Hvordan vil vandkraft se ud i fremtiden?

Fra ødelæggende tsunamier til at blive trukket af strømmen, mens du svømmer på stranden, vi er medfødt bekendt med kraften og kraften i bevægeligt vand. De gamle romere brugte vanddrevne møller til at omdanne korn til mel; Walisiske minearbejdere brugte vandkraft til at udvinde værdifulde metaller fra jorden allerede i det første århundrede e.Kr.

I dag, behemoths som Hoover Dam og Grand Coulee Dam er de mest kendte eksempler på vandkraftproduktion, men deres tid er ved at løbe ud. En lang historie med dæmninger, der falder sammen og storstilet miljøødelæggelse, har detroniseret store dæmninger som en kilde til vandgenereret elektricitet, og en lang række nye metoder og teknologier udvikles for at gøre vandkraft til fremtidens energi.

1. Søgen efter bedre energi
2. Bevægelse forbi megadæmninger
3. Tidevandskraft
4. Marine nuværende magt
5. Wave Power
6. Osmotisk kraft
7. Hvad fremtiden bringer

Søgen efter bedre energi

Vandkraft er i øjeblikket den største kilde til vedvarende energi i landet, og det amerikanske energiministerium arbejder på at gøre det mere effektivt og miljøvenligt.

Fire områder repræsenterer vandkraftens fremtid:tidevandskraft, marin strøm, bølgekraft og osmotisk kraft. I en ærlig note på sin forskningsside, Energiministeriet indrømmer, "Hvert tidevands- og havstrømsprojekt står over for et omkostningseffektivitetsproblem, og opfindelsens kirkegård er fuld af projekter, der er teknisk levedygtige, men økonomisk bundet til døden."

Men det betyder ikke, at de ikke prøver. Mere end to tredjedele af forskningsbudgettet for dets vandkraftprogram er dedikeret til udvikling af nye teknologier; den lister mere end 300 projekter i forskellige faser, der arbejder på at omdanne energien ved at flytte vand til elektricitet for at drive vores hjem, enheder, og biler.

Bevægelse forbi megadæmninger

I modsætning til konventionelle dæmninger, som standser flodstrømmen og frigiver vandet gradvist for at generere elektricitet, nye ideer inden for vandkraft fokuserer på at drage fordel af at flytte vand frem for at kontrollere det. Grundidéen er enkel og fungerer meget som vindkraft:Anbring møller i et område, hvor vand vil dreje dem og producere energi.

Selvom vandet ikke bevæger sig så hurtigt som vinden gør, den er tættere og genererer mere energi pr. kvadratfod. (Ulempen ved denne effekt er, at undervandsmøller skal bygges for at modstå mere kraft end vindmøller.) Det er mere pålideligt end vind- og solenergi; tidevand, havstrømme og bølger er forudsigelige og aftager ikke med skydække.

Tidevandskraft

Der er flere metoder til at generere elektricitet fra ebbe og strøm af tidevand. Tidevandsbarrager er de mest almindelige; de er dybest set dæmninger, normalt bygget ved indgangen til et indløb. Vand strømmer ind og ud gennem sluseporte, bevægelige møller.

Rance Tidal Power Station i Bretagne, Frankrig, har været i drift siden 1966, og blev overgået som den mest produktive af sin art af Sydkoreas Sihwa Lake Tidal Power Station i midten af ​​1990'erne. Selvom sluseporte er designet til at være en porøs barriere, de ændrer stadig vandstanden i flodmundinger og udgør miljøproblemer, der ligner dem forårsaget af store dæmninger.

Tidevandshegn, med vertikale aksemøller, er billigere og mindre skadelige end spærringer, men kan forstyrre store havdyr. Tidevandsmøller fungerer ligesom vindmøller; enkelte poler er indlejret i havbunden.

Marine nuværende magt

I en vurdering af den potentielle energi, der kan genereres af havstrømme, indenrigsministeriet bemærkede, at fangst af kun .1 procent af Golfstrømmenes energi kunne opfylde 35 procent af Floridas årlige elbehov. Sagt på en anden måde, der er 21, 000 gange mere energi i Golfstrømmen end i Niagara Falls.

Udfordringen er at få møller i havbunden eller på undervandsplatforme og holde dem i funktionsdygtig stand. En idé, fra Darris White fra Embry-Riddle Aeronautical University i Florida, tilgiver fiksering ved at holde møllerne på plads. White arbejder på autonome møller, der ville fungere som fiskeskoler, rejse med strømmen og kommunikere med hinanden via sensorer.

Wave Power

Surfere og bodyboardere ved, hvor kraftig en stor bølge kan være, og forskere er også på duften. Indtil nu, Pelamis Wave Converter er den mest udviklede teknologi til at konvertere bølger til elektricitet. Den 600 fod lange røde maskine består af cylindriske sektioner forbundet med hinanden, der flyder på havets overflade. Bølger får sektionerne til at bøje og bøje, produktionskraft.

I maj 2010, Pelamis lancerede enheden ud for Skotlands kyster, og håber at have flere hundrede flere i havene rundt om i verden i det næste årti. For nylig, en endnu mere imponerende teknologi er blevet foreslået:Den britiske designer Phil Pauley arbejder på marine solceller, forbundet med et web, der ville indsamle både sol- og bølgekraft.

Osmotisk kraft

Ebing tidevand, havstrømme og nedbrudte bølger er alle lette nok til at forstå, men det er lidt vanskeligere at se, hvordan osmose passer ind i vandkraftens fremtid. Når havvand og flodvand adskilles af en membran, som kun sidstnævnte kan krydse, osmose trækker dem naturligvis sammen. Det resulterende brakvand flyder med nok kinetisk energi til at generere elektricitet.

Hvis det virker lidt kompliceret, forestil dig at prøve at få det til at ske. Men de sidste par år har der været store fremskridt inden for teknologien, især udviklingen af ​​en membran, der er billig og pålidelig nok til kommerciel brug. Det positive er den tid på dagen, vejret og sæsonen spiller ingen rolle i processen, hvilket betyder, at alt er lettere at kontrollere. Bagsiden er, at saltindholdet i vandområder uundgåeligt ændres, gør det sværere for fisk og andre marine arter at overleve.

Hvad fremtiden bringer

Selvom det er umuligt at vide, hvilken af ​​disse metoder der vil bære mere frugt end andre, og hvilke teknologier der vil blive opfundet for at drage fordel af nye vandkilder (vand fordrevet af hvaler? Kanonkugler i svømmehaller?), det er et sikkert bud at sige, at i fremtiden, mere af vores energi kommer fra de 70 procent af planeten, der er dækket af vand.

Miljøhensyn skal vejes omhyggeligt, især i betragtning af at en vigtig motivation for at udvikle nye energikilder er at fravænne os selv fra fossile brændstoffer. Men min satsning er, at om fem til ti år, tidevandsbassiner, strømme som Golfstrømmen og brydebølger omkring de syv hav vil holde lyset tændt.