Vuorovesienergian hyödyntäminen
Hiidenheimo, Juhana (2017)
Kandidaatintyö
2017
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2017102550275
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2017102550275
Tiivistelmä
Tutkielma käsittelee vuorovesienergian käyttöä kansainvälisesti ja tarkemmin esittelee eri menetelmiä sen hyödyntämiseksi. Tavoitteena on antaa lukijalle hyvä käsitys vuorovesi-ilmiöstä ja siten avata tarkemmin eri toimintaperiaatteella toimivat voimalatyypit. Tutkimusmateriaalit ovat kerätty pääasiassa alan kirjallisuudesta sekä vuorovesivoimaloita valmistavien yritysten internetsivuilta.
Vuorovesienergiaa hyödyntävät voimalat voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: potentiaalienergiaa hyödyntäviin patoihin ja laguuneihin, sekä merivirtausten kineettistä energiaa hyödyntäviin vuorovesiturbiineihin. Padot ja laguunit toimivat samalla periaatteella kuin perinteinen vesivoimala, mutta vuorovesivoimalassa vesi virtaa säännöllisesti molempiin suuntiin. Vuorovesivirtauksia hyödyntävät voimalat ovat ikään kuin vedenalaisia tuulivoimaloita.
Vuorovesienergia pystyy tarjoamaan kustannustehokasta ja uusiutuvaa energiaa, kun siihen tarvittavat ehdot täytetään. Vuorovesivoimalat tarvitsevat otollisen sijainnin, joka rajaa sijoituspaikkoja selvästi. Padot ja laguunit tarvitsevat myös suuria investointeja, jotta skaalaedun kautta sähköntuotanto on kannattavaa. Ranskassa 1960-luvulla rakennettu La Rancen vuorovesivoimala on kuitenkin erinomainen esimerkki toimivasta voimalasta. La Rance maksoi itsensä takaisin vajaassa 20 vuodessa ja se on siitä lähtien tuottanut sähköä erittäin alhaisilla kustannuksilla.
Muita vuorovesienergiaan liittyviä projekteja on tälläkin hetkellä käynnissä ja niistä toteuttamiskelpoisin on Iso-Britanniaan suunniteltu Swansea Bayn vuorovesilaguuni. Laguuni vaatisi noin 1,5 miljardin euron investoinnin, mutta voimala pystyisi tuottamaan sähköä 120 vuoden ajan täysin uusiutuvasti. Suunnitteilla on myös Swansea Bayta noin 10 kertaa suurempi Cardiffin vuorovesilaguuni, joka tuottaisi sähköä uusiutuvasti jokaisen Walesin kotitalouden tarpeeseen 120 vuodeksi. This study presents how tidal power is being harnessed internationally and furthermore introduces different methods of harnessing tidal energy. Its objective is to present the basic concepts of tidal phenomenon, thus representing different power plants working with alternative principles. Research materials have been acquired mainly from the industry’s studies and from the tidal power plants manufacturers’ web sites.
Tidal power plants can be divided in two different main categories: potential energy tidal power plants which consists of dams and lagoons, and kinetic energy tidal power plants including tidal turbines which are powered by tidal currents. Dams’ and lagoons’ basic principle is same as in hydropower but in tidal power the water runs regularly in both ways. Tidal turbines that harvest the energy from tidal currents work like submerged wind turbines.
Tidal power can offer cost-effective and fully renewable energy when the required terms are met. Tidal power plants require a suitable location where tides are big enough, so that limits locations obviously. Economies of scale applies to dams and lagoons so they need big investments so the electricity production can be profitable. The La Rance Tidal power station was constructed in France in 1960’s and it can be used as a great example of the cost-effective long-range solution that tidal power has to offer. The La Rance power station’s payback time was under 20 years and after that it has been one of the world’s cheapest forms of energy, producing energy fully renewably.
Other tidal power plants are being developed and at the moment the biggest project is Swansea Bay Tidal Lagoon in Great Britain. This is still in development and if it is decided to be constructed, it will need an estimated investment of 1.5 billion euros so it could produce electricity inexpensively for the next 120 years. About 10 times bigger tidal lagoon is also planned to Cardiff. It could power every home in Wales for the next 120 year fully renewably.
Vuorovesienergiaa hyödyntävät voimalat voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: potentiaalienergiaa hyödyntäviin patoihin ja laguuneihin, sekä merivirtausten kineettistä energiaa hyödyntäviin vuorovesiturbiineihin. Padot ja laguunit toimivat samalla periaatteella kuin perinteinen vesivoimala, mutta vuorovesivoimalassa vesi virtaa säännöllisesti molempiin suuntiin. Vuorovesivirtauksia hyödyntävät voimalat ovat ikään kuin vedenalaisia tuulivoimaloita.
Vuorovesienergia pystyy tarjoamaan kustannustehokasta ja uusiutuvaa energiaa, kun siihen tarvittavat ehdot täytetään. Vuorovesivoimalat tarvitsevat otollisen sijainnin, joka rajaa sijoituspaikkoja selvästi. Padot ja laguunit tarvitsevat myös suuria investointeja, jotta skaalaedun kautta sähköntuotanto on kannattavaa. Ranskassa 1960-luvulla rakennettu La Rancen vuorovesivoimala on kuitenkin erinomainen esimerkki toimivasta voimalasta. La Rance maksoi itsensä takaisin vajaassa 20 vuodessa ja se on siitä lähtien tuottanut sähköä erittäin alhaisilla kustannuksilla.
Muita vuorovesienergiaan liittyviä projekteja on tälläkin hetkellä käynnissä ja niistä toteuttamiskelpoisin on Iso-Britanniaan suunniteltu Swansea Bayn vuorovesilaguuni. Laguuni vaatisi noin 1,5 miljardin euron investoinnin, mutta voimala pystyisi tuottamaan sähköä 120 vuoden ajan täysin uusiutuvasti. Suunnitteilla on myös Swansea Bayta noin 10 kertaa suurempi Cardiffin vuorovesilaguuni, joka tuottaisi sähköä uusiutuvasti jokaisen Walesin kotitalouden tarpeeseen 120 vuodeksi.
Tidal power plants can be divided in two different main categories: potential energy tidal power plants which consists of dams and lagoons, and kinetic energy tidal power plants including tidal turbines which are powered by tidal currents. Dams’ and lagoons’ basic principle is same as in hydropower but in tidal power the water runs regularly in both ways. Tidal turbines that harvest the energy from tidal currents work like submerged wind turbines.
Tidal power can offer cost-effective and fully renewable energy when the required terms are met. Tidal power plants require a suitable location where tides are big enough, so that limits locations obviously. Economies of scale applies to dams and lagoons so they need big investments so the electricity production can be profitable. The La Rance Tidal power station was constructed in France in 1960’s and it can be used as a great example of the cost-effective long-range solution that tidal power has to offer. The La Rance power station’s payback time was under 20 years and after that it has been one of the world’s cheapest forms of energy, producing energy fully renewably.
Other tidal power plants are being developed and at the moment the biggest project is Swansea Bay Tidal Lagoon in Great Britain. This is still in development and if it is decided to be constructed, it will need an estimated investment of 1.5 billion euros so it could produce electricity inexpensively for the next 120 years. About 10 times bigger tidal lagoon is also planned to Cardiff. It could power every home in Wales for the next 120 year fully renewably.