Nume : POPESCU Mihai -Alexandru [604434]

Nume : POPESCU Mihai -Alexandru
Grupa :12 4A
Anul II A

Energia mareelor
și a valurilor

Surse de Energie

Cuprins:
1.Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 3
1.1. Considerații generale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 3
1.2. Energia Oceanului Planetar ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 4
2. Energia valurilor ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 9
2.1. Potențialul energetic al valurilor marine ………………………….. ………………………….. ……………… 9
2.2 Formarea valurilor ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 10
2.3. Invenția care poate schimba energia viitorului ………………………….. ………………………….. …. 13
2.4. Valurile ar putea constitui cea m ai eficientă sursă de energie regenerab ilă …………………….. 14
2.5. Instalații de captare și valorificare ………………………….. ………………………….. ……………………. 15
2.5.1. Instalație cu plan înclinat și bazin ………………………….. ………………………….. ……………… 15
2.5.2. Instalație cu ponton greu și piston lichid ………………………….. ………………………….. …….. 16
2.5.3. Instalație cu plutitor și valvă clapet pe coloană ………………………….. ………………………… 16
2.5.4. Instalație cu piston acționat de valur i ………………………….. ………………………….. …………. 17
2.5.5. Sisteme cu coloană oscilantă de apă ………………………….. ………………………….. ………….. 17
2.5.6. Sisteme cu amplasare în apropierea țărmului ………………………….. ………………………….. 18
2.5.7. Sisteme cu amplasare la țărm ………………………….. ………………………….. ……………………. 20
2.5.8. Sisteme cu amplasare în larg ………………………….. ………………………….. …………………….. 21
2.5.9. Instalație românească destinată valorificării în scop energetic a forței mecanice a valurilor
din Marea Neagră ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 23
2.6.Avantaje și dezavantaje ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 23
3. Energia mareelor ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 24
3.1. Obț inere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 25
3.1.1. Utilizarea energiei cinetice a curenților mareici. ………………………….. ……………………….. 25
3.1.2. Utilizarea energiei potențiale acumulate ca urmare a creșterii nivelului apei pe timpul
mareei. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 27
3.2. Cum funcționează energia mareomotrică? ………………………….. ………………………….. …………. 27
3.3. Un mod ingenios de a valorifica energia oceanelor, fără să afecteze fauna marina. …………… 28
3.3. Avantaje și dezavan taje. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 30
4. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 30
BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………….. 30

1.Introducere
1.1. Considerații generale

În ultimul secol, folosirea energiei din combustibili fosili (țiței, gaze, cărbuni), prin ardere
a avut efecte dezastruoase asupra mediului, mai mari decât orice activitate umană din istorie:
acumularea de gaze nocive în atmosferă, ceea ce a declanșat procese (poate ireversibile),
precum subțierea stratului de ozon, încălzirea globală etc. De aceea, utilizarea unor surse
alternative de energie, devine tot mai importantă, tot mai necesară pentru lumea de azi. Aceste
surse, precum soarele, vânt ul, energia geotermală etc. practic nu se consumă și se numesc
energii regenerabile, fiind cunoscute și ca surse alternative sau neconvenționale. Epuizarea
rapidă a rezervelor de combustibili fosili, folosirea lor fiind însoțită de poluarea mediului
înconj urător (incluzând și așa zisă ,,murdărire" termică, și mărirea în proporții mai mult decât
îngrijorătoare a nivelului de bioxid de carbon din atmosferă), resursele limitate de uraniu (prin
folosirea lui în energetică, rezultând deșeuri radioactive) și ince rtitudinea atât a duratei, cât și
a consecințelor ecologice la folosirea industrială a energiei termonucleare, îi pune pe
cercetători, savanți și ingineri să acorde mai multă atenție căutării de noi posibilități rentabile
pentru utilizarea surselor energet ice alternative, nelimitate și nepoluante. Cele mai bune energii
alternative sau neconvenționale sunt considerate a fi: energia eoliană, energia solară în general,
energia solară concentrată (oglinzi care încălzesc un turn cu apă), cea geotermală și energi a
apelor Oceanului Planetar (valurile, cur enții oceanici, energia undelor și hidroenergia)

.

Transformarea resurselor de energie oceanice în energie electrică ar putea juca un rol important
în satisfacerea cererii de energie la nivel mondial în creșter e, în atenuarea schimbărilor
climatice, în diversificarea aprovizionării cu energie și în susținerea activității economice. Cu
toate acestea, până în prezent, au fost livrate doar câteva proiecte comerciale privind energia
oceanică, reflectând imaturitatea actuală și costurile ridicate ale acestor tehnologii, precum și
mediul de piață dificil în care acestea își desfășoară activitatea.

1.2. Energia Oceanului Planetar
Oceanele și mările ocupă 71 % din suprafața Pământului și, în plus, dețin o resursă
inepuizabilă: valurile. Energia mărilor și oceanelor se reprezintă sub formă de energie mecanică
și termică. Apele Oceanului Planetar dețin un imenspotential energetic care poate fi valorificat
pentru producerea de energie electrică, rezervele de energie a le Oceanului Planetar fiind
imense. Energia internă, corespunzătoare încălzirii cu 20 șC a suprafeței apeloroceanice, în
comparație cu cele fluviale, are o mărime de circa 1026 J. Energia cinetică a curenților oceanici
este egală aproximativ cu 1018 J, î nsă, din această energie se poate utiliza doar o cantitate
infimă.

Principalele surse de energie luate în considerare, cel puțin la nivelul tehnicii actuale, se referă
la: maree, curenții marini, valuri, diferențe de temperatură ale structurilor de apă marină.
● Mareele, datorate atracției lunare, se produc cu regularitate în anumite zone de litoral de pe
glob, cu amplitudini care pot ajunge uneori la 14 -18 m, determinând oscilații lente de nivel ale
apelor marine. Principiul de utilizare a energiei m areelor în centrale mareomotrice, constă în
amenajarea unor bazine îndiguite care să facă posibilă captarea energiei apei, declanșată de
aceste oscilații, atât la umplere (la flux), cât și la golire (la reflux). Energia mareelor este

energia ce poate fi ca ptată prin exploatarea energiei potențiale rezultate din deplasarea pe
verticală a masei de apă la diferite niveluri sau a energiei cinetice datorate curenților de maree.
Energia mareelor rezultă din forțele gravitaționale ale Soarelui și Lunii, și ca urma re a rotației
terestre. Pentru o valorificare eficientă a energiei mareelor sunt necesare anumite condiții
naturale:
▪ să existe un bazin natural (de regulă un estuar), care să comunice cu oceanul printr -o
deschidere foarte îngustă;
De exemplu, la nive l european s -au identificat 106 de locații cu un potențial puternic de maree,
oferind o resursă potențială de 48 TWh / an (0,17 EJ / an). Un studiu similar a examinat
potențialul fluxului de mare al Europei, identificând faptul că a fost concentrată predom inant
în jurul Insulelor Britanice și Canalului Mânecii ( foto).
.
▪ amplitudinea mareelor să fie de cel puțin 8 m. Aceste condiții naturale apar numai în circa
20 de zone ale globului (țărmurile atlantice ale Franței, Marii Britanii, SUA, Canadei, nordu l
Australiei, estul Chinei etc.). Dacă ar putea fi valorificată integral în centrale electrice
mareomotrice, cantitatea de energie disponibilă ar produce de circa 100.000 de ori mai multă
energie electrică decât toate hidrocentralele aflate în funcțiune în prezent pe glob.
Însă,centralele mareomotrice produc kWh la un preț de cost de două ori mai mare decât cel
obținut în hidrocentrale. În funcțiune, astfel de centrale mareomotrice se află în Franța și în
Rusia. Alte proiecte prevăd noi amenajări pe țărmul de sud -est al Marii Britanii; pe țărmul
Golfului Fundy, unde SUA și Canada intenționează o construcție de mari proporții.
Figura 3 demonstrează modul în care potențialul resurselor de maree variază considerabil pe
tot globul și este "amplificat de rezonanțele bazinului și de batimetria litoralului pentru a crea
schimbări majore ale suprafeței în locații geografice specifice" . În consecință, unele zone
prezintă valori uriașe de maree, cum ar fi Golful Fundy în Canada( 15 m) și Golful Mont Saint –

Miche l în Franța (13,5 m) . În comparație cu alte locații, cum ar fi Marea Mediterană, se
observă o zonă de maree mai mică de 1 m.

Figura 3.

● Curenții marini care se pot prezenta sub forma de: curenți orizontali (datorați vânturilor
dominante); curenți verticali (caz în care apele urcă sau coboară din/spre adâncuri); curenți
marini datorați mișcării apelor la nivel planetar, sunt purtătorii unor energii cinetice deosebit
de mari. Astfel, s -a calculat că un curent oceanic cu o lățime de circa 100 m, 10 m adâncime și
o viteză de 1 m/s, pe timp de un an ar putea oferi o energie ci netică de circa 2 milioane kWh.

● Valurile reprezintă o formă de stocare a energiei transmise de vânt, energie calculabilă și
demnă de luat în considerație. Mișcarea val urilor este datorată tot radiației solare. Calculele au
evidențiat că valurile cu înălțimea de 1 m, lungimea de 40 m și perioadă de 5 s, au o putere
disponibilă de aproximativ 5 kW pe un front de 1 m lățime. Numeroase institute de cercetări
hidraulice și energetice din SUA, Franța, Marea Britanie, China și Japonia au în programul lor
de activitate realizarea unor instalații de captare a energiei valurilor. Și totuși, judecând după
potențialul imens oferit de mările și oceanele lumii, energia valurilor este insuficient
exploatată.

● O atenție deosebită a captat ,,conversia energetică oceanotermică", adică obținerea energiei
electrice pe contul diferenței de temperatură între apele de la suprafață și cele de la adâncime
ridicate de pompe (de exemplu la folosirea la un ciclu închis al turbinei lichidelor volatile cum
sunt propanul, freonul sau amoniacul). Diferențele de temperatură ale structurilor de apă
marină creează energie termică – înmagazinată sub formă de căldură. Conținutul de căldură
diferit din tre apele de suprafață și cele de adâncime prezintă o diferență de circa 30 șC.
Așa cum este ilustrat în figura 4, diferența de temperatură în tropice poate depăși 25 ° C între
20 m și 1 km în adâncime19. Gradientul de temperatură dintre apa relativ caldă a apei de
suprafață și apa de mare mai rece și adâncă poate fi valorificată folosind o conversie a energiei
termice oceanică (OTEC) .

2. Energia valurilor
2.1. Potențialul energetic al valurilor marine
Energia valurilor marine este o formă indirectă de energie solară. Încălzirea diferită a unor
mase mari de apă din oceanul planetar și din suprafața uscatului conduce la apariția vânturilor.
Vânturile care suflă peste mari întinderi de apă transmit o parte din energia lor acestora,
generând valurile ca re se formează la suprafața mărilor și oceanelor și se îndreaptă spre țărm,
valurile marine fiind rezultatul combinației dintre acțiunea vânturilor, a gravitației și a
tensiunii superficiale de la suprafața mării .
Este o formă de energie regenerabilă și inepuizabilă, fiind înmagazinată în cele 1400 milioane
de miliarde de tone de apă care acoperă două treimi din suprafața Pământului.

Figura 1 .prezintă distribuția regională a potențialului global al energiei valurilor, demonstrând
modul în care această resursă este cea mai abundentă în latitudinile medii și mari ale ambelor
emisfere.
În termeni absoluți, Tabelul 1 ilustrează modul în care Asia și Australasia primesc cea mai
mare cantitate de energie a undelor, iar America de Sud și America de Nord primeș te sume
impresionante. În ciuda resurselor sale bogate pe malul vestic al Europei Occidentale și
Nordice, performanța este moderată, având în vedere dimensiunea relativ mică. În cele din
urmă, America Centrală și Marea Mediterană și arhipelagurile din Atla ntic au performanțe
slabe, având în vedere poziția lor la mijlocul latitudinii .

Tabel 1

Regiune Energia valului TWh / an
Europa de Vest și de Nord 2800
Marea Mediterană și arhipelagurile atlantice
(Azore, Capul Verde, Canare) 1300
America de Nord și Groenlanda 4000
America Centrală 1.500 1.500
America de Sud 4.600
Africa 3500
Asia 6200
Australia, Noua Zeelandă și Insulele Pacifice 5600
Total 29500

2.2 Formarea valurilor
În privința formării valurilor există mai multe teorii, cea mai durabilă fiind teoria valurilor
trohoidale a lui Gerstner (1802), elaborată pentru un ocean de adâncime nelimitată, lichid ideal,
fără frecare lichidă, cu densitate constantă, unde se formează valuri cu mișcare de translație
gravitaț ională și liberă.

Odată cu creșterea adâncimii, energia se transmite pe cale hidraulică, deci orbitele
particulelor vor fi tot mai mici. Valurile dispun de energie potențială, Ep și energie cinetică, Ec

și acestea se calculează în funcție de element ele de mărime a valului și viteză. Valul cu
desfășurare ideală și simetrică este hula regulată, care este un val gravitațional în stingere,
neforțat de vânt. Cum această energie se manifestă în intervalul de timp egal cu perioada T a
valului, puterea P v a fi egală cu raportul dintre energia Ep sau Ec și timpul T. Deoarece în
procesele de captare se preia în prezent doar una din cele două forme de energie a valului,
expresia puterii brute disponibile este:
P = Kγh²Lλ/T

Fig. 1 * Profilul unui val* h = înălțimea valului; λ = lungimea de undă; L = lungimea frontului
de val

Raportul λ/T exprimând viteza de propagare a valului, numită celeritate7 și notată cu c,
expresia puter ii se poate scrie și sub forma :
P = Kγh²Lc
Pentru început coefic ientul K a avut o valoare fixă, K = 1/16, cu timpul luând forme mai
complicate, ținându -se seama și de adâncimea apei în care se propagă valul. Adoptând valoarea
greutății specifice a apei Mării Neagre, γ = 9986,58 N/m³, puterea dezvoltată pe fiecare metru
de front de val este:
P = 975 h²Lc W/m
Desigur nu toată energia brută va putea fi captată de instalațiile aliniate pe frontul respectiv.
O parte din energie este reflectată la contactul cu captatorii, o alta este disipată în bazinele de
recep ție și de captare ale hidrocentralelor marine, iar o parte reușește să traverseze zona de
barare. În măsura în care o instalație este capabilă să capteze o cantitate cât mai mare din
energia înmagazinată în valuri, deci în măsura în care dovedește un randa ment global de captare
(η) superior, aceasta își demonstrează eficiența economică. Energia captată (E) va fi dată de
relația:
E = η·Ep
• Înălțimea valului (în engleză wave height) este distanța măsurată pe verticală între creasta
valului și linia de cea mai mică cotă a scobiturii imediat următoare. Se apreciază din

vedere sau cu aparate speciale, iar valorile se dau în metri . Înălțimea obișnuită a valurilor
oceanice este de 5 m, iar valorile maxime măsurate până în prezent sunt:

– 21 m în bazinul nordic al Oceanului Pacific;
– 15,6 m în bazinul nordic al Oceanului Atlantic;
– 14 m în emisfera sudică; – 11,5 m în Oceanul Indian.

• Lungimea valului este distanța în metri sau în picioare măsurată pe orizontală între două
creste sau scobitur i succesive de val. Valorile medii ale valurilor oceanice sunt cuprinse
între 69 m și 110 m. Valorile maxime ale lungimii valurilor determinate pe baza unor
numeroase observații sunt următoarele:
– 170 m în bazinul nordic al Oceanului Atlantic;
– 214 m în bazinul sudic al aceluiași ocean;
– 233 m în Oceanul Pacific;
– 342 m în bazinul sudic al Oceanului Indian.

Energia valurilor este într -adevăr fără limită, fiind un izvor nesecat, cum nesecat este și
oceanul. În mările cu apă mică, închise în toat e părțile de uscat, cum este, de pildă Marea
Baltică, valurile rareori depășesc înălțimea de patru, cinci metri, pe când în largul oceanului,
în special în emisfera sudică, unde cercul de apă cuprinde tot globul și valurile se pot dezlănțui
în voia lor, ia r vânturile de apus suflă în permanență fără să -și schimbe direcția, se întâlnesc
destul de des valuri înalte de 12 -18 m. Energia colosală a valurilor se manifestă în izbitura lor
iar ea este foarte mare. Folosirea deplină a energiei valurilor este împiedi cată de faptul că acest
izvor de energie este foarte inegal, energia valurilor este utilizată doar în cazul în care valurile
sunt înalte și constante în timp și al doilea motiv și cel mai important este faptul că tehnica
contemporană nu cunoaște instalații cu ajutorul cărora s -ar putea destul de ușor, destul de
complet și economic să se transforme energia valurilor în curent electric.

2.3. Invenția care poate schimba energia viitorului
Turbinele subacvatice – invenția care poate schimba energia viitorulu i.Oamenii de știință sunt
în continuă căutare de noi surse de energie cât mai prietenoase cu mediul înconjurător.Ultima
noutate în domeniu vine de la turbinele subacvatice.Acestea se bazează pe același concept
precum turbinele eoliene, însă folosesc forța curenților subacvatici, scrie CBS News. O
asemenea tehnologie este acum testate lângă portul New York, lângă insula Roosevelt.

Anul trecut, compania americană a testat cu succes un nou dispozitiv, având un compozit
alcătuit din fibră de sticlă și plas tic – figura 2. Când curenții apei sunt puternici, turbina poate
alimenta cu energia electrică 20 -30 de locuințe. Față de puterea vântului (care încă mai dă
bătăi de cap specialiștilor), aceștia prezintă avantajul că pot fi preziși. În funcție de direcția
curenților care îi pun în mișcare, turbinele subacvatice își pot schimba inclusiv orientarea.
2.4. Valurile ar putea constitui cea m ai eficientă sursă de energie regenerabilă
O echipă de ingineri de la Universitatea din California au creat un design de dispozitiv care ar
putea capta mai mult de 90% din energia valurilor în energie electrică – fig 4 . Totuși, mările și
oceanele sunt în continuă mișcare, iar valurile, deși variază în intensitate, ar putea fi mult mai
eficiente decât orice altă sursă de energ ie regenerabilă.
Mai mult, în afară de a oferi o sursă de energie alternativă, procesul de conversie al energiei
duce la producerea de apă de mare la presiune mare, proces care ar putea fi folosit pentru
desalinizare și distribuție de apă dulce.

2.5. In stalații de captare și valorificare

Sunt gândite, propuse și realizate foarte multe tipuri de mecanisme de captare și valorificare a
energiei valurilor, dintre care numai unele sunt funcționale. Ele se diferențiază după poziția de
montare față de coastă, fiind amplasate la țărm, în vecinătatea coastei sau în larg. O primă
clasificare împarte aceste sisteme de valorificare a energiei valurilor în sisteme cu coloană
oscilantă de apă, sisteme cu acumulatoare de apă și sisteme cu plutitori antrenați d e val.
2.5.1. Instalație cu plan înclinat și bazin
Pe la mijlocul anului 1940 lângă Alger în Marea Mediterană a fost pusă în funcțiune
experimental în două amplasamente, la Sidi Ferruch și Pointe Pascade, prima instalație
modernă care consta dintr -o structură concepută pe principiul planului înclinat și un bazin de
acumulare.
Soluția se bazează pe faptul că în contact cu o construcție rigidă, sub acțiunea valurilor, apa
are tendința săși ridice nivelul suprafeței libere. Aceasta este recepționată î ntr-o structură cu
radier curb înclinat, care se opune direcției de înaintare a frontului de val. Cantitatea de apă
ajunsă între doi pereți convergenți, urcă la o înălțime maximă a valului, deversând apoi într –
un rezervor special conceput pentru a reține a pa la o cotă superioară nivelului mediu al mării.
Prin căderea realizată, apa reținută pune în mișcare turbinele care la rândul lor antrenează
generatorii electrici. Curburile pereților convergenți sunt impuse de forme hidraulice optime,
care fac ca întrea ga construcție să realizeze o diferență cât mai mare între nivelul mediu al
mării și nivelul maxim al apei din bazinul de acumulare – figura 9.

2.5.2. Instalație cu ponton greu și piston lichid
Ansamblul sistem -structură de captare este alcătuit dintr -un ponton greu prin mijlocul căruia
străbate o conductă în care apa oscilează, antrenată de valuri, comprimând și aspirând aerul de
deasupra ei într -o încăpere amplasată pe un plutitor bine ancorat sau fixat pe o fundație rigidă.
Pistonul lichid pu ne astfel în mișcare un volum limitat de aer, care acționează rotorul unuiturbine
cuplată la un gen . Pontonul trebuie construit în așa fel încât să rămână cât mai imobil în masa
agitată a valurilor – figura 10. Orice oscilație a pontonului consumă în mod inutil din energia
înmagazinată de vânt în apa mării sau a oceanului. Soluția a fost testată pe mare și a dat rezultatele
cele mai bune în amplasamente cu valuri a căror înălțime medie a variat între 2 și 4 m, cu randament
estimat între 30 și 70 %. Pentru o turbină cu diametrul de 200 mm, realizată dintr -un aliaj de
aluminiu, puterea nominală a fost de 60 W, iar durata de funcționare a fost apreciată la mai mult de
3 ani .

2.5.3. Instalație cu plutitor și valvă clapet pe coloană
În principiu structura e ste alcătuită dintr -un plutitor care susține o coloană verticală pe traseul căreia
este plasată o valvă clapet. Aceasta este concepută în așa fel încât să se închidă timp de o jumătate
din durata unui ciclu de val, obligând apa din conductă să urmeze mișc area plutitorului. La
schimbarea direcției de mișcare a flotorului, apa continuă să se ridice în virtutea inerției, la un nivel
superior înălțimii valului. Succesiunea ciclurilor sporește înălțimea coloanei de apă până se ajunge la
presiunea necesară acțio narii turbogeneratorului .

2.5.4. Instalație cu piston acționat de valuri
Soluția constă în transmiterea forței mecanice dată de un volum mare de valuri de joasă
presiune, printr -un sistem de două pistoane cu diametre diferite, unui volum mic de lichid
auxiliar, căruia îi ridică astfel presiunea, determinând stocarea lui în acumulatoare hidraulice
interioare – figura 12.

2.5.5. Sisteme cu coloană oscilantă de apă
Constă dîntr -o cameră realizată de o copertină de beton, care are planșeul peste nivelul
maxim al apei. Camera are deschideri la partea inferioară, sub nivelul minim al apei, care
permit intrarea valurilor în interiorul camerei. Ridicarea și coborârea periodică a nivelului
apei comprimă și decomprimă succesiv volumul de aer din interiorul came rei. O turbină de
aer, situată la ieșirea din cameră, este pusă în mișcare de aerul expulzat sau aspirat în cameră.
Axial cu turbina este generatorul, care transformă energia mecanică în energie electrică.

2.5.6. Sisteme cu amplasare în apropierea țărm ului
Primul sistem de fructificare a energiei valurilor cu amplasare în apropierea țărmului care a
furnizat energie în rețeaua unui sistem energetic, este cel denumit Wave Dragon. Instalația
are două rampe largi, special profilate, care înalță local valuri le și le dirijează în rezervor –
figura 7. Din rezervor apa se reîntoarce în mare prin gravitație, prîntr -o turbină, care este
conectată cu un generator. Construcția este foarte simplă, numai turbina și generatorul având
părți în mișcare. Costurile inițial e sunt reduse, dar costurile de exploatare, datorită locației în
afara țărmului sunt mai mari.

Instalația Wave Dragon (foto).
În nordul Scoției (Nigg), specialiștii scoțieni au gândit o platformă specială care să utilizeze
la maximum forța valurilo r, fără s ă monteze generatoare hidroelectrice plutitoare. Așa a
apărut Oyster, o invenție care promite multe.
Platforma are o componentă montată în apă, care basculează atunci când este lovită de
valurile uriașe. De ea sunt prinse două pistoane , care prin compresie împing apa cu viteză
printr -o conductă, până într -o unitate aflată în apropriere. Acolo, apa sub presiune acționează
o serie de palete, tot mecanismul fiind identic cu cel prezent în centralele hidroelectrice.

Totul diferă prin m etoda inovativă de a transporta apa sub presiune. Producătorii spun ca
Oyster poate genera între 300 și 600 kW, însă la configurații multiple, se poate ajunge la
valori suficient de mari cât să alimenteze orașele din apropriere. Se speră c ă noua industrie ar
revitaliza economia scoțiană, mai ales în zonele rurale și ar crea peste 7000 de noi locuri de
muncă în diversele domenii colaterale implicate.
Platform Oyster (foto)

2.5.7. Sisteme cu amplasare la țărm
Între sistemele amplasate în țărm cel mai cunoscut este cel cu coloană oscilantă de apă.
Sistemul denumit LIMPET (Land Installed Marine Power Energy Transmitter), care a

funcționat între anii 2000 și 2007 pe coasta de vest a Scoției, a constat din două turbine de aer
Wells, cu diametrul de 2,6 m, conectate fiecare cu un generator de 250 kW, puterea totală
instalată fiind de 0,5 MW – figura 8.

2.5.8. Sisteme cu amplasare în larg
Un prim sistem constă în utilizarea unor plutitori tip geamandură, care se ridică și se coboară
odată cu v alurile. Mișcarea creează energie mecanică, care se transformă în energie electrică.

Sistemul Pelamis (figura 10) este primul sistem de colectare a energiei valurilor de larg cu
aplicații industriale. Sunt șase cilindri articulați, cu diametrul de 3,5 m , dintre care trei sunt
flotori cu lungimea de 30 m fiecare și trei, cu lungimea de 5 m, conțin sistemul de conversie
și sunt denumite module de putere. Structura este semi -submersă. Sub acțiunea valurilor
elementele articulate au mișcări sus -jos și dreapt a-stânga. Mișcarea din articulații este
transmisă unor cilindri hidraulici, care pompează ulei la presiune foarte mare către motoarele
hidraulice. Motoarele hidraulice pun în mișcare generatorul electric. Energia produsă de
fiecare dintre modulele de puter e este trimisă prin același cablu către o conexiune pozată pe
fundul mării.

2.5.9. Instalație românească destinată valorificării în scop energetic a forței mecanice a
valurilor din Marea Neagră
Specialiștii români prognozează c ă potențialul energe tic brut al valurilor de pe cei 200 km de
litoral românesc al Mării Negre se ridică la circa 8·109 kWh/an, potențialul energetic tehnic
utilizabil estimându -se la 4·109 kWh/an, ceea ce ar conduce la o economie de combustibil
convențional de aproximativ 2 m ilioane t/an. În unele institute de studii și proiectări din
România, au existat preocupări pentru captarea și valorificarea energiei valurilor din Marea
Neagră. Studiile întreprinse (chiar în lipsa finanțării acestora) au condus la concluzia
oportunității captării energiei valurilor de vânt și au impulsionat diferite cadre de specialitate
să continue aprofundarea problemei.
Procedeul de captare proiectat este specific valurilor neregulate și constă în preluarea directă,
prin intermediul unui plutitor, a m ișcării pe verticală a apei, fără transport de debit – figura 6.
Transmisa mișcării este realizată cu ajutorul unui generator rectiliniu (a cărui flux magnetic
este făcut astfel să varieze), această mișcare fiind transformată în curent electric alternativ, cu
frecvența neregulată, care poate fi folosit în stare brută ca sursă de căldură.

2.6.Avantaje și dezavantaje
● Avantajele acestor turbine de conversie a curenților marini față de turbinele de vânt sunt
următoarele: pot prezice în proporție de 100 % apariția curenților, au eficiență mare,
diametrul rotorului este mai mic la aceeași putere (15 –20 m la 0,75 –1,5 MW, față de 60 –80
m, la aceleași puteri), nu necesită controlul pasului paletelor, iar platforma are o suprafață
stabilă pentru întreț inere.
Ca dezavantaje pot fi menționate următoarele: poate fi exploatată ca sursă de energie
maximum 10 ore pe zi, eficiența este mai mare la adâncimi mai mari (> 60 m), pot apărea

probleme legate de coroziune, iar pentru întreținere, de asemenea, pot a părea probleme
speciale (specifice).
● Randamentul global al sistemului energetic este mic, pierderile înregistrate constituind
prima poziție în consumul de energie și deci deține ponderea cea mai mare în emisia de CO2.
● O putere semnificativă poate fi ob ținută cu ajutorul generatoarelor plasate în zonele de
curenți marini mari.
3. Energia mareelor
Mareele reprezintă un fenomen fizic ce constă în variația periodică a nivelului oceanelor ca
urmare a efectelor combinate a mai mulți factori:
• Forța de atracți e gravitațională exercitată de Lună asupra Pământului;
•
• Forța centrifugă produsă de rotația ansambului Pământ -Lună în jurul centrului de
greutate;
• Forța de atracție gravitațională exercitată de Soare asupra Pământului;
•

• Forța centrifugă produsă de rotația ansambului Pământ -Soare în jurul centrului de
greutate;
• Mișcarea Lunii pe orbită în jurul Pământului (fazele Lunii);
•
• Mișcarea Pământului pe orbită în jurul Soarelui;
• Configurația geomorfologică a diferitelor zone de la suprafața Pământului.
Feno menul de creștere a nivelului apei în timpul mareei este cunoscut sub denumirea de flux
iar cel de scădere sub denumirea de reflux.

3.1. Obținere
Există două principii pentru extragerea energiei mareice :
3.1.1. Utilizarea energiei cinetice a curenților mareici.
Metoda este rentabilă atunci când densitatea de energie dezvoltată de curenții mareici
depășește 500 W/m2 (corespunzătoare unei viteze de 1 m/s), pe o suprafață de minim 0,5
Km2 și adâncimi mai mari de 5 m.
În zonele cu astfel de caracteristici, se dispun turbine cu ax orizontal (similar cu cele eoliene)
sau cu ax vertical. Pentru canalizarea energiei curenților mareici spre aceste turbine, se
construiesc structuri similare cu barajele care au rolul doar de a canaliza energia m areomotrică
nu și d e acumulare. Această variantă de obținere a energiei mareice este luată în calcul pentru
proiectele viitoare din acest domeniu.
Comparativ cu tehnologia utilizata in conversia energiei eoliene, sistemele maree -motrice se
afla in stadiu incipient si exista numai un mic numar de proiecte de centrale maree -motrice

demonstrative, care utilizeaza prototipuri cu o putere instalata de peste 100 kW. Se estimeaza
ca vor mai trece cativa ani inainte ca echipamentele sa fie produse pe scara industriala.
Multi ingineri si constructori sunt in favoarea tehnologiei bazata pe utilizarea energiei cinetice
a curentilor generati de maree. Cea mai timpurie incercare riguros fundamentata de a demonstra
in practica puterea curentilor generati de maree s -a derulat la ince putul anilor ’90 in apele
lacului marin Loch Linnhe situat pe coasta vestica a Scotiei. Aceasta schema de amenajare a
utilizat o turbina sustinuta prin cabluri la nivelul mediu al apelor, cabluri care se intindeau de
la ancora plasata in patul marii la un baraj flotant.

In Norvegia, proiectul Hammerfest Strøm, a demonstrat ca un sistem cu ax orizontal montat
pe un pilon poate functiona intr -un fiord. In SUA a fost instalata in decembrie 2006 prima
turbina, dintr -un sir de turbine maree -motrice, in raul West River din New York. La
finalizarea lucrarilor, acest proiect va fi primul din lume care va functiona cu un sir (cascada)
de echipamente maree -motrice.

Proiectul Hammerfest Strøm , Norvegia;

3.1.2. Utilizarea energiei potențial e acumulate ca urmare a creșterii nivelului apei pe timpul
mareei.
Metoda este rentabilă atunci când înălțimea mareei depășește 8 m. În acest caz se construiesc
baraje ce permit extragerea energiei atât pe timpul fluxului cât și pe timpul refluxului.
Pe durata fluxului, apa ce umple barajul antrenează palele turbinelor. Pe durata refluxului,
atunci când mareea ajunge la cote minime, apa din baraj este lăsată să curgă în sens invers
prin turbine, producându -se de asemenea energie electrică. La nivel mondia l există două
astfel de proiecte funcționale:
• La Rance dispus în estuarul râului Rance, Franța. Centrala produce 240 MW cu ajutorul
a 24 de turbine de 10 MW. A fost inaugurată în 1966 la un preț actualizat de 800
milioane de euro. Investiția a fost amo rtizată în 1986 după 20 de ani. Barajul are o
lungime de 750 m și o înălțime de 13 m. Centrala produce energie atât pe timpul fluxului
cât și pe timpul refluxului cu ajutorul turbinelor reversibile.
La Rance – Franta – centrala electrica ce foloseste ene rgia mareomotrica
• Sihwa Lake – Coreea de Sud, inaugurată în 1994, cu o putere instalată de 254 MW.

3.2. Cum funcționează energia mareomotrică?
În prezent, componentele cheie ale unei centrale mareomotrice sunt turbinele și barajul. Acesta
din urmă permite umplerea unui golf/ estuar cu apă (la flux) și golirea lui prin turbine (la
reflux) . Există acum numeroase tehnologii și tipuri de echipamente disponibile, însă principiul

de bază este asemănător – mișcarea apei prin turbină, “ghidată” de prezența u nui obstacol (dig/
baraj). Un generator transformă această mișcare în energie electrică .

Principiul captarii energiei mareelor. Sursa: ro.wikipedia.org
Cu cât amplitudinea mareelor și viteza curenților sunt mai mari, cu atât potențialul energetic al
ampl asamentului este mai ridicat. Așadar, sunt necesare următoarele condiții: amplitudine
ridicată a mareelor (minimum 7 m) și prezența unui bazin natural (estuar, golf), care să
comunice cu oceanul printr -o deschidere îngustă. Aceste condiții naturale apar în puține zone
ale globului (ex: țărmurile atlantice ale Franței, Marii Britanii și Canadei, țărmurile Pacifice
ale SUA, Australiei și Chinei).
3.3. Un mod ingenios de a valorifica energia oceanelor, fără să afecteze fauna marina.
Turbine inovatoare proiectate în Marea Britanie vizează exploatarea energiei mareelor pentru
a produce energie electrică mai ieftină – fără să pună în pericol fauna marină.O companie
britanică a anunțat că a creat o serie de turbine marine unice, care pot funcțion a în ape mai
puțin adânci și cu mai puțini curenți, față de modelele actuale, scrie Climate News
Network.Kepler Energy, a cărei tehnologie este dezvoltată de departamentul de Știință și
Inginerie de la Universitatea Oxford, susține că turbinele vor produce în timp energie electrică

mai ieftină decât produc în prezent fermele eoliene offshore.

Designul invenției constă într -un „gard pentru energia mareelor” – cum este numit de companie
– care are o lungime de un kilometru și care urmează să fie montat în Ca nalul Bristol, la un
cost de 143 de milioane de lire sterline.
Gardul este format dintr -un un șir de turbine legate între ele, fiecare turbină fiind capabilă să
producă energie electrică. Producția totală a instalației este de 30 de megawați (MW), în
condi țiile în care 1MW poate furniza energie electrică pentru aproximativ 1.000 de gospodării
britanice.

Deoarece turbinele sunt montate pe orizontal, ele pot fi amplasate în ape cu adâncimi mai mici
de 30 de metri, adâncime impusă la modelele actuale. Și, pe ntru că apa se mișcă lent, peștii pot
evita în condiții de siguranță lamele turbinelor, susțin reprezentanții companiei.
Deși tehnologia este considerată a fi inofensivă pentru mediu, creatorii turbinei spun că
modelul va fi supus în continuare la evaluări riguroase, pentru a se asigura că aceasta nu
prezintă un risc pentru fauna marină și pentru alți utilizatori ai mării.
3.3. Avantaje și dezavantaje.
Avantaje:
– sursă alternativă de energie. Est e regenerabilă și inepuizabilă.
– mișcarea mareică este previzibilă, spre deosebi re de vânt sau radiația solară;
– nu generează emisii în atmosferă, nu co ntribuie la încălzirea globală.
Dezavantaje:
– impact asupa vieții subacvatice, din cauza substanțelor care se pot scurge (ex: uleiuri
pentru lubrifierea echipamentului); lamele rotative ale turbinelor sunt, de asemenea, un
element intruziv în cadrul habitatelor marine;
– componentele metalice ale echipamentului sunt expuse coroziunii, din cauza a pei
sărate. Întreținerea sa este dificilă, din cauza dimensiunilor mari și a adâncimilor la care se
află. Cu cât întreținerea “manuală” este mai dificilă, cu atât mai multe substanțe cu scop
mecanic (uleiuri) vor fi folosite (și ne înt oarcem la paragraful anterior).
– nu sunt foarte multe zone cu potențial ridicat; nu este o resursă disponibilă pentru
multe state.
– costuri d e construcție relativ ridicate.
Evident, există numeroase alte aspecte de ordin tehnologic (fie pozitive, fie negati ve) care ar
fi de discutat, însă în lipsa unor studii de specialitate în domeniul tehnic, vă invit să adăugați
și voi părerile/ cunoștințele vo astre la rubrica de comentarii.

4. Concluzii
Este cert că tehnologia exploatării energiei mareelor va fi perfecț ionată. Să sperăm că
cercetătorii și inginerii vor găsi soluții pentru a minimiza impactul asupra vieții marine. Cu
siguranță, energia mareomotrică reprezintă un subiect care va fi studiat îndeaproape în
viitorul ce ne așteaptă.

BIBLIOGRAFIE
https://www.green -report.ro/noi -tehnologii -energie -maree -valuri/
https://ro.wikipedia.org/wiki/Energia_mareelor
https://cudor2002.ro/energia -albastra -energia -marilor -si-oceanelor/
http://www.imamambiente.com/ro/ energie -din-valuri -si-maree