Năng lượng thủy triều và sóng biển

Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều là lượng điện thu được từ năng lượng chứa trong khối nước chuyển động do thủy triều. Hiện nay một số nơi trên thế giới đã triển khai hệ thống máy phát điện sử dụng năng lượng thuỷ triều.

OTEC Closed Cycle Plant Illustration

OTEC Open Cycle Plant Illustration

Nguyên lý vận hành

OWC schematic

Installing an OWC unit

Để thu được năng lượng từ sóng, người ta sử dụng phương pháp dao động cột nước. Sóng chảy vào bờ biển, đẩy mực nước lên trong một phòng rộng được xây dựng bên trong dải đất ven bờ biển, một phần bị chìm dưới mặt nước biển. Khi nước dâng, không khí bên trong phòng bị đẩy ra theo một lỗ trống vào một tua bin. Khi sóng rút đi, mực nước hạ xuống bên trong phòng hút không khí đi qua tua bin theo hướng ngược lại. Tua bin xoay tròn làm quay một máy phát để sản xuất điện.

Điểm mấu chốt của hệ thống là việc sử dụng một thiết bị gọi là tua bin, có các cánh quay theo cùng một hướng, bất chấp hướng chuyển động của luồng khí. Máy Limpet hiện được xem là nền tảng tốt nhất để thúc đẩy sự phát triển trong công nghệ khai thác năng lượng từ sóng.

Hệ thống Limpet

Hệ thống Limpet là một ví dụ điển hình về khai thác dạng năng lượng này. Hệ thống hoạt động theo nguyên lý như sau:

1. Lúc thuỷ triều thấp: chu trình nạp.
2. Thuỷ triều lên cao: chu trình nén.
3. Thuỷ triều xuống thấp: chu trình xả, kết thúc và nạp cho chu kỳ tiếp theo.

Sự thay đội chiều cao cột nước làm quay tuốc bin tạo ra điện năng, mỗi máy Limpet có thể đạt từ 250 KW đến 500 KW. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố công biến năng lượng sóng thành năng lượng có ích. Nhưng các con sóng quá phân tán, nên rất khó khai thác một cách kinh tế.Hiện nay đã có công ty lắp đặt hệ thống thương mại trên thế giới sản xuất điện trực tiếp từ sóng biển.

Chẳng hạn máy Limpet - có thể phát ra 500 kW, đủ cung cấp cho 400 gia đình.

TAPCHAN wave energy device
(Copyright Boyle, 1996).

Figure 4 A schematic of AW-Energy’s WaveRoller individual unit and farm system
(courtesy of AW-Energy).

Figure 6 Pelamis machine pointing into the waves: it attenuates the waves, gathering more energy than its narrow profile suggests. (courtesy of Ocean Power Delivery).

Figure 8 Waves overtopping a test wave generator of the Wave Dragon in Nissum-Bedding, Denmark. (courtesy of Earth Vision).

Figure 9 Waves overtop the Wave Dragon over the ramp, which is designed to optimise water capture. (courtesy of Wave Dragon).

Figure 10 The pre installed 2MW Archimedes Wave Swing before being totally submerged.
(courtesy of Archimedes Wave Swing).

Figure 12 An artists impression of an OPT power station showing multiple buoys and underwater transmission cable. Inset shows individual PowerBuoy™. A 10-Megawatt OPT power station would occupy only approximately 4 acres of ocean space (courtesy of Ocean Power Technologies).

Figure 13 The Oceanlinx wave powered generator off the coast at Port Kembla NSW Australia
(courtesy of Oceanlinx).

Figure 14 The CETO 1 wave energy prototype in Fremantle, being transported into position
(courtesy of Carnegie Corporation).

Operation of the Salter Duck

©1996 Ramage

OWC schematic

Installing an OWC unit

A Tidal Fence

Tidal Turbines

Wave power (and tidal power) are beginning to come into their own. They have many benefits, including:

• Renewable and sustainable resource
• Reduces dependence upon fossil fuels
• Produces no liquid or solid pollution
• Little visual impact
• Construction of large scale offshore devices results in new areas of sheltered water, attractive for fish, sea birds, seals and seaweed
• Present no difficulty to migrating fish (except tidal fences)
• Shelter the coast, useful in harbour areas or erosion zones
• Resource exists on a worldwide scale from deep ocean waters
• Short time scale between investing in the modular construction and benefiting from the revenue

Clearly there are still technical difficulties to overcome, but in the next few years, countries will begin to see wave power connected to national supplies. It will be a big market.

Điện thủy triều - Giải pháp mới cho nhu cầu năng lượng

Hệ thống năng lượng thủy triều ở Strangford Lough (Bắc Ireland).

Trước tình hình giá dầu tăng cao, đảm bảo an ninh năng lượng đã trở thành mối quan tâm mang tính toàn cầu, việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế đang trở thành mục tiêu và giải pháp chung của nhiều nước.

Với những ưu điểm như giá thành thấp, không gây hại cho môi trường, các nguồn năng lượng xanh như năng lượng mặt trời, gió, đặc biệt là sản xuất điện từ năng lượng thủy triều được xem là một nguồn năng lượng thay thế hữu ích, đang được nhiều nước chú trọng phát triển. Hiện nay, Nhà máy điện La Rance tại Pháp, với công suất 240.000 kWh, là một trong những nhà máy điện thủy triều lớn nhất thế giới.
Sản xuất điện thủy triều hay năng lượng thủy triều là phương thức biến năng lượng của thủy triều thành điện năng hay các dạng năng lượng có ích khác. Để thu được năng lượng từ sóng, người ta sử dụng phương pháp dao động cột nước. Sóng đánh vào bờ biển, đẩy mực nước lên trong một phòng rộng được xây dựng bên trong dải đất ven bờ biển, một phần bị chìm dưới mặt nước biển. Khi nước dâng, không khí bên trong phòng bị đẩy ra theo một lỗ trống vào một turbine. Khi sóng rút đi, mực nước hạ xuống bên trong phòng sẽ hút không khí đi qua turbine theo hướng ngược lại. Turbine xoay tròn làm quay một máy phát để sản xuất điện.

Các turbine này có các cánh quay theo cùng một hướng, bất chấp hướng chuyển động của luồng khí. Nhưng hệ thống mới này cũng có những vấn đề của nó, các máy phát dính tới nước biển bị ăn mòn nhanh hơn nên chi phí bảo trì khá cao. Hơn nữa, máy móc đều có kích thước lớn cồng kềnh có thể cản trở giao thông đường thủy và đời sống hoang dã. Tuy nhiên theo tính toán của các chuyên gia, với giá thành sản xuất điện thủy triều là 0,1USD/kilowatt, cao hơn giá khí đốt và than một chút và tương đương giá thành của động cơ điện sức gió.
Chính phủ Hàn Quốc vừa đưa ra kế hoạch biến bờ biển phía Tây nước này thành vành đai nhà máy điện thủy triều lớn nhất thế giới. Giai đoạn đầu cho việc hiện thực hóa kế hoạch này đã được triển khai, với dự án nhà máy điện thủy triều Sihwa-ho, đang trong giai đoạn xây dựng, dự kiến sẽ khánh thành vào tháng 11/2009. Nhà máy điện thủy triều Sihwa-ho là nhà máy tiên phong trong lĩnh vực sản xuất điện thủy triều tại Hàn Quốc.
Để xây dựng nhà máy từ năm 2004, hồ Sihwa-ho đã được cải tạo từ hồ nước ngọt thành hồ nước mặn thông qua dự án cải thiện chất lượng nước. Theo thiết kế, nhà máy sẽ có công suất 254.000 KWh (với 10 turbine phát điện). Khi hoàn thành, Sihwa-ho sẽ trở thành nhà máy điện thủy triều lớn nhất thế giới. Với sản lượng điện ước tính mỗi năm là 550 triệu KW, nhà máy được kỳ vọng sẽ giúp Hàn Quốc tiết kiệm khoảng 39 tỷ won chi phí nhập khẩu nhiên liệu và giảm đáng kể lượng khí thải CO₂.

Năng lượng thủy triều và sóng biển

1. Năng lượng thủy triều (Tidal Energy)

Thủy triều sinh ra do sức hút của mặt trăng, mặt trời lên quả đất, trong đó ảnh hưởng của mặt trăng tới thủy triều lớn hơn.Có hai lần triều cao và thấp trong một ngày (do sự tự quay của trái đất quanh trục của nó).

Nước triều cường và triều kiệt xảy ra theo chu kỳ 14 ngày.

Thủy triều cực đại (triều cường-khi ảnh hưởng của lực hấp dẫn lớn nhất-lúc đó mặt trăng, mặt trời và trái đất giống như thẳng hàng) xảy ra ngay sau khi trăng tròn và trăng non, có sự chênh lệch lớn giữa độ cao nước dâng và nước hạ (hình 8.1).

Thủy triều kiệt (khi ảnh hưởng của sức hút thấp nhất-khi đường thẳng nối trái đất và mặt trăng tạo thành góc 90 độ với đường thẳng nối trái đất và mặt trời), (hình 8.2).

Việc chế ngự nguồn năng lượng này đã được chú ý hàng thế kỷ nay. Vào thế kỷ 18, nhà máy năng lượng nước vận hành nhờ sự chuyển động lên xuống thủy triều được xây dựng ở New England. Bơm nước cống rãnh dùng năng lượng thủy triều ở Hamburg, Đức mãi đến năm 1880. Còn bơm nước sử dụng năng lượng thủy triều lắp đặt năm 1580 dưới cầu London đã hoạt động suốt 2,5 thế kỷ. Những hệ thống này đã dần được thay thế bằng các động cơ tiện lợi và hiệu quả hơn.

Bình thường, sự chênh lệch mực nước giữa triều dâng và triều hạ khoảng 0,5m. Tuy nhiên, một số vùng bờ biển với vịnh hẹp có sự chênh lệch rất lớn giữa hai mực nước triều. Vd như, vịnh Fundy ở Nova Scota (Đông Nam Canada), có mức triều lớn nhất thế giới, độ chênh lệch có thể lên đến 16m. Bằng cách xây đập bắc ngang qua vịnh, ta có thể điều khiển được nguồn năng lượng này để tạo ra điện năng.

Một lòng chảo thủy triều (tidal basin) là một hồ chứa đầy và cạn khi thủy triều lên và xuống. Khi nước qua các cửa mở của đập, nó chảy trực tiếp vào các cánh tuabin nước và phát ra điện. Tại đỉnh điểm thủy triều, cửa đóng và nước được giữ lại trong basin. Thủy triều hạ dần, cửa mở ra và nước lại chảy qua các tuabin trở về đại dương, quay tuabin và phát điện (hình 8.3).

Hiện nay, các trạm điện thủy triều đang hoạt động ở Pháp, Nga, Trung Quốc và Canada. Tuy nhiên, năng lượng thủy triều không phải là một nguồn năng lượng quan trọng trên toàn thế giới, bởi vì chỉ có một số ít các vị trí có mực nước triều dâng cao đủ để việc phát điện mang tính khả thi.

Nhà máy điện thủy triều đầu tiên được xây dựng ở Pháp nơi sông Rance đổ ra Đại Tây Dương trên vùng biển Brittany (hình 8.4). Hoàn thành năm 1968, nó có công suất 240 MW. "Lòng chảo" (basin) của nó rộng 8,5 dặm vuông và có mực triều dâng cao nhất là 27,6 feet (8,28m).

Diagram of the operation of a tide power plant (rising tide).

Trạm thủy triều đầu tiên ở Bắc Mỹ đặt trên sông Annapolis, nơi đổ vào vịnh Fundy. Hoàn thành năm 1984, nó có công suất 20 MW.

Vấn đề đặt ra đối với năng bao gồm chi phí đầu tư xây dựng nhà máy điện khá cao và tác động của nó đến môi trường. Năng lượng thủy triều lớn nhất tập trung ở những vùng cửa sông, bờ biển, nơi các dòng sông gặp thủy triều đại dương. Đây lại là nơi có sự hòa trộn giữa nước ngọt và mặn, tạo nên môi trường thủy sinh có năng suất cao. Cá và vô số động vật thân mềm đến đây sinh sản. Vì thế, việc xây dựng đập sẽ ảnh hưởng lớn đến sinh thái khu vực.


8.2. Năng lượng từ gradient nhiệt đại dương (Ocean Thermal Energy Conversion; Ocean Thermal Electric Converter : OTEC)

Khoảng 2/3 bề mặt trái đất được bao phủ bởi lớp nước đại dưong sâu hàng kilomet. Điều này tạo nên một trữ lượng khổng lồ nguồn nhiệt năng. Do hấp thụ năng lượng Mặt Trời mà bề mặt đại dương ấm hơn dưới đáy sâu. Ở vịnh Mêxicô và ở Thái Bình Dương gần Hawaii, nhiệt độ giảm từ 25 độ C trên bề mặt xuống 5 độ C ở độ sâu 1000 feet (gần 300 m). Trong tương lai, người ta có thể tạo ra điện năng nhờ lợi dụng gradient nhiệt độ này. Một động cơ sẽ lấy nhiệt từ lớp trên đại dương, chuyển thành công có ích rồi bơm nó xuống lớp sâu dưới đáy.

Động cơ hoạt động giống như một tuabin hơi nước. Tuy nhiên do lấy ở 20 độ C và trả lại ở 10 độ C nên nước không thể được dùng vì nó không bốc hơi ở nhiệt độ này.

Yêu cầu về một chất lỏng bay hơi ở 20 độ C và tạo ra áp suất bay hơi đáng kể được đặt ra. Ammonia lỏng có khả năng này, tuy nhiên hiệu suất nhiệt cực đại của thiết bị cũng chỉ trong khoảng vài phần trăm bởi vì sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ. Thiết bị OTEC dài khoảng 1000 feet và được neo trong đại dương. Nước ấm (bề mặt) chảy vào phần trên của hệ thống, sau đó đi qua bộ phận trao đổi nhiệt, truyền nhiệt cho nồi hơi, làm bay hơi Ammonia. Hơi sau đó ngưng tụ lại thành chất lỏng và trở lại nồi hơi.

Các ưu điểm hấp dẫn của OTEC là:

(1) Không sinh ra ô nhiễm, không sinh ra CO2.
(2) Sử dụng nguồn năng lượng gần như vô tận của mặt trời đã chuyển thành nhiệt năng trên bề mặt đại dương.

Dự án thí điểm gần đây nhất ở Hawaii. Ngoài việc phát ra năng lượng điện, nước sau khi sử dụng được dùng điều hòa không khí, hoặc đưa vào khu nuôi trồng thủy sản gần đó, cung cấp nguồn nước biển sạch, giàu dinh dưỡng cho tảo, cá, động vật giáp xác...

Mặc dù OTEC khả thi về mặt kỹ thuật nhưng ảnh hưởng tiềm tàng của việc đưa một lượng lớn nước lạnh lên bề mặt ở vùng nhiệt đới cần được xem xét kỹ trước khi tiến hành đại trà. Các tính chất của nước như: nồng độ khí hòa tan, độ đục, nồng độ chất dinh dưỡng, sự chênh lệch độ mặn thay đổi theo nhiệt độ, và những thay đổi này ảnh hưởng đến sinh vật biển.


8.3. Năng lượng từ sóng đại dương (Ocean Waves)

Sóng đại dương sinh ra do gió, gió gây ra bởi mặt trời (chuyển động của các khối khí do chênh lệch nhiệt độ v.v..). Vì vậy, năng lượng sóng được xem như dạng gián tiếp của năng lượng Mặt Trời. Giống như các dạng dòng nước chảy khác, năng lượng sóng có khả năng làm quay tuabin phát điện. NaUy, Anh, Nhật và một số nước đang nghiên cứu sản xuất điện từ sóng đại dương. Trạm phát điện từ sóng dùng một kỹ thuật đơn giản. Thiết bị bằng bêtông rỗng được đặt chìm vào trong một máng rãnh ngoài khơi để "bắt" sóng. Mỗi khi một cơn sóng mới đi vào khoang (khoảng 10 giây/lần), nước dâng lên trong khoang đẩy không khí đi vào lỗ thoát có đạt một tuabin, làm quay tuabin chạy máy phát điện. Khi sóng hạ, nó kéo không khí trở lại khoang và sự chuyển động của không khí lại tiếp tục làm quay tuabin.

Điều cần lưu ý là sự cố ngoài khơi có thể làm hư hỏng thiết bị. Năm 1995, trạm phát điện bằng sóng đầu tiên của thế giới ngoài biển Bắc Scotland đã bị nhấn chìm trong một cơn bão sau khi nó hoạt động chưa đầy một tháng.
Mặc dù nguồn năng lượng từ sóng đại dương là rất lớn nhưng cho đến nay, hiệu suất năng lượng thu được còn rất thấp nên việc ứng dụng năng lượng sóng chưa mang tính kinh tế và thực tiễn.
Tài liệu tham khảo

1. Joseph Priest, 1991, Energy: Principles, Problems, Alternatives (4th Edition), Addison Wesley Publisher.

2. Raven, P.H., L.R. Berg & G.B. Johnson, 1998, Environment, Saunders College Publishing.

Đọc thêm

Khai thác thủy triều để sản xuất điện năng
http://www.vnn.vn/khoahoc/xuhuong/2004/03/56334/

Power and Fresh Water from the Sun via the Sea: OTEC
http://www.seasolarpower.com/

Tidal Energy
http://www.worldenergy.org/wec-geis/publications/reports/ser/tide/tide.asp

Ocean Energy
http://www.worldenergy.org/wec-geis/publications/reports/ser/ocean/ocean.asp

Wave Energy
http://www.worldenergy.org/wec-geis/publications/reports/ser/wave/wave.asp

Điện sóng - tại sao không?Theo PGS.TSKH Nguyễn Tác An, nguyên Viện trưởng Viện Hải dương học, Chủ tịch Ủy ban Hải dương học liên chính phủ (IOC), VN có tiềm năng lớn để phát triển năng lượng từ sóng biển. Ông cho biết:

- Từ năm 1973, Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) đã tiến hành nghiên cứu để khai thác năng lượng từ sóng biển tại một số nước tiên tiến như Mỹ, Bồ Đào Nha, Pháp... Đến năm 2003, Bồ Đào Nha là nước đầu tiên trên thế giới có tổ hợp phát điện từ sóng biển, với công suất khoảng 30 MW; giá thành của nó tương đương với điện gió. Lĩnh vực nghiên cứu năng lượng biển bao gồm: năng lượng thủy triều, năng lượng gió, năng lượng chênh lệch nhiệt, năng lượng dòng chảy và năng lượng sóng. Đối với điều kiện của biển VN thì năng lượng sóng là có tiềm năng nhất.

Thiết bị chuyển năng lượng sóng thành điện năng của Bồ Đào Nha trên biển Đại Tây Dương - Ảnh: www.greenwisebusiness.co.uk

* Có thể tạo ra điện từ năng lượng sóng biển như thế nào, thưa ông?

- Theo tính toán, nếu sóng có độ cao 1 mét, ở độ dài khoảng 1,8 km bờ biển thì có thể tạo ra được một nguồn năng lượng bằng 35.000 mã lực; khi sóng cao 3 mét thì có thể tạo ra áp lực khoảng 29 tấn/m2 mặt biển... Lịch sử hải dương học ghi chép lại, sóng có thể đẩy những viên đá nặng 2-3 nghìn tấn trên bờ biển di chuyển mấy chục mét, đập vỡ được những tảng đá có trọng lượng 60-70 kg, văng cao đến 20-30 mét... Hiện nay, một số nước trên thế giới sử dụng rất nhiều các công nghệ khác nhau để chuyển năng lượng sóng thành điện như thiết bị phao sóng, thiết bị dao động sóng, thiết bị thủy lực sóng, thiết bị chuyển hóa năng lượng sóng... để dùng cho sóng ven bờ hoặc sóng ngoài khơi. Các thiết bị này nổi trên mặt nước và được một cái neo ở đáy biển giữ chặt. Khi dao động sóng đập vào các cánh quạt sẽ làm quay turbine, tạo ra điện năng...

PGS.TSKH Nguyễn Tác An -Ảnh: V.Kỳ

* Thưa ông, so với các nguồn điện năng khác, điện sóng có ưu điểm gì?

- So với thủy điện, điện sóng không phá hoại môi trường, không làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái, cảnh quan. So với điện hạt nhân, điện sóng có mức đầu tư ít hơn, tính an toàn cao hơn, tạo được sự đồng tình trong xã hội lớn hơn, không cần một bộ máy điều hành lớn và phức tạp... Vì vậy thế giới gọi điện sóng là nguồn năng lượng sạch. Nghiên cứu để giải quyết an ninh năng lượng là vấn đề cấp bách ở nước ta hiện nay. Việc nghiên cứu phát triển điện hạt nhân cần phải cân nhắc kỹ lưỡng. Các nước trên thế giới chỉ phát triển điện hạt nhân khi họ không thể tìm được nguồn năng lượng nào khác, trong khi đó nước ta nguồn năng lượng từ biển rất dồi dào.

* Tiềm năng điện sóng ở nước ta như thế nào, thưa ông?

- VN có bờ biển dài với hàng ngàn hòn đảo lớn nhỏ nên có thể nói nguồn năng lượng từ sóng biển rất lớn, đặc biệt là ở miền Trung và các đảo. Các chuyên gia đã tính toán, với điều kiện sóng, gió, địa lý như ở VN thì năng lượng tạo ra từ 1m2 sóng biển được xếp vào loại lớn trên thế giới. Ở VN đã có một số hội nghị cùng các đề tài nghiên cứu về vấn đề tạo ra điện sóng, nhưng chưa được quan tâm đúng mức để có thể triển khai vào thực tế. Chúng ta vẫn đang tập trung chủ yếu vào nhiệt điện, thủy điện, điện gió và mới đây là điện hạt nhân.

* Nước ta cần làm gì để có thể sản xuất điện sóng quy mô lớn, thưa ông?

- Trước mắt ở các đảo Trường Sa (Khánh Hòa), Phú Quý (Bình Thuận), Cù Lao Chàm (Quảng Nam), Cồn Cỏ (Quảng Trị), Hòn Mê (Thanh Hóa)... có thể nhập khẩu các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng thành điện năng cỡ nhỏ để dùng cho nhu cầu trên đảo. Thậm chí các giàn khoan trên biển cũng có thể sử dụng thiết bị trên để phát điện thay cho máy nổ... Nếu có hiệu quả, chúng ta sẽ tiến hành triển khai trên diện rộng. Nhà nước cũng cần có một số chương trình chiến lược lâu dài về vấn đề này để khuyến khích các nhà khoa học nghiên cứu. Việc khuyến khích các nhà đầu tư cũng rất quan trọng, bởi hiện nay họ chỉ quan tâm đến thủy điện vì giá thành rẻ, nhanh thu hồi vốn...

Theo tôi, việc phát triển nguồn điện năng này ở VN là rất khả thi.

* Xin cảm ơn ông.

OCEAN ENERGY PROJECTS

• The Pelamis Wave Energy Converter - The Pelamis is a semi-submerged, articulated structure composed of cylindrical sections linked by hinged joints. The wave-induced motion of these joints is resisted by hydraulic rams, which pump high-pressure oil through hydraulic motors via smoothing accumulators. The hydraulic motors drive electrical generators to produce electricity. Power from all the joints is fed down a single umbilical cable to a junction on the sea bed. Several devices can be connected together and linked to shore through a single seabed cable.
• Archimedes Wave Swing - The AWS is a unique concept. It is the only wave energy converter that is fully submerged. Although its construction is simple (only one moving part), the way it works is not so easy to understand. The AWS consists of two cylinders. The lower cylinder is fixed to the bottom while the upper cylinder, also called floater, moves up and down under the influence of waves. Simultaneously magnets, which are fixed to the upper cylinder, move along a coil. As a result, the motion of the floater is damped and electricity is made. Magnets and coil are part of a linear generator.

W a v e g e n - A world leader in wave energy. They developed and operate Limpet, the world�s first commercial-scale wave energy device that generates power for the grid. The Limpet unit on Islay has an inclined oscillating water column (OWC) that couples with the surge-dominated wave field adjacent to the shore. The water depth at the entrance to the OWC is typically seven metres. The design of the air chamber is important to maximise the capture of wave energy and conversion to pneumatic power. The turbines are carefully matched to the air chamber to maximise power output. The performance has been optimised for annual average wave intensities of between 15 and 25kW/m. The water column feeds a pair of counter-rotating turbines, each of which drives a 250kW generator, giving a nameplate rating of 500kW.

• Energetech - The Parabolic Wall - Focussing The Waves - Innovative `Wave Energy' Project Announced, September 07, 2004, This device will be constructed off of the coast of Rhode Island, USA. - the crests will propagate parallel to the axis of symmetry of the parabola. While slight variations will result in little energy loss, the greater the angle between the axis of symmetry and the propagation direction, the more the energy will be spread out.

• Ocean Wave Energy Converter - Ocean waves move horizontally across a plane. Their movement causes vertical turbulence in substrata to a depth correspondent with the size and period of the wave. Below this depth, pressure and viscous shear diminish turbidity and attenuate water particle motion. Relative movement between two buoys, with one floating on hydroface and the other suspended at essentially undisturbed strata, reveals significant change from effective wave motion. Consider one buoy, with a rod attached to it, floating on the hydroface. Consider another buoy, with a tube attached to it, submerged at the undisturbed depth by an air to weight ratio- the volume of contained air to the weight of its container plus the attached tube. Reciprocation occurs with the rod inside the tube as a result of ocean wave troughing and cresting. However, horizontal wave forces push the floating buoy away from the submerged buoy so that it cannot naturally return to the initial vertical position. If another rod, with a weight mass secured on one end, is attached to the bottom of the submerged buoy (with mass subtracted from the original buoy mass) an improved air to weight configuration is achieved but the relationship remains somewhat tenuous. A most stable assembly is obtained if the width of the weight is greater than the submerged sphere diameter. The arrangement simply resembles a cone, having apex pointed in an upward direction, not unlike the rotated stance of a defensive boxer preparing to receive a punch. With regard to readily manufactured components, this conical form translates to the general shape of a tetrahedron module providing suitable power generation means that convert wave energy to electrical energy. Simple beginnings with table tennis ball and wire assemblies in water filled wastebaskets led to working models construction and testing of the first thus termed OWEC Ocean Wave Energy Converter�.

• Sea Power of Scotland Ltd - The wave-power-concept is based on a floating platform that continuously shifts to accommodate the incoming waves. The waves break against a ramp (an artificial, steep beach) and spill into a basin. Thus, the kinetic energy of the waves has resulted in a volume of water - stored in the basin - containing potential energy. The basin is placed on a certain height over the ocean's calm water level and the water passes out through a number of low-pressure turbines that drive electrical generators. The electricity generated leaves the power station via an ocean cable.

• WavePlane Production A/S - The WavePlane is a floating construction. In opposition to a boat it doesn't ride the waves up and down, but remains at water level. The WavePlane uses the same principle as a floating oil-platform with regard to lie still in waves. The WavePlane is a rigid construction with a damping plate (a big vertical plate) in the bottom. In the prototype there are three damping plates - one underneath the front and two connected to the two down going tubes. As the area of the damping plates is larger then the water level area of the device, the whole construction mostly follows the movements of the damping plates, which is minimal. The WavePlane is kept afloat by foam filled tanks. The WavePlane converts the shape and speed of the incoming wave. When the lower part of the wave hits the artificial beach it is speeded down a little, whereby the upper part of the wave relatively is pushed forward and thereby is "thrown" into the device. The WavePlane primarily uses the part of the wave lying over water level (the wave crest). The water intake is a series of reservoirs with plates resembling planning tools. This has given the device it's name. The part of the wave, which is flushed in through the reservoirs, will be "cut in a number of horizontal slices". The water flushing through the lower reservoirs flows directly into the "fly-wheel-tube". Some of the water flowing through the upper reservoirs is stored and is only used when the wave crest has passed the device. All reservoirs are getting narrower towards the "fly-wheel-tube". The water thereby is squeezed and as a result the speed goes up (principle of Bernoulli). As the kinetic part of the energy goes up with the square of the speed of the water, a small increase of speed gives a relatively large increase of kinetic energy. All water flushing passed by the reservoirs of the WavePlane will be squeezed into the side of the fly-wheel-tube, whereby the water is let into a whirling movement. The rotation of this whorl is so strong that it continues during the period of two to three "missing" waves. Even though the water coming to the WavePlane has an irregular pulse, the conversion of flow through the fly-wheel-tube results in an even flowing and rotating stream.

• Tidal energy turbine - Energy pioneers have launched the world's first offshore tidal energy turbine off the Devon coast. The world's first marine current turbine is being set up just off the coast of Lynmouth, North Devon. This experiment in harnessing renewable energy from the sea begins with the installation of a single turbine capable of producing 300 KW of electricity. The �3m turbine has been built into the seabed about a kilometer and a half (one mile) offshore from Lynmouth. The single 11 meter-long rotor blade will be capable of producing 300 kilowatts of electricity and will be a test-bed for further tidal turbines. If the trial is successful commercial production of marine turbines could begin as early as 2006. Research suggests they have the potential to be four times more efficient than wind turbines of a similar size. Tidal energy turbine: http://news.bbc.co.uk/1/hi/england/devon/2992996.stm, http://www.marineturbines.com/home.htm