Vågkraftverk
Ett vågkraftverk använder den rörelseenergi som finns i vågor som energikälla för att producera elektricitet. Hur energikonverteringen sker varierar mellan olika typer av vågkraftverk. Det kan till exempel röra sig om oscillerande vattenpelare, vattentransportsystem och system med oscillerande kroppar.
Vågkraftverk med oscillerande vattenpelare
Den typ av vågkraftverk har en kammare med en öppning under vattnet. Vattenpelaren i kammaren står i förbindelse med vattnet utanför. När havets vågor får den fria vattenytan inuti kammaren att oscillera strömmar den luft som är instängd i kammaren ut. Luften leds genom en turbin som driver en generator. Det är alltså inte vatten som leds genom turbinen utan luft, vilket gör att det på sätt och vis påminner om ett ”vindkraftverk”. Det är vanligen en turbin av typen Wells turbin som används, eftersom den inte kräver konstant flödesriktning.
De flesta vågkraftverk av den här typen är inte flytande utan sitter fast på havsbottnen, på en vågbrytare eller i en sluttande strandkant. Det finns exempel på flytande vågkraftverk med oscillerande vattenpelare, men de är ovanliga.
För att få vågkraftverket att generera mer energi kan man använda sig av en konstruktion som samlar upp vågor från ett större område och riktar dem mot kammaren. Företaget Energetech Australia Pty. Ltd har till exempel skapat en parabolformad samlare med en vidd på 40 meter. Värt att tänka på är dock att samlare kan leda till att icke-linjära vågor bildas, och sådana vågor reducerar effektiviteten i energikonverteringskedjan.
Vågkraftverk med vattentransportsystem
I ett vågkraftverk med vattentransportsystem samlas vatten från infallande vågor så att en höjdskillnad skapas. Detta driver i sin tur en eller flera turbiner som är utformade för att fungera med lågt tryck.
Vågkraftverk med vattentransportsystem är vanliga både som flytande anläggningar och som anläggningar som är fastbyggda, till exempel vid stranden. Flytande anläggningar är vanligen förankrade i havsbotten med en lina.
Ett exempel på ett vågkraftverk med vattentransportsystem är Tapchan som utvecklades i Norge på 1980-talet. Tapchan är en fast anläggning (ej flytande) där man utnyttjar stranden som reflektor av vågorna. Tapchan har en trattformad fokuserare som samlar de inkommande vågorna och fokuserar dem genom reflektion mot stranden. Vågorna når omvandlaren som är en kanal som gradvis blir smalare och smalare. Våghöjden ökar i takt med att kanalen blir smalare, ända tills vågorna blir så höga att de rinner över kanalens väggar och ner i reservoaren. En lågtrycksturbin av Kaplan-typ används för att producera elektriciteten.
I ett flytande vågkraftverk med vattentransportsystem hittar vi vanligen en ramp istället för en avsmalnande kanal. Fokuserare, omvandlare och reservoar fungerar däremot i princip som hos ovan beskrivna Tapchan, och en eller flera lågtrycksturbinen används för att generera elektriciteten. Vågorna färdas uppför rampen och rinner ned i reservoaren, där vattnet lagras temporärt innan de rinner vidare genom turbinen / turbinerna.
Vågkraftverk med oscillerande kroppar
I vågkraftverk med oscillerande kroppar sätts en kropp i rörelse och rörelsen används för att driva en generator. Vågkraftverk med oscillerande kroppar har antingen flytande kroppar eller kroppar som befinner sig under vattenytan.
Ett exempel på ett vågkraftverk med oscillerande kroppar är det dämpande systemet som består av långa flytande strukturer som är uppdelade i flera segment placerade parallellt med vågens riktning. Vågens varierande höjd skapar en flexande rörelse mellan segmenten. Denna rörelse driver en hydraulisk pump (eller någon annan slags konverterar).
Ett alternativ till det dämpande systemet är det punktabsorberande systemet. Här är den horisontella utbredningen hos den del som omvandlar vågenergin liten i jämförelse med den dominerande våglängden. Det rör sig helt enkelt om små, runda kroppar som oscillerar. För denna typ av system spelar det ingen roll vilken riktning vågorna har. En hävande rörelse uppstår som via mekaniska och/eller hydraulisk lösningar omvandlas till en linjär eller roterande rörelse. Denna rörelse driver i sin tur generatorn. Punktabsorberande system förekommer både som flytande vågkraftverk och i form av vågkraftverk som är fastbyggda på havets botten.
Vågkraftverk i Sverige
I Sverige har möjligheterna att generera elektricitet med hjälp av havets vågkraft under flera års tid testats och utvärderats i det så kallade Lysekilsprojektet. Det område där man genomför försöken ligger i Västerhavet, cirka 2 km väster om halvön Islandsberg i Lysekils kommun. Lysekilsprojektet handlar inte bara om att utvärdera själva tekniken utan fokuserar även på miljöhänsyn och marinbiologiska aspekter.
Under sommaren 2014 påbörjades installationen av en vågkraftspark utanför Sotenäs på Västkusten, cirka 5 km nordväst om Smögen. Vågkraftsparken är ett samarbete mellan energiföretaget Fortum och teknikföretaget Seabased, och Energimyndigheten har investerat 125 miljoner kronor i projektet. Första fasen bestod av ett aggregat motsvarande 1 MW. Om allt går enligt planerna ska vågkraftsparken sedan gradvis byggas ut tills den når upp till en effekt på totalt 10 MW och har en årlig produktion på 25 Gwh (25 miljoner kWh).
Fortum, som är ett börsnoterat bolag där finska staten är majoritetsägare, genomförde redan år 2008 ett pilotprojekt för vågkraftverk utanför Portugals kust. Den tekniska lösning som användes där är dock inte anpassad för förhållandena utanför Sotenäs så den kan inte kopieras rakt av. Istället använder man sig utanför Sotenäs av linjära generatorer som sätts fast i havsbottnen. Flytbojar används för att ta upp vågenergin, och dessa flytbojar är kopplade generatorerna med stålvajrar. Generatorerna är kopplade till ett undervattensställverk som levererar växelström via en sjökabel. Totalt 9,5 km sjökabel har dragits mellan vågkraftsparken och fastlandet, där elektriciteten levereras till en anslutningsstation vid Roparebacken i Kungshamn.