Uusiutuvat energialähteet ovat nyt yleisen huomion kohteena, ja niiden odotetaan vähentävän muun muassa kivihiilen käyttöä sähkövoimaloiden polttoaineena.
Vuonna 2021 aurinko- ja tuulivoiman osuus maailmassa tuotetusta sähköstä oli ensimmäisen kerran yli 10 prosenttia. Erilaisia tuulivoimaloita kehitetään kiivaasti, ja myös meressä piilevän energian talteenotto kehittyy.
Uusia merituulipuistoja suunnitellaan jatkuvasti, mutta aaltovoimaan perustuva sähköntuotanto on oikeastaan vasta kokeiluasteella. On arvioitu, että ihmiskunnan koko sähköntarve olisi tyydytettävissä meriveden liike-energialla. Tutkijat etsivät kuitenkin yhä ratkaisuja niihin ongelmiin, jotka tekevät aaltovoiman hyödyntämisestä hankalaa.
Aaltovoimaloiden rakennus- ja käyttökustannukset voivat tehdä niistä kannattamattomia. Meri on vaativa toimintaympäristö, ja esimerkiksi suolaisen veden aiheuttama korroosio on vaikea pulma.
Sukeltava liidokki
Kone kerää energiaa uimalla kahdeksikkoa
Ruotsalainen Minesto ottaa talteen meren esimerkiksi vuoroveteen liittyvien virtausten energiaa eräänlaisella purjekoneen ja leijan yhdistelmällä.
Merenpohjaan ankkuroitu vedenalainen liidokki ui kahdeksan numeron muotoista kuviota ja muuttaa pyörivän potkurinsa avulla ohi virtaavan veden energiaa sähköksi. Kahdeksikkoa kiertämällä sukellusalus ottaa talteen paljon enemmän energiaa kuin kulkemalla pelkästään ympyrärataa.
Siipiväliltään nelimetriseen Dragon 4:ään perustuva Mineston 100 kilowatin liidokki aloitti toimintansa vuonna 2022 Färsaarilla Vestmannansalmessa.
- Aikaperspektiivi: Tekniikka on valmis käytettäväksi.
- Potentiaali: Vedenalainen liidokki lisää sähköntuotantoa suurentamalla alaa ja liikkumalla nopeammin kuin sitä ympäröivä vesi virtaa.
- Haasteet: Meressä on vaikea tehdä huolto- ja korjaustöitä.
Sukelluslaite kiertää kahdeksikkoa
Mineston purjekonetta ja leijaa muistuttava vesiturbiini ankkuroidaan merenpohjaan. Sen siivet saavat aikaan vedessä nostovoimaa.
Esimerkiksi vuoroveteen liittyvät virtaukset pitävät liidokin liikkeellä. Peräsin saa sen kulkemaan kahdeksan numeron muotoista reittiä.
Liidokissa on tuulivoimalasta tuttu virtauksen voimasta pyörivä siipipyörä. Turbiinin akseli pyörittää sähkögeneraattoria.
Roottoriristikko
Ristikosta sähköt 80 000 kotitaloudelle
Norjalainen Wind Catching Systems on esittänyt mielenkiintoisen vaihtoehdon tavalliselle merituulipuistolle. Yli 300 metriä korkea rakennelma tuottaa jopa viisinkertaisen määrän sähköä vähintään 126 roottorilla, joiden lavat ovat 15 metriä pitkiä. Kehittäjän mukaan verkkoaita kestää paremmin kovia tuulia kuin perinteiset tuulivoimalat.
Nykyään tuulisähköä saadaan mereltä eniten, kun tuulen nopeus on noin 10–12 metriä sekunnissa. Kun tuuli yltyy myrskyksi, turbiinit pysäytetään, jotta voimala ei vahingoittuisi. Wind Catching Systemsin mukaan ristikkovoimalaa voidaan käyttää turvallisesti, vaikka tuulen nopeus olisi 30 metriä sekunnissa.
Lisäksi rakennelma ottaa vastaan tuulta suuremmalta alalta, koska lukuisat pienet roottorit muodostavat neliön. Tavallisen tuulivoimalan pyyhkäisypinta-alahan on lapojen kärkien piirtämä ympyrä.
- Aikaperspektiivi: 1–2 vuotta.
- Potentiaali: Ristikon pyyhkäisypinta-ala on kaksi kertaa niin suuri kuin tavallisen 15 megawatin tuulivoimalan. Siksi sähköä syntyy viisinkertainen määrä vuodessa. Se vastaa 80 000 kotitalouden vuosikulutusta.
- Haasteet: Voimalan täysimittaista prototyyppiäkään ei ole vielä olemassa.
Aaltomäntä
Levyt ja pumput tuottavat aaltovoimaa
Tanskalainen Wavepiston kehittää menetelmää, jossa meressä piilevää energiaa otetaan talteen aaltojen liikuttamista metallilevyistä, hydraulisista pumpuista ja sähkögeneraattoria käyttävästä turbiinista koostuvalla järjestelmällä. Kun levyt liikkuvat, pumput painavat vettä turbiiniin, joka pyörittää sähkögeneraattoria.
Yritys on rakentanut koevoimalan Gran Canarian rannikolle. Kaikkiaan 200 metriä pitkään kokonaisuuteen kuuluu 24 aaltojen energiaa keräävää yksikköä. Vuotuinen noin 550 000 kilowattitunnin energiamäärä riittää tyydyttämään melkein sadan kotitalouden sähkönkulutuksen.
VIDEO: Näin Wavepiston toimii
Pumput voivat painaa merivettä myös suolanpoistolaitokseen, jossa siitä tehdään suodattamalla puhdasta makeaa vettä. Meri on monin paikoin ainoa jatkuvasti käytettävissä oleva raakaveden lähde.
- Aikaperspektiivi: Ensimmäisen aaltovoimalan pitäisi valmistua 2025. Suurtuotannon yleiseen sähköverkkoon odotetaan alkavan 2032.
- Potentiaali: Aallot sisältävät paljon enemmän energiaa kuin tuuli.
- Haasteet: Meren suuri voima, suolainen vesi ja muun muassa simpukoiden kiinnittyminen osiin lisäävät huollon ja korjausten tarvetta.