A “hullám” egy közös kifejezés számos különböző módon, amelyben az energia át:

• az elektromágneses hullámok, energia át rezgések elektromos és mágneses mezők.
• hanghullámokban az energia a levegő részecskék vagy szilárd részecskék vibrációján keresztül jut át, amelyeken keresztül a hang áthalad.
• vízhullámokban az energia a vízrészecskék rezgésén keresztül kerül át.

A hullámok energiát továbbítanak, de nem tömeg

amikor a partra érkező szörfhullámokat nézzük, könnyű azt gondolni, hogy az egyes vízrészecskék felé mozognak, de valójában nem ez a helyzet. A hullámokban részt vevő részecskék előre-hátra merőlegesen mozognak a hullám menetéhez képest, de nem mozognak jelentősen a hullám irányában. A részecskék “részt vesznek” a hullámban azáltal, hogy egymásba ütköznek és energiát továbbítanak. Ez az oka annak, hogy az energia átvihető, annak ellenére, hogy a részecskék átlagos helyzete nem változik.

hogyan működik ez? Ez segíthet, hogy úgy gondolja, egy bója lebegett az óceánban. A bója felfelé-lefelé mozog az általa áthaladó hullámok mellett, de nem mozog közvetlenül a vízen.

egy mexikói hullámra is gondolhat egy sportmeccsen. A hullám az aréna körül mozog, de a közönség tagjai nem mozognak vele – csak felállnak és leülnek (merőleges mozgás a hullám irányába).

A Vízhullámokban lévő részecskék kinetikus energiát cserélnek a potenciális energiára

amikor a vízben lévő részecskék egy hullám részévé válnak, felfelé vagy lefelé mozognak. Ez azt jelenti, hogy a kinetikus energia (a mozgás energiája) átkerült hozzájuk. Ahogy a részecskék távolodnak a normál helyzetüktől (a hullámcsúcs felé vagy a vályú felé), lelassulnak. Ez azt jelenti, hogy kinetikus energiájuk egy részét potenciális energiává alakították át – a hullámban lévő részecskék energiája a kinetikus és a potenciális energia között oszcillál.

a potenciális energiára való gondolkodás segíthet megérteni, hogy a szökőár miért lehet ilyen káros. Amikor egy szökőár közeledik a parthoz, akkor a part (sokkal magasabb lesz), így a vízrészecskék távolabb kerülnek az egyensúlytól. Sok potenciális energiát szereznek, ez pedig akkor szabadul fel, amikor a hullám kölcsönhatásba lép a földdel.

az energia mérése egy hullámban

miért van néhány hullámnak több energiája, mint másoknak? A hullám frekvenciája és hullámhossza egyaránt az energiájának mutatói, de ez különbözik a hullámok különböző típusaitól.

a vízhullámok esetében a nagy sebességű és hosszú hullámhosszú (mint egy szökőár) hullámhosszúaknak van a legtöbb energiájuk. Az elektromágneses hullámok esetében a sebesség állandó, így a nagy frekvenciájú és rövid hullámhosszú hullámok (mint például a röntgensugarak) a legenergetikusabbak.

minden hullám esetében a nagyobb amplitúdó több energiát jelent.

az elektromágneses spektrumban az interactive különböző hullámhosszokra kattintva többet megtudhat a spektrumot alkotó hullámokról.

hullámenergia hasznosítása

Új-zélandi és más tudósok azt vizsgálják, hogyan lehet A vízhullámok energiáját villamos energiává alakítani. Az Új-Zéland körüli óceánok azt ígérik, hogy hullámenergiát generálnak, mert nagy hullámaink és erős áramlataink vannak. A hullámteljesítmény generálása egy víz alatti eszközt (például egy evezőt) vonna maga után, amely a hullámokra reagálva mozogna, és olyan turbinát vezetne, amely villamos energiát termelne.

a hullámenergia gondolata vonzó, mivel a hullámok fenntartható erőforrás – nem használhatók fel (ellentétben más erőforrásokkal, például a szénnel, amelyeket Új-Zélandon villamos energia előállítására használnak). Ezek azonban meglehetősen hatástalanok – sok tengerparti helyre van szükségük ahhoz, hogy hasznos energiamennyiséget generáljanak. A matematikai modellezés és a fizikai modellépítés segítségével a Kiwi tudósai azt vizsgálják, hogyan lehet A hullámenergiát hasznosítani, de időbe telik, amíg a hullámenergiából származó villamos energiát felhasználjuk otthonainkban.

2007 és 2011 között az energiahatékonysági és természetvédelmi hatóság (EECA) igazgatta a tengeri energiaprojekteket finanszírozó Tengerenergia-Fejlesztési Alapot. A felülvizsgálatot követően egyik projektet sem választották ki a további előrehaladásra, és 2016-tól az EECA úgy véli, hogy az új-zélandi olcsóbb megújuló energiaforrások bősége miatt valószínűtlen, hogy a tengeri energia a belátható jövőben hozzájárulna a nemzeti hálózathoz. Az óceánhullámok energiájának hasznosítására irányuló vizsgálatok más országokban is folytatódnak.

2017-től 2019-ig egy fenntartható tengeri Innovációs Alap projekt részeként a NIWA megvizsgálta, hogy a szakács-szoroson belüli erős árapályáramokból származó villamos energia életképes-e az Aotearoa számára. Ha többet szeretne megtudni, lásd az árapályáramok energiáját – egy új tengeri iparág elindítását, amely hatalmas potenciállal rendelkezik a NIWA webhelyén.