Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:40 • sest 21:16 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:13 • Sest 05:59 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 03:57 • Síðdegis: 16:31 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:23 • Síðdegis: 22:34 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Orkumál

Hvað getið þið sagt mér um sjávarfallavirkjanir?

Bjarni M. Jónsson

Sjávarfallavirkjanir eru einkum tvenns konar; virkjun sem nýtir straumhraða sjávar og virkjun sem nýtir fallhæð sjávarins.

Verið er að gera tilraunir með margar gerðir straumvirkjana en algengastar eru vélar sem líkjast vindmyllum. Spaðarnir eru þó miklu styttri þar sem þéttleiki sjávar er margfalt meiri en lofts. Gróflega má segja að sjór sé 800 sinnum þéttari en andrúmsloft. Þegar sjórinn streymir fram hjá spöðunum snúast þeir og knýja hverfil sem framleiðir rafmagn. Framleiðslan fer eftir sjávarföllunum og stöðvast á fallaskiptum þar til straumurinn hefur náð nægjanlegum hraða aftur. Yfirleitt þurfa sjávarmyllurnar straumhraða upp á 1 metra á sekúndu til að hefja framleiðslu. Ákjósanlegur straumhraði er talinn vera á milli 1 til 4 metrar á sekúndu.

Þróun tækni til að vinna orku úr sjó er búin að slíta barnsskónum en tiltölulega fá orkuver hafa enn verið tengd við raforkudreifikerfi. Sem dæmi um nettengda sjávarmyllu má nefna 300 kW myllu sem Hammerfest Ström hefur verið að prófa í nokkur ár í Kvalsundi við Hammerfest í Noregi, með góðum árangri. Það er almennt talið að það líði tíu ár þar til sjávarmyllur verði samkeppnishæfar við hefðbundna orkuframleiðslu.



Hammerfest Ström í Noregi er með 300 kW virkjun þar sem notuð er sjávarmylla.

Aftur á móti er komin löng reynsla á virkjanir sem nýta fallhæð. Sem dæmi má nefna virkjunina í La Rance í Frakklandi sem er búin að vera í notkun síðan 1967 og hefur gefið afar góða raun. Sú virkjun er 240 MW að uppsettu afli með 24 hverfla af perugerð (e. bulb turbine). Til þess að nota þessa aðferð þarf munur á flóði og fjöru að vera mikill og einnig þurfa ákjósanlegar landfræðilegar aðstæður að vera fyrir hendi, eins og fjörður sem hægt er að stífla og nota sem eins konar lón. Þó munu full vatnsskipti verða tryggð því vatnið sem flæðir inn er notað til að knýja hverflana á útleið. Því meira vatn þeim mun meiri orka.

Virkjun sem notar útfall til þess að framleiða rafmagn virkar þannig að sjór streymir inn í lónið þegar flæðir að og þegar byrjar að fjara út er lokað fyrir og sjónum er haldið í lóninu þar til réttur hæðarmunur fyrir innan og utan stífluna hefur náðst, þá er opnað fyrir hverflana og raforkuframleiðsla hefst. Lágmarkshæðarmunur er um 1 1/2 metri. Auðvelt er að tímasetja framleiðsluna nákvæmlega eins langt fram í tímann og þörf er á. Stundum eru hverflarnir hannaðir á þann hátt að þeir geta unnið í báðar áttir.



Þversnið af sjávarfallavirkjun.

Í dag eru engar sjávarfallavirkjanir á Íslandi en árið 1901 var byggð lítil mylla í Brokey í Hvammsfirði. Þessi mylla var notuð til að mala korn og var í notkun til ársins 1924.



Myllan í Brokey.

Litlar nákvæmar upplýsingar eru til um straumhraða á íslensku hafsvæði en fyrir liggur í þeim upplýsingum sem til eru, að straumhraði er almennt ekki mikill eða í kringum metri á sekúndu. Þó eru til afmörkuð svæði þar sem straumhraði er mun meiri eins og í röstinni í Hvammsfirði. Eftir því sem straumhraðinn er meiri því hagstæðari eru sjávarmyllurnar. Aflið er í raun í hlutfalli við þriðja veldi straumhraðans, þannig að tvöföldun hraðans þýðir áttföldun aflsins. Vegna virkjana sem byggja á fallhæð koma eingöngu svæði í Breiðafirði til greina. Má þar nefna Þorskafjörð og Gilsfjörð sem hagstæða kosti en þar er flóðahæð með því mesta sem gerist á Íslandi.

Frekari fróðleikur á Vísindavefnum:

Myndir:

  • Mynd af sjávarmyllu: Hammerfest Strøm AS. Sótt 16. 12.2010.
  • Teikning af sjávarfallavirkjun: Bjarni M. Jónsson
  • Mynd frá Brokey: ljósmyndari Jón V. Hjaltalín

Hér er einnig svarað spurningunni:
  • Eru einhverjar sjávarfallavirkjanir á Íslandi og ef svo er hvar á landinu og hver er sú stærsta? Eru þær hagstæðar hér á landi?

Höfundur

Bjarni M. Jónsson

sérfræðingur í auðlindastjórnun

Útgáfudagur

20.12.2010

Spyrjandi

Dagný Eva Eggertsdóttir, Magnús Benediktsson

Efnisorð

Tilvísun

Bjarni M. Jónsson. „Hvað getið þið sagt mér um sjávarfallavirkjanir?“ Vísindavefurinn, 20. desember 2010. Sótt 19. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=15716.

Bjarni M. Jónsson. (2010, 20. desember). Hvað getið þið sagt mér um sjávarfallavirkjanir? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=15716

Bjarni M. Jónsson. „Hvað getið þið sagt mér um sjávarfallavirkjanir?“ Vísindavefurinn. 20. des. 2010. Vefsíða. 19. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=15716>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað getið þið sagt mér um sjávarfallavirkjanir?
Sjávarfallavirkjanir eru einkum tvenns konar; virkjun sem nýtir straumhraða sjávar og virkjun sem nýtir fallhæð sjávarins.

Verið er að gera tilraunir með margar gerðir straumvirkjana en algengastar eru vélar sem líkjast vindmyllum. Spaðarnir eru þó miklu styttri þar sem þéttleiki sjávar er margfalt meiri en lofts. Gróflega má segja að sjór sé 800 sinnum þéttari en andrúmsloft. Þegar sjórinn streymir fram hjá spöðunum snúast þeir og knýja hverfil sem framleiðir rafmagn. Framleiðslan fer eftir sjávarföllunum og stöðvast á fallaskiptum þar til straumurinn hefur náð nægjanlegum hraða aftur. Yfirleitt þurfa sjávarmyllurnar straumhraða upp á 1 metra á sekúndu til að hefja framleiðslu. Ákjósanlegur straumhraði er talinn vera á milli 1 til 4 metrar á sekúndu.

Þróun tækni til að vinna orku úr sjó er búin að slíta barnsskónum en tiltölulega fá orkuver hafa enn verið tengd við raforkudreifikerfi. Sem dæmi um nettengda sjávarmyllu má nefna 300 kW myllu sem Hammerfest Ström hefur verið að prófa í nokkur ár í Kvalsundi við Hammerfest í Noregi, með góðum árangri. Það er almennt talið að það líði tíu ár þar til sjávarmyllur verði samkeppnishæfar við hefðbundna orkuframleiðslu.



Hammerfest Ström í Noregi er með 300 kW virkjun þar sem notuð er sjávarmylla.

Aftur á móti er komin löng reynsla á virkjanir sem nýta fallhæð. Sem dæmi má nefna virkjunina í La Rance í Frakklandi sem er búin að vera í notkun síðan 1967 og hefur gefið afar góða raun. Sú virkjun er 240 MW að uppsettu afli með 24 hverfla af perugerð (e. bulb turbine). Til þess að nota þessa aðferð þarf munur á flóði og fjöru að vera mikill og einnig þurfa ákjósanlegar landfræðilegar aðstæður að vera fyrir hendi, eins og fjörður sem hægt er að stífla og nota sem eins konar lón. Þó munu full vatnsskipti verða tryggð því vatnið sem flæðir inn er notað til að knýja hverflana á útleið. Því meira vatn þeim mun meiri orka.

Virkjun sem notar útfall til þess að framleiða rafmagn virkar þannig að sjór streymir inn í lónið þegar flæðir að og þegar byrjar að fjara út er lokað fyrir og sjónum er haldið í lóninu þar til réttur hæðarmunur fyrir innan og utan stífluna hefur náðst, þá er opnað fyrir hverflana og raforkuframleiðsla hefst. Lágmarkshæðarmunur er um 1 1/2 metri. Auðvelt er að tímasetja framleiðsluna nákvæmlega eins langt fram í tímann og þörf er á. Stundum eru hverflarnir hannaðir á þann hátt að þeir geta unnið í báðar áttir.



Þversnið af sjávarfallavirkjun.

Í dag eru engar sjávarfallavirkjanir á Íslandi en árið 1901 var byggð lítil mylla í Brokey í Hvammsfirði. Þessi mylla var notuð til að mala korn og var í notkun til ársins 1924.



Myllan í Brokey.

Litlar nákvæmar upplýsingar eru til um straumhraða á íslensku hafsvæði en fyrir liggur í þeim upplýsingum sem til eru, að straumhraði er almennt ekki mikill eða í kringum metri á sekúndu. Þó eru til afmörkuð svæði þar sem straumhraði er mun meiri eins og í röstinni í Hvammsfirði. Eftir því sem straumhraðinn er meiri því hagstæðari eru sjávarmyllurnar. Aflið er í raun í hlutfalli við þriðja veldi straumhraðans, þannig að tvöföldun hraðans þýðir áttföldun aflsins. Vegna virkjana sem byggja á fallhæð koma eingöngu svæði í Breiðafirði til greina. Má þar nefna Þorskafjörð og Gilsfjörð sem hagstæða kosti en þar er flóðahæð með því mesta sem gerist á Íslandi.

Frekari fróðleikur á Vísindavefnum:

Myndir:

  • Mynd af sjávarmyllu: Hammerfest Strøm AS. Sótt 16. 12.2010.
  • Teikning af sjávarfallavirkjun: Bjarni M. Jónsson
  • Mynd frá Brokey: ljósmyndari Jón V. Hjaltalín

Hér er einnig svarað spurningunni:
  • Eru einhverjar sjávarfallavirkjanir á Íslandi og ef svo er hvar á landinu og hver er sú stærsta? Eru þær hagstæðar hér á landi?
...