Vågkraftverk

Ett vågkraftverk omvandlar rörelseenergin i vågor till elektricitet. Det finns flera olika sorters vågkraftverk, varav några av de vanligaste är vågkraftverk med oscillerande kroppar, vågkraftverk med oscillerande vattenpelare och vågkraftverk med vattentransportsystem.

vagenergi

I Sverige finns en vågkraftspark i Sotenäs, cirka 5 km nordväst om Smögen på västkusten. Installationen påbörjades år 2014 och tanken är att gradvis bygga ut parken tills den når en årlig produktion på 25 miljoner kWh (25 gWh) och har en effekt på totalt 10 MW. Man använder sig av linjära generatorer som görs fast på havsbotten. Vågenergin tas upp av flytbojar som är kopplade till generatorerna med stålvajrar. Generatorerna är i sin tur kopplade till undervattensställverk som levererar växelström via havskabel. Mellan vågkraftsparken i Sotenäs och det svenska fastlandet går det 9,5 km havskabel, hela vägen fram till en anslutningsstation vid Roparebacken i Kungshamn. Vågkraftsparken i Sotenäs är ett samarbete mellan Fortun, Seabased och Energimyndigheten.

Västkusten är också där vi hittar det så kallade Lysekilsprojektet, där forskare undersöker vågkraftverks påverkan på miljön cirka 2 km väster om halvön Islandsberg i Lysekils kommun.

Vågkraftverk med oscillerande kroppar

I ett vågkraftverk med oscillerande kroppar sätts objekt, till exempel bojar, i rörelse av vågorna och rörelseenergin används för att driva en generator. Objekten kan antingen befinna sig under vatten eller flyta på ytan, det varierar mellan olika vattenkraftverk. Vissa är fast byggda nere på havets botten.

Ett dämpat system med oscillerande kroppar har långa flytande strukturer som är uppdelade i flera segment. Segmenten är placerade så att de löper parallellt med vågornas riktning. Den flexande rörelse som vågorna skapar mellan segmenten driver en konverterare, till exempel en hydraulisk pump.

Ett punktabsorberande system med oscillerande kroppar låter man små runda kroppar oscillera. Här spelar det inte någon roll från vilket håll vågorna anländer. Den hävande rörelsen omvandlas till en linjär eller roterande rörelse, som driver generatorn.

Vågkraftverk med oscillerande vattenpelare

I den här sorters vågkraftverk finns det en kammare vars öppning sitter under vattenytan. Kammaren sitter vanligen fast på havsbottnen eller på en vågbrytare. Vissa vågkraftverk av den här typen är placerade långt ute till havs, men det finns även de som sitter på sluttande strandkanter. Flytande vågkraftverk med oscillerande vattenpelare är mycket ovanliga.

vagorVattenpelaren i kammaren står alltså i förbindelse med vattnet utanför. Vågorna får den fria vattenytan i kammaren att oscillera, varpå luft strömmar ut ur kammaren. Luften leds genom en turbin som driver en generator. Det påminner alltså mycket om en klassisk ångmaskin, fast utan varm ånga. Eftersom turbiner av typen Wells inte kräver konstant flödesriktning är de populära i den här typen av vågkraftverk.

Om man vill producera extra mycket energi kan man bygga ett vågkraftverk som samlar upp vågor från ett större område och riktar dem mot kammaren. Man kan till exempel sätta in en parabolformad samlare för att rikta om vågorna så att de fokuseras mot kammaren. Omriktning av vågor kan dock leda till uppkomsten av turbulens och icke-linjära vågor, vilket reducerar vågkraftsverkets effektivitet.

Vågkraftverk med vattentransportsystem

I den här sortens vågkraftverk samlas vatten från infallande vågor så att en höjdskillnad uppstår. Elektricitet genereras sedan med hjälp av turbiner, ungefär som i ett vattenkraftverk i en älv. De turbiner som används i vågkraftverk med vattentransportsystem är vanligen utformade för att fungera bra även vid lågt tryck.

Vissa vågkraftverk med vattentransportsystem guppar på havsytan och är ankrade i havsbotten med en vajer, medan andra är fasta (vanligen vid en strandkant) och anslutna till en avsmalnande kanal. Flytande vågkraftverk med vattentransportsystem brukar ha en ramp istället för en kanal.

Vågorna i ett vattenkraftverk med vattentransportsystem färdas uppför rampen eller in i kanalen, och rinner sedan ned i en reservoar där vattnet lagras i väntan på att få rinna vidare genom turbiner som genererar elektricitet.

Tapchan

Tapchan är ett vågkraftverk med vattentransportsystem som utvecklades i Norge på 1980-talet. Tapchan är en icke-flytande anläggning som använder stranden som vågreflektor. De inkommande vågorna samlas av en trattliknande konstruktion och fokuseras genom reflektion mot stranden. Vattnet hamnar i den så kallade omvandlaren, en kanal som smalnar av gradvis. Avsmalningen gör att vågorna blir högre och högre, tills de blir så höga att de rinner över kanalens kanter och ner i en underliggande reservoar. Energin omvandlas till elektricitet av en lågtrycksturbin av Kaplan-typ.