Sjávarfallavirkjanir – Hafstraumavirkjanir

Sjávarfallavirkjanir byggja á mikilli fallhæð og/eða að sjávarfallastraumarnir séu sem sterkastir. Sjálfir hafstraumarnir eru miklu hægari og fram til þessa hafa almennt verið taldar litlar líkur á því að unnt verði að framleiða rafmagn með hagkvæmum hætti með því að virkja hafstrauma. Rétt eins og vindorkuver er óhagkvæmt ef það er byggt þar sem að jafnaði er nánast logn eða mjög lítill vindur.

Gulf-Stream

Undanfarin ár hafa þó ýmsir kannað möguleika á hafstraumavirkjunum. Ein hugmyndin gengur út á að virkja Golfstrauminn við strendur Florida (myndin hér til hliðar sýnir Golfstrauminn – þennan góða vin Íslands).

Sökum þess hversu straumhraði í hafinu er almennt lítill er orka á rúmmálseiningu ekki mikil. Til að vinna upp á móti litlum straumi gæti lausnin falist í því að hanna mjög ódýra hverfla og þá gæti ein virkjun hugsanlega nýtt mikinn fjölda hverfla og náð nægjanlegri hagkvæmni.

Þær nýju sjávarfallavirkjanir sem nú eru á hönnunarstigi og sagt var frá í færslunni hér á undan, miðast flestar við að straumhraðinn sé a.m.k. á bilinu 2,5–5,0  m/s og helst mun meiri. Venjulegir hafstraumar eru aftur á móti hægari; við Ísland er straumhraðinn t.d. oftast 0,25-0,5 m/s (skv. upplýsingum frá Hafrannsóknastofnun).

Ástæða þess að nú er byrjað að skoða möguleika á því að virkja hafstrauma, er áhugi margra ríkja á að auka hlutfall endurnýjanlegrar raforkuframleiðslu og draga þannig úr þörf sinni fyrir jarðefnaeldsneyti. Gífurleg orka er fólgin í hafstraumunum og freistandi að leita leiða til að virkja hana. En það er þó miklu líklegra að framfarir í sjávarorkuiðnaðinum muni verða í þróun sjávarfallavirkjana eða ölduvirkjana, fremur en að hafstraumavirkjanir verði raunverulegur kostur. Það er m.ö.o. afar hæpið, að mati Orkubloggsins, að hafstraumavirkjanir verði einhvern tímann áhugaverður kostur í rafmagnsframleiðslu á svæðum þar sem hafstraumurinn er u.þ.b. 2,5 m/s eða jafnvel enn minni.

messina_strait

Samt er ekki ástæða til að útiloka hafstraumavirkjanir. Nýir fjárhagslegir hvatar (styrkir, skattahagræði o.fl.) gera það að verkum að fjárfestar eru tilbúnir að setja fjármuni í þróun ýmissa tegunda af nýjum virkjunum í von um að unnt verði að þróa búnaðinn og lækka kostnað. Að því kann að koma að slíkar virkjanir geti í framtíðinni keppt við raforku frá öðrum orkuverum.

Vert er að minna á að á síðustu árum hefur verið unnið að hugmyndum um virkjun í Messinasundi milli Ítalíu og Sikileyjar, en þar er meðalstraumhraðinn einungis um 2,5 m/s. Einnig eru uppi hugmyndir um að setja upp gríðarmiklar straumvirkjanir út af ströndum Florida, þar sem hraði Golfstraumsins er um 2 m/s. Önnur róttæk hugmynd um að virkja venjulega hafstrauma er sú sem gerir ráð fyrir því að beita svokallaðri hringiðutækni:

Hringiðutæknin.

Það er þekkt fyrirbæri hvernig hringiður eða hvirflar geta myndast í hafinu af náttúrulegum orsökum. Hreyfiorkan í hringiðunum kveikti þá hugmynd hjá mönnum að skoða möguleika á því að búa til hringiður nálægt landi, virkja þá orku og framleiða þannig rafmagn. Aðferðin felst í því að koma mannvirkjum fyrir á hafsbotni sem trufla strauma svo hvirflar myndist. Þessa orku kann að verða hægt að virkja til rafmagnsframleiðslu.

Hringiðuvirkjanir eru í raun ein tegund af straumvirkjunum, en sérstaða þeirra felst í því að geta hugsanlega framleitt rafmagn þar sem meðalstraumur er mjög lítill. Ef tæknin reynist virka sem skyldi, mun þessi tegund sjávarvirkjana hugsanlega verða áhugaverð. En þróun hringiðuvirkjana er á algeru frumstigi og mun e.t.v. aldrei skila neinu.

vortex_marine_energy

Bandaríska fyrirtækið Vortex Hydro Energy er líklega þekktast á þessu sviði í dag. Það var stofnað 2004 og hefur því unnið að þróun hringiðuvirkjunar í nokkur ár. Stefnt er að því að hver framleiðslueining virkjunarinnar geti skilað um 50 kW og setja megi fjölmargar einingar saman svo slík virkjun geti framleitt tugi og jafnvel hundruð MW!

Hugmyndin á rætur að rekja til manna hjá Michigan-háskóla og hafrannsóknadeild bandaríska sjóhersins. Að þeirra sögn eru nú einungis um 5 ár þar til að unnt verður að hefja framleiðslu á þessum virkjunum.

Gulf_Stream_Sunrise

Á móti koma efasemdir um að þessi tækni verði nokkru sinni raunhæf. Hjá bandaríska fyrirtækinu Hydro Volts, sem býr yfir talsverðri þekkingu á virkjun sjávarorkunnar, fullyrða menn að slíkt sé útilokað nema straumhraðinn sé a.m.k. 3 m/s (skv. samtali Orkubloggsins við starfsfólk Hydro Volts í liðinni viku). Þar með muni venjulegur hafstraumur aldrei nýtast til að framleiða rafmagn.

Þessi straumhraði (3 m/s) er í raun svipuð þeirri lágmarksviðmiðun sem sjá má hjá flestum þeirra fyrirtækja, sem nú eru að vinna að hönnun nýrra sjávarfalla- eða straumvirkjana. Það virðist því sem háskólafólkið frá MIT og félagar þeirra hjá Vortex Hydro Energy standi dálítið einmana í sjávarvirkjanaiðnaðinum. Hvað svo sem síðar á eftir að verða.