Korszerű vízerőművek

Egy felmérés szerint a megújuló energiaforrások közül a vízenergiát hasznosítják legnagyobb mértékben az Európai Unió tagállamai. Mivel a "kiaknázható" ökoenergia általában az országok természeti adottságaitól függ, a jelentős hegyvidékekkel és tengerparttal rendelkező tagállamok termelik a legtöbb elektromos áramot vízierőművekkel.

Az ember által haszosított legősibb ökoenergia a vízenergia. A vízimalmok energiáját az elektromosság felfedezése után kezdték villamos energia termelésre is használni. A viszonylag nagy esésű, bővizű folyók a legalkalmasabbak olyan vízierőművek létesítésére, amelyek a víztömeg helyzeti energiáját hasznosítják turbinák meghajtására. A múlt század közepén dolgoztak ki egy olyan koncepciót, mely szerint nagy területek elárasztásával az alföldi folyamok is duzzaszthatók, és a vízzáró gátak által megnövelt vízszint-különbség felhasználható energia termelésre. Ebből az elgondolásból jött létre például Dél-Amerikában egy olyan monstrum, amelyet az őserdő óriási területeinek elárasztásával alakítottak ki. A víz alá került terület elkorhadt fái pedig ahelyett, hogy a légkör oxigéntartalmát frissítenék, egyenesen metánt termelnek, ami az egyik legveszélyesebb üvegházhatást fokozó gáz.

Folyami erőművek

A bővizű folyamok víztömegének energiáját duzzasztás nélkül is lehet hasznosítani. A megoldás leginkább szélerőművek víz alá telepítéséhez hasonlít. Ezeket a víz alatti turbinákat a mederbe ásott cölöpökre telepítik, és a folyó mint áramló közeg hajtja őket alacsony fordulatszámmal. A legismertebb projekt a New York-i East River medrébe telepített turbinapark, amely teljes kiépítésében 10 megawatt elektromos energiát fog termelni. Az egyes turbinák teljesítménye 25 és 250 Kilowatt között változik. Az ilyen erőművek óriási előnye, hogy közvetlenül a felhasználó nagyvárosi energiahálózat vagy ipari központ mellé telepíthetők, és nincs szükség költséges duzzasztómű építésére. Nagy vízszint-ingadozás esetén a mederhez rögzített úszó változatban is kiépíthetők.

A víz alatti erőmű másik változatát angol, német és svéd konstruktőrök építették meg a bristoli öbölben. A projekt a folyók torkolati sodrát és a tengeráramlatok mozgási energiáját hasznosítja elektromos energia termelésre. A folyami változattal szemben a tengerben nagyobb turbinákat lehet telepíteni. A bristoli öbölben kialakított erőmű esetében 45 méter magas oszlopokon 15 méter átmérőjű rotorokat terveztek a szakemberek. A becslések szerint a 350 kilowattos turbinák 20 éven keresztül üzemelnek, az általuk termelt elektromos energia 8-9 eurocentbe (20-25 forint) kerül kilowattóránként, ami környezetbarát megújuló energiaforráshoz képest rendkívül kedvező.

Tengeri erőművek

Földünk kétharmadát tengerek, óceánok borítják, amelyeken a Hold hatására két árapály-hullám vonul át naponta. Ennek az energiának egy részét hasznosítják az árapály-erőművek. Egy ilyen létesítmény egy, a tengerparton kialakított medencéből áll, amely közvetlen összeköttetésben van a nyílt vízzel. Az átfolyó csatornára olyan turbinákat szerelnek, amelyek a víz áramlásának irányától függetlenül elektromos áramot termelnek. Áradáskor az árhullám feltölti a medencét tengervízzel, apálykor az áramlás iránya megfordul, és kiürül a tározó. A módszer hátránya, hogy nem egyenletes az áramtermelés, mert az árapály-maximumok és a -minimumok idején minimális a vízszint változása.

A Wave Dragon viharban (fantáziarajz)

Érdekes megoldások születtek a hullámok energiájának hasznosítására. Mivel a víz felszíne állandó mozgásban van, ezért az úszó tárgyak állandóan emelkednek, süllyednek, dőlnek, forognak. Ha két úszó pontont összekapcsolnak, akkor egymáshoz képest is állandó mozgásban lesznek, elfordulnak a rögzítés körül. Ha a relatív mozgást elektromos energiává alakítják - például mágneses térben mozgó mágneses dugattyú segítségével -, akkor egy kis teljesítményű, de gyakorlatilag kimeríthetetlen energiaforrás készíthető, amely például világító bóják táplálására alkalmas.

Nagyobb hullámverésben működik az úszó turbina. Ez a Wave Dragon fantázianevű vízerőmű tulajdonképpen egy több száz méter átmérőjű, 5 méter magasra kiemelkedő ponton tetején kialakított úszó medence, amelyet rézsútosan vízbe lógó "szárnyak" határolnak. A rézsútos lapok szerepe az, hogy - követve a hullámmozgást - átemeljék a vízhullámok csúcsát a medence peremén, vagyis az folyamatosan töltődjön. A "begyűjtött" víztömeg a ponton közepén kialakított függőleges csatornán keresztül jut vissza a tengerbe úgy, hogy a kb. 5 méter magasságból ömlő víz egy turbinát forgat. Az ötletes konstrukció 3-as erősségű szél esetén másodpercenként 100 köbméter vízmennyiséget gyűjt be a tengerről, és ezzel hozzávetőlegesen 4 megawatt energiát termel.

Habár a megújuló energiaforrások közül legnagyobb mértékben a vízenergiát hasznosítják, még jelentős tartalékok vannak ebben az ágazatban is. A konstruktőrök kisebb beruházást igénylő hatékony megoldásokat dolgoznak ki mind a folyóvizekben, mind a tengereken.

Kocza Zoltán