L’énergie des vagues océaniques sur le crest d’une vague
Aujourd’hui, l’énergie des vagues océaniques est une technologie bien établie qui capte l’énergie électrique à partir des dynamiques des mouvements des vagues. Les vagues océaniques sont générées par la combinaison de forces dues à la gravité, à la tension de surface de la mer et à l’action du vent passant sur de vastes étendues d’eau, qui sont les principaux facteurs déterminant l’origine des vagues marines.
Une fois générées, les vagues océaniques peuvent voyager pratiquement sans perte sur de longues distances et quiconque a pratiqué le surf ou a été frappé par une grande vague océanique sait à quel point elles peuvent être puissantes. L’énergie des vagues océaniques capte l’énergie cinétique du mouvement des vagues et la convertit en énergie électrique.
Les vagues océaniques transportent de l’énergie et, à de nombreux égards, la technologie utilisée dans l’énergie des vagues océaniques est la même que celle utilisée pour l’énergie marémotrice et l’hydroélectricité, sauf que cette fois, c’est le mouvement des vagues de la mer qui est converti en énergie mécanique grâce à un mécanisme d’énergie des vagues.
L’énergie cinétique des vagues fait tourner une turbine reliée à un générateur, qui produit de l’électricité. Le meilleur aspect de l’énergie des vagues océaniques est qu’elle est propre, renouvelable, presque continue et ne pollue pas l’atmosphère, contribuant à la pluie acide et au réchauffement climatique.
L’énergie d’une vague océanique se compose à la fois de l’énergie cinétique de l’eau en mouvement et de l’énergie potentielle associée aux pics et aux creux de l’eau de mer à la fois au-dessus et en dessous du niveau moyen de la mer.
Un mécanisme simple qui peut être utilisé pour exploiter ce mouvement de haut en bas des vagues et le convertir en un flux d’air sous pression est appelé une Colonne d’Eau Oscillante ou CEO.
Colonne de Vagues Oscillantes
Une colonne d’eau oscillante, CEO, telle que le dispositif énergétique de Wavegen, convertit le mouvement des vagues en flux d’air. Elle consiste en une chambre de reflux partiellement immergée, construite en béton et fixée sur le littoral. Une partie de la surface océanique est piégée à l’intérieur d’une chambre qui est ouverte sur la mer en dessous de la ligne d’eau.
Le mouvement de haut en bas de la surface interne de l’eau fait monter et décompresser l’air piégé à l’intérieur de la chambre en réponse au mouvement des vagues incidentes à l’extérieur de la chambre. La hauteur de l’eau H (de crête à creux) est proportionnelle à l’intensité du vent et à la durée de la vague extérieure, mais elle peut atteindre une hauteur d’eau significative.
L’air dans la chambre est comprimé et aspiré à travers une turbine à air en raison de la surpression et de la dépression générées. L’air est autorisé à s’échapper par le haut (ou parfois le côté) de la chambre à travers une turbine qui force l’hélice à tourner, ce qui fait également tourner l’arbre du générateur électrique.
Une turbine à air conventionnelle nécessite une seule direction de flux d’air à travers ses pales pour pouvoir tourner. Cependant, un type spécial de turbine à air a été conçu pour continuer à tourner et à produire du couple sur l’arbre de la turbine dans la même direction indépendamment de la direction du flux d’air à travers ses pales. Une telle turbine à air utilisée dans les systèmes de colonnes d’eau oscillantes est appelée une « Turbine Wells ».
Une turbine Wells peut être utilisée pour entraîner un générateur à induction asynchrone à partir du mouvement intérieur et extérieur de l’air à travers ses pales. Par conséquent, la turbine Wells a la capacité de tourner indépendamment de la direction du flux d’air, fournissant une rotation dans la même direction pour les mouvements d’air entrant et sortant.
Le principal avantage de ce type de dispositif d’énergie des vagues océaniques est qu’il peut convertir des vagues d’amplitude et de direction variées en énergie utile, tout en étant assez robuste pour résister à des conditions météorologiques très difficiles et à des tempêtes à son emplacement côtier donné.
De plus, le mécanisme et le fonctionnement d’un générateur d’énergie des vagues évitent les dommages causés par la force des vagues ou la corrosion, car le boîtier où les pales de la turbine à air et le générateur sont montés ne sont pas en contact avec l’eau de mer.
Cependant, l’inconvénient d’une colonne d’eau oscillante est qu’il s’agit d’un système pneumatique avec l’air qui va et vient de la turbine, rendant le système très bruyant, à moins qu’un silencieux ne soit installé sur la turbine. Mais le bruit n’est pas un énorme problème en soi, car les vagues font déjà pas mal de bruit.
De plus, ce grand système d’énergie des vagues océaniques en béton consiste en une chambre construite sur le littoral et, comme il dépend de l’intensité des vagues, il a besoin d’un site adapté où les vagues sont constamment fortes, ce qui peut entraîner un impact environnemental.
Les dispositifs d’énergie des vagues océaniques ne sont pas coûteux à faire fonctionner et à maintenir, mais ils restent une technologie relativement immature avec de nombreux défis techniques et opérationnels. Les dispositifs d’énergie des vagues océaniques se déclinent en une variété de conceptions et peuvent être utilisés à la fois sur le littoral, près de la côte ou au large en mer.
Comme d’autres formes d’hydroélectricité, l’énergie des vagues océaniques ne nécessite pas la combustion de combustibles fossiles, qui peuvent polluer l’air, et aucun déchet n’est produit. Ce qui rend l’énergie qu’elle produit entièrement propre et infiniment renouvelable.
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