Energie uit langzame waterstromen
21 november 2008 - Mischa Brendel
Met een cilinder de langzame waterstromen in de oceanen en rivieren omzetten in elektrische energie. Dankzij een vinding van ingenieur Michael Bernitsas en collega’s van de University of Michigan (VS) is dit binnenkort wellicht mogelijk.
Elektrische energie opwekken uit de stromingen in zeeën en rivieren gebeurt al langer. Een beperking echter bij deze energieopwekking is dat de waterstroom hiervoor tenminste een snelheid van 5 tot 6 knopen (circa 10 km/h) moet hebben. De meeste waterstromen in de grote wateren hebben een snelheid van minder dan 3 knopen (circa 5,5 km/h).
De vinding van Bernitsas kan deze stromen echter wel omzetten in elektrische energie. Het apparaat draagt de naam VIVACE (Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy) en bestaat uit een cilinder die aan beide kanten met veren wordt vastgehouden in een standaard. De cilinder ligt horizontaal in het water, dwars op de waterstromingen. Deze stromingen gaan zowel boven als onder langs de cilinder, die hierdoor rustig op en neer deinst. Door deze deiningen trekt en duwt de cilinder aan de veren: mechanische energie. De mechanische energie wordt vervolgens omgezet in elektrische energie.
De cilinder veroorzaakt wervelingen in het water die hem op en neer doen deinen.
Bernitsas denkt dat een veld met VIVACE-apparaten ter lengte van een renbaan en ter hoogte van ongeveer twee etages (de cilinders zouden dan als de sporten van een ladder geplaatst kunnen worden) genoeg stroom zou moeten leveren voor circa 100.000 huishoudens in de VS. Een mooie bijkomstigheid is dat een dergelijk veld compleet onzichtbaar zou zijn en dus geen horizonvervuiling oplevert. Omdat de cilinders maar langzaam op en neer deinen, vermoeden onderzoekers dat er weinig of geen schade aan het marineleven wordt toegebracht.
Ook leveren de VIVACE-apparaten volgens Bernitsas relatief goedkope energie. De kosten per kilowattuur zouden 5,5 dollarcent bedragen, terwijl windenergie in de VS 6,9 cent per kilowattuur kost en zonne-energie zelfs 16 tot 48 cent, afhankelijk van de locatie. Kernenergie en fossiele energie zijn beiden wel goedkoper per kilowattuur. Daar zitten echter weer andere bezwaren aan.
Op de zeebodem zouden VIVACE-velden aangelegd kunnen worden.
Hoewel Bernitsas dit niet ziet als de oplossing voor het energieprobleem, levert het wel een belangrijke bijdrage. Volgens hem kan 0,1 procent van de energie in de oceanen voorzien in de energiebehoeften van 15 miljard mensen.
VIVACE is momenteel alleen nog in het laboratorium getest. Een haalbaarheidsstudie van de onderzoekers heeft echter aangetoond dat het apparaat energie zou kunnen opwekken uit de stromen in de Detroit River. Momenteel werken ze aan een plan om binnen 18 maanden een VIVACE-apparaat in deze rivier te plaatsen voor een pilotstudy. De bevindingen van Bernitsas en collega's staan dit kwartaal gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Journal of Offshore Mechanics and Arctic
