A vízerőművek hatalmas elektromos teljesítményt szolgáltatnak. A víz energiájának azonban van más forrása is: az óceán hullámai és az árapály. Kísérleti technológiák most ezeket kezdik kiaknázni.

SeaGen: óriás árapályerőmű

2008 márciusában, az észak-írországi Belfastban készült el egy olyan berendezés prototípusa, amely éppolyan egyszerű, mint amilyen hatékony. Két hatalmas, egyenként 16 méter átmérőjű forgószárny van felszerelve egy 29 méteres kar két végén. Európában itt tapasztalható az egyik legerősebb árapály eredetű áramlás. Ez az egyetlen turbinapár másodpercenként 1,2 MW teljesen környezetbarát elektromos teljesítmény leadására képes, amivel 1000 háztartást láthatna el. 50 ebből a darabból egy kisebb, széntüzelésű erőművel volna egyenértékű.


A SeaGen nevű beruházás az alapötletet közvetlenül a tiszta rokontól, a szélerőműtől merítette. A légcsavart forgásba hozza a rá eső szél, az pedig megforgatja az áramot fejlesztő generátort. A SeaGen tulajdonképpen a szélerőmű víz alatti változata. Az árapály-áramlással szembe néző szárnyak percenként 14 fordulatot végeznek. Amikor az áramlás irányt vált, akkor a lapátok is átfordulnak. Az árapály-áramlás két jelentős előnnyel is bír a széllel szemben. Az első, hogy a levegőnél 750 szer sűrűbb víznek jóval nagyobb a mozgási energiája. Másodszor, az áramlás a széllel ellentétben csak rövid, kiszámítható időszakokra áll meg napközben. Vagyis a bolygón csak nagyon kevés ennyire megbízható energiaforrás létezik. A fő értéke, hogy a farm teljes élettartamának minden percére meg tudjuk mondani, hogy mennyi energiát termel, mikor kapcsol be, és mekkora teljesítményt táplál a hálózatba.

A víznek hatalmas az ereje. Az áramlás 11 km/órát elérő sebességgel száguld. Eleinte a SeaGen beérné ezer otthon kiszolgálásával is. Az első generátor alapján aztán új, globális energiaipar kiépítését tervezik.

New York-i változat keskeny csatornában

New Yorkban, az East Riverben nem válna be egy óriás SeaGen turbina, egy másik mérnöki csoport azonban éppen ezt a keskeny csatornát igyekszik kihasználni. Kisebb turbinákat használnak, amelyeket a hajók útvonalán kívül helyeznének el.

A Roosevelt szigeti Árapály Energia Projekt is New York City azon törekvésének része, hogy 30 százalékkal csökkentse az üvegházhatású gázok kibocsátását. A turbinák átmérője 5 méter, a SeaGen ének csupán a harmada. Ugyanakkor kétszer olyan gyorsan, percenként 30-szor fordulnak körbe. Rendkívül egyszerű, letisztult formát alakítottak ki, amely biztosítja, hogy a víz a mindenkori áramlási irányától függetlenül áthaladjon a forgórészen. Egy ilyen torkolatnál a víz áramlása hat óránként irányt vált. A rögzített SeaGen turbinákkal szemben az East Riverben elhelyezettek az áramlást követve elfordulhatnak. A szerkezet önmagától, automatikusan befogja az áramlást, amikor az átfordul az egyik irányból a másikba.

Egyetlen turbina akár 35 kW energiát, 35 lakás ellátásához elegendő teljesítményt is leadhat. Az East River közepén álló Roosevelt sziget két részre osztja az erős sodrású folyót. A hajóforgalom nagy része a nyugati oldalon, Manhattanhez közel halad el, a keleti ág pedig mindenféle kísérletre alkalmas. 1985-ben építették meg a világ egyik első árapály turbináit, és majdnem pontosan ugyanitt tervezték felállítani őket az East Riverben. Ám a megújuló energiaforrásokra kapott támogatás akkor elapadt. 2000-ben viszont a Verdant Power felkérte a mérnököket, hogy porolják le a turbinák tervét. Várhatóan meg tudják lovagolni az egyre erősödő zöld hullámot. Az emberek lassan felismerik, hogy a zöld megoldások munkahelyeket is teremtenek és pénzt is hoznak amellett, hogy kímélik a környezetünket.

Skót tengeri kígyó a nyílt óceánon

Az Európai Unió előírása szerint 2020-ra a megújuló energiaforrások kihasználásának 20 százalékkal emelkednie, a széndioxid kibocsátásnak 20 százalékkal csökkennie kell. Míg a SeaGen és az East Rivernél dolgozó csoport az árapály turbinák üzembe helyezését készíti elő, egy harmadik mérnökcsapat is hasonló terveken dolgozik. Ők azonban nem az árapályt próbálják kihasználni. Olyan forrás kiaknázásán fáradoznak, amely sokak szerint alapvetően átformálhatja az energiapiacot. Ez a hullámok ereje.

Ez a technológia nem néhányszor tíz vagy néhány száz MW-os teljesítményt kínál. A skót kormány arra lát benne lehetőséget, hogy világelsővé váljon az óceán energiájának felhasználása terén. Skócia keleti partján a hullámenergia program tesztüzeme zajlik. A Föld felszínének 70 százalékát óceánok borítják. Minden óceánon nagy hullámok keletkeznek, amely energia minden partvidéken hozzáférhető. A skóciai kísérleti berendezés világszerte érdeklődést keltett, amely egy trópusi tengeri kígyófaj után a Pelamis nevet kapta. A hatalmas szerkezet 120 méteres hossza egy labdarúgó pályáénál is nagyobb. Miközben fel-le bukdácsol a hullámokon, a mozgó víz energiáját elektromossággá alakítja. A hullámokon megtáncoltatják az óriási hengereket, és ennek hatására a belsejükben hidraulikus dugattyúk mozognak oda vissza. A dugattyúk a nagynyomású folyadékot egy hidraulikus motoron préselik át, amely meghajtja az elektromosságot előállító generátort.

A Pelamis összesen 750 kW teljesítményre képes. Ez több mint húszszor annyi, mint a Verdant east riveri turbináié, és körülbelül kétharmada a SeaGenének. A zöld energiaforrások közül a Pelamis ígéri a legszélesebb alkalmazási területet. A partok közelében ilyen gépezetekből álló kiterjedt farmok termelhetnék az áramot. A Pelamis kifejlesztése öt évet vett igénybe. Hullámszimulátor tartályokban végrehajtott kísérletekkel állapították meg, hogy hogyan viselkedik a berendezés a különböző időjárási viszonyok között, a hosszú, lomha hullámoktól a rövid, fürgékig. Később méretarányos modelleket teszteltek a nyílt vízen, hogy megmérjék a berendezés elektromos teljesítményét és megvizsgálják a tartósságát. Az első életnagyságú Pelamis prototípus egy döntő kísérleti fázis vége felé jár a háborgó skót tengeren. Feltalálójának nem csupán azt kell igazolnia, hogy képes áramot termelni, hanem azt is, hogy állja a zord körülményeket. Rendkívül tartós elemekből épül fel. Hosszú és vékony, áramvonalas a nagy hullámokkal szemben. A viharban keletkező óriás hullámoknak minimális felületet kínál.

Elképzelések szerint egy napon egész Pelamis farmok működnek majd a parttól a látótávolságnál valamivel messzebb. Talán 30, 50 vagy 100 berendezés is lenne egy néhány négyzetkilométeres területen. Ennyi körülbelül elég volna egy kisváros, például a skóciai Stirling ellátásához. Az 1000 tonnás berendezés megemeléséhez és szállításához Európa egyik legnagyobb úszódarujára lesz szükség. A neve Rambiz. Egész Európában csak három ilyen létezik. A SeaGen vállalkozás is sokat várt, amíg az egyik felszabadult.

És az ökológia?

A környezetre gyakorolt hatásoknak a lehető legkisebbnek kell lennie, ezért az engedélyezési eljárás részeként a SeaGen-nek igazolnia kell, hogy nem károsítja a tengerfeneket és a tengeri élőlényeket. A kihívás itt nagyon nagy. A helyszín, a Strangford-szoros élővilága igen gazdag. Az itt honos fókákat a St. Andrews Egyetemről felkért biológuscsoport figyeli meg, hogy megállapítsa, milyen hatással van rájuk a SeaGen, ha egyáltalán érinti őket. Egy másik csoport a szoros fenekét tarja megfigyelés alatt. Meg akarnak győződni róla, hogy a hatalmas berendezés nem borítja fel az élővilág finom egyensúlyát. A Roosevelt szigeti beruházás középpontjában is a vízi élővilágért érzett felelősség áll.

A New Yorki East River az Atlanti óceán és a Long Islandi öböl között vándorló halak útvonala. A folyó mentén elhelyezett, víz alatti érzékelők kimutatják, hogy befolyásolják-e őket a turbinák. A rotor fizikája, lassú forgása és a forgószárny alakja is olyan hogy meggyőződésünk szerint nem lehet káros hatással sem a halakra, sem más vízi élőlényekre. Persze ezt nem elég így megtervezni. Mindezt ki is kell próbálni. Eddig a több hónapja folyó tesztek és a folyó halállományának megfigyelése során azt tapasztalták, hogy a halak inkább a part közelében maradnak. Többnyire nem is úsznak arra, ahol a turbinákat állították fel. Ennek feltehetően az az oka, hogy a sodrás ott nagyon erős. Éppen ezt az energiát szeretnék kinyerni a turbinákkal.

Bár hosszú még az út, úgy tűnik, hogy a megújuló energia új forrása hamarosan megérkezik.