Izgleda kao da stalno pričamo o obnovljivim izvorima energije, tema se prosto sama od sebe nametne. Današnja priča je tu da nas upozna i sa onim manje poznatim obnovljivim izvorima. Jedan od njih su talasi. Talasi nastaju dejstvom vetra, ali stalni vetrovi nastaju zbog različite zagrejanosti vazduha na različitim lokacijama. Upravo različita temperatura vazduha izaziva njegovo kretanje, a vazduh zagreva ništa drugo nego sunčevo zračenje. Iz tog razloga možemo energiju talasa posmatrati kao transformisanu sunčevu energiju. Ovde se postavlja pitanje zašto bismo onda koristili energiju talasa kada već koristimo energiju vetra i sunca? Odgovor je: talasi imaju veliku gustinu energije (da se tako izrazim). Tačnije, talasi imaju mnogo više energije u malom prostoru u odnosu na vetar koji zauzima mnogo više prostora da bi dao istu količinu energije.

Da bismo mogli da koristimo energiju talasa kao izvor struje neophodno je da su oni konstantni, odnosno kao što sam već pomenula, da na određenoj lokaciji duvaju stalni vetrovi. Mesta sa jakim stalnim vetrovima su obale Škotske, severa Kanade, juga Afrike, Australije i severozapadne obale SAD (naročito Aljaske).

(Slika prikazuje prosečnu godišnju snagu talasa u različitim delovima sveta. Vidimo da braon i narandžaste tačkice odgovaraju oblastima sa najjačim talasima. Preuzeto sa oceangrazer.com)

Talas nastaje kao ispupčenje na vodi pod dejstvom vetra koje sve više raste. Ovako nastali talas može da putuje nekoliko hiljada kilometara pre nego što se razbije o obalu. Bitno je da dolazi do kretanja čestica vode i ispod površine – do dubine koja odgovara polovini dužine talasa – ali da količina energije sadržane u talasu opada sa dubinom. Dakle, talas je najjači na samoj površini (prikazano na slici).

(Preuzeto sa oceangrazer.com)

Čim čestice na dnu talasa dotaknu dno dolazi do njihovog guranja nagore što sabija talas i smanjuje njegovu energiju. Iz tog razloga talasi u plitkim vodama sadrže manju energiju od talasa u dubokoj vodi. Ovde nastaje problem – talas je najjači u dubokim vodama što bi značilo da tu treba postaviti uređaje za dobijanje električne energije. Ipak, ta struja se potom mora transportovati sa velikih udaljenosti do obale. Ali kada bi uređaji za transformaciju energije talasa u struju bili u plićoj vodi, obala ne bi bila veoma primamljiva za turiste i kupače. Takođe se razvijeni vodeni saobraćaj odvija upravo uz obale. Dakle, dolazi do kompeticije između proizvodnje energije i drugih aktivnosti na moru. Zato se za svaki region računa koliko energije se može zaista eksploatisati, kada se sve sabere i oduzme. U slučaju SAD, preko jedne četvrtine ukupne godišnje energije se može dobiti iz energije talasa kada se oduzmu gubici u turizmu, ribolovu i drugim aktivnostima na moru.

Danas postoji više različitih tehnologija za „hvatanje” energije talasa. Uređaji mogu biti postavljeni blizu ili daleko od obale. Tehnologije se uglavnom razlikuju prema načinu na koji konvertuju energiju talasa ili prema orijentaciji uređaja u odnosu na talas. Postoje četiri osnovne aplikacije:

Terminatori – sve sprave okrenute normalno na pravac prostiranja talasa. Sadrže stacionaran i mobilan deo. Stacionaran deo ih pričvršćuje za obalu ili morsko dno, a mobilni deo se pokreće pod dejstvom vode, pritiska vazduh i vazduh pod pritiskom pokreće turbinu. Jedan od primera je oscilirajuća vodena kolona prikazana na slici.

Oscilirajuća vodena kolona ima dva otvora. Kroz donji voda ulazi i pritiska vazduh u koloni. Zbog toga vazduh izlazi kroz gornji otvor i to okreće turbinu. Kada talas prođe, voda se povlači, vazduh se uvlači ponovo u kolonu i pritom opet okreće turbinu.

Drugi primer terminatora je prelivajući uređaj. Talas preliva bočni zid uređaja i voda se čuva na površini u vidu bare kako bi se povećao pritisak vode. Kada se nakupi dovoljno vode pritisak otvara prolaz u sredini uređaja, voda otiče i pokreće tubinu postavljenu u otvoru.

Atenuatori – orijentisani paralelno pravcu kretanja talasa. Najpoznatiji uređaj je Pelamis. Njega čini niz cilindričnih plutajućih uređaja što podseća na zmiju. Cilindrični delovi su na mestima međusobnog spajanja povezani sa hidrauličnim klipnim pumpama koje pokreću električni generator. Struja se šalje kablovima ka morskom dnu i duž dna do obale.

(Preuzeto iz rada ‘ Ocean Wave Energy Converters: Status and Challenges’, mdpi.com)

Tačkasti apsorberi – nisu orijentisani u odnosu na pravac prostiranja talasa i apsorbuju energiju talasa koji dolaze iz svih pravaca. Sastoji se od vertikalne cevi u koju ulazi talas i pomera klip koji pritiska vodu prisutnu u cevi i voda pod pritiskom pokreće turbinu.

Više pelamisa ili tačkastih apsorbera postavljenih zajedno čine farme talasa.

Većina tekstova koji opisuju ovu temu su stari već deset godina. Kako stojimo sa upotrebom energije talasa u 2018. godini?

Tokom godina, dizajnirani su brojni uređaji ali mnogi od njih nisu postali ništa više nego nacrt. Drugi su stigli samo do laboratorijskih testiranja. Mnogi uređaju su brzo uništeni nakon postavljanja u okean. Jedan od velikih problema jeste prevelika različitost osobina talasa, zbog kojih uređaji ne mogu efikasno da transformišu njihovu energiju. Drugi problem je priključivanje na elektrodistribucionu mrežu. Vremenski uslovi na pučini otežavaju konstrukciju i održavanje uređaja.

Za sada postoji veoma mali broj uređaja postavljenih za komercijalnu upotrebu. Prvi je bio upravo Pelamis. Prvi put su postavljeni na obalama Portugala na 5 kilometara udaljenosti od obale 2008. godine. Postavljena su tri uređaja koja su mogla da snabdeju 1500 domaćinstava. Projekat je zatvoren nakon tri meseca. U Škotskoj je vršeno testiranje od  2010. do 2014. Proučavanja na ovom uređaju su dala brojne podatke važne za dalje napredovanje drugih uređaja. Ipak, čak ni Pelamis nije dostigao dovoljan razvoj u poređenju sa tehnologijama za transformisanje energije vetra i sunca. Ono što je veoma važno jeste procena uticaja na životnu sredinu, ali to za sada nije moguće zbog nedovoljno dugog veka ove tehnologije. U budućnosti će biti neophodno proceniti kako uređaji za tranformisanje energije talasa utiču na morske organizme. Postoje mišljenja da uređaji mogu postati veštački grebeni i dovesti do ulaska novih vrsta u ekosistem. Postavljanje uređaja, kopanje i bušenje takođe može imati loš uticaj.

Najveći broj istraživanja dešava se u SAD, Evropi i Kini. Trenutno možemo samo da čekamo i nadamo se da će uređaji dati što bolje rezultate i na polju efikasnosti i na polju zaštite prirode ☺