led. Mellem leddene sidder der stempler. Når bølgerne bevæger de forbundne led, trækkes eller skubbes pumpestempelerne. Ved at anvende en hydraulisk pumpe eller en lineær generator bliver bølgebevægelserne til el. På Figur 4 bølgeanlægget Pelamis, der et line absorber-anlæg.
Point og multipoint absorberen er en eller flere flydende bøjer, der omdanner forskellen i havoverfladens potentielle energi til strøm. Der er flere måder at gøre det på f.eks. kan point absorberen laves som en cylinder med et indvendigt stempel, der bevæges op og ned af bølgernes bevægelse. Bøjen kan også være fastgjort til en generator på havbund. Når bøjen bevæges overføres bevægelsen til generatoren. Multipoint absorber er point absorbere, der er sat i serie. Figur 5 er en skitse af et multipoint absorber princip, der nærmest minder om stempelmotorer på række.
I Danmark findes i øjeblikket 12 aktive koncepter. Blandt andet WaveDragon på Figur 2, der er et overtopping anlæg og Wave Star, der er et multipoint absorber anlæg. Anlægget kan ses på i Figur 6 i drift og på Figur 7 i stormsikker tilstand. Det er nødvendigt at løfte flyderne i stormvejr, for at beskytte anlægget mod de store belastninger, der opstår i meget høje bølger. Anlægget er placeret i Nissum Bredning i Vestjylland.
Endnu et dansk koncept er Poseidon, der ejes af Floating Power Plant A/S. Ud for Vindeby, der ligger på Lolland, er den først udgave af bølgekraftværket placeret. Anlægget producerer ikke el endnu, men indsamler måledata, der skal bruges til konstruktionen af det endelige anlæg. Konceptet arbejder med at kombinere offshore vindmøller og bølgekraftanlæg, se Figur 8.
Tidevand er de regelmæssige stigninger og fald i havets vandstand. Ændringen er primært forårsaget af månens, men også solens skiftende tyngdefelter. I Danmark er tidevandsforskellen for lille til at tidevandskraft er attraktiv, der imod er der stort potentiale i både England, Norge og andre europæiske lande.
Der er grundlæggende to principper, til udnyttelse af tidevandskraft; dæmningsprincippet og strømningsprincippet.
Dæmningsprincippet går ud på at bygger en dæmning i for eksempel en bugt. Når tidevandet stiger, vil vandhøjden på den ene side af dæmningen være større end på den anden. Når sluserne åbnes vil vandet løbe igennem dæmningen, for at udligne vandhøjden. Ved at placere en turbine i slusehullet, kan vandes strømning omdannes til el. Figur 10 er en principtegning af dæmningsprincippet.
Strømningsprincippet er undersøiske vindmøller, der står på havbunden. Møllerne anvendes i stæder, hvor strømningsarealet indsnævres og vandets strømningshastighed derfor øges. Strømmen får møllen til at dreje, ligesom på Figur 11.
På Figur 9 ses La Rance dæmningen i Frankrig, der kan producerer 240 MW og bygget i 1966. Tidevandsværket er et af de få storskala tidevandsanlæg i verden. I England har der i flere år været planer om at konstruere en dæmning over udløbet fra floden Severn mellem England og Wales. Afhængig af dæmningens placering vil anlægget kunne producere op mod 8 GW. Tidevandsmøllerne er endnu på prototype stadiet, men der er planlagt en række projekter rundt om i Europa. En enkelt tidevandsmølle har en effekt på omkring 1 MW.
Kilde:
DONG Energy
Forfatter:
Katrine Heilmann, DONG Energy
Jon Vindahl Kringelum, DONG Energy
