‘val’ este un termen comun pentru un număr de moduri diferite în care energia este transferată:

• în undele electromagnetice, energia este transferată prin vibrații de câmpuri electrice și magnetice.
• în undele sonore, Energia este transferată prin vibrația particulelor de aer sau a particulelor unui solid prin care se deplasează sunetul.
• în valurile de apă, energia este transferată prin vibrația particulelor de apă.

undele transferă energie, dar nu masă

când privim valurile de surf care intră pe țărm, este ușor să credem că particulele individuale de apă se îndreaptă spre noi, dar nu este de fapt cazul. Particulele implicate în valuri se mișcă înainte și înapoi perpendicular pe modul în care merge unda, dar nu se mișcă semnificativ în direcția undei. Particulele ‘iau parte’ la unda lovindu-se una de alta si transferand energie. Acesta este motivul pentru care energia poate fi transferată, chiar dacă poziția medie a particulelor nu se schimbă.

cum funcționează? Vă poate ajuta să vă gândiți la o geamandură care se învârte în ocean. Geamandura este deplasată în sus și în jos de valurile care trec pe lângă ea, dar nu se mișcă direcțional peste apă.

Te-ai putea gândi și la un val Mexican la un meci sportiv. Valul se mișcă în jurul arenei, dar membrii publicului nu se mișcă cu el – se ridică și se așează doar (o mișcare perpendiculară pe direcția valului).

particulele dintr-o undă de apă schimbă energia cinetică cu energia potențială

când particulele din apă devin parte a unei unde, ele încep să se miște în sus sau în jos. Aceasta înseamnă că energia cinetică (energia mișcării) le-a fost transferată. Pe măsură ce particulele se îndepărtează mai mult de poziția lor normală (în sus spre creasta valului sau în jos spre jgheab), acestea încetinesc. Aceasta înseamnă că o parte din energia lor cinetică a fost transformată în energie potențială – energia particulelor dintr-o undă oscilează între energia cinetică și cea potențială.

gândirea la energia potențială ne poate ajuta să înțelegem de ce tsunami-urile pot fi atât de dăunătoare. Când un tsunami se apropie de țărm, acesta trage (devine mult mai mare), astfel încât particulele de apă sunt deplasate mai departe de echilibru. Ei dobândesc o mulțime de energie potențială, iar acest lucru este eliberat atunci când valul interacționează cu pământul.

măsurarea energiei într-o undă

de ce unele valuri au mai multă energie decât altele? Frecvența și lungimea de undă a unei unde sunt ambii indicatori ai energiei sale, dar aceasta diferă pentru diferite tipuri de unde.

pentru valurile de apă, cei cu viteză mare și lungime de undă lungă (ca un tsunami) au cea mai mare energie. Pentru undele electromagnetice, viteza este constantă, astfel încât undele cu o frecvență înaltă și o lungime de undă scurtă (cum ar fi razele X) sunt cele mai energice.

pentru toate undele, o amplitudine mai mare înseamnă mai multă energie.

în spectrul electromagnetic interactiv puteți face clic pe diferite lungimi de undă pentru a afla mai multe despre undele care alcătuiesc spectrul.

valorificarea energiei valurilor

oamenii de știință din Noua Zeelandă și din alte părți se uită la modul de a transforma energia valurilor de apă în electricitate. Oceanele din jurul Noii Zeelande sunt locuri promițătoare pentru a genera putere de undă, deoarece avem valuri mari și curenți puternici. Generarea puterii undelor ar implica un dispozitiv subacvatic (cum ar fi o paletă, de exemplu) care s-ar mișca ca răspuns la valuri și ar conduce o turbină care ar produce electricitate.

ideea puterii valurilor este atrăgătoare, deoarece valurile sunt o resursă durabilă – nu pot fi consumate (spre deosebire de alte resurse, cum ar fi cărbunele, care sunt utilizate pentru producerea de energie electrică în Noua Zeelandă). Cu toate acestea, sunt destul de ineficiente – au nevoie de mult spațiu de coastă pentru a genera cantități utile de energie. Folosind modelarea matematică și construirea modelului fizic, oamenii de știință Kiwi investighează cum să valorifice puterea valurilor, dar va trece ceva timp până când vom folosi electricitatea de la puterea valurilor din casele noastre.

între 2007 și 2011, Autoritatea pentru Eficiență Energetică și conservare (EECA) a administrat Fondul de implementare a energiei Marine care a finanțat proiecte de energie marină. După o revizuire, niciunul dintre proiecte nu a fost selectat pentru a progresa în continuare și, începând cu 2016, EECA consideră că abundența resurselor de energie regenerabilă mai ieftine din Noua Zeelandă face puțin probabil ca energia marină să contribuie la rețeaua națională în viitorul previzibil. Investigațiile privind valorificarea energiei valurilor oceanice continuă în alte țări.

din 2017 până în 2019, ca parte a unui proiect Sustainable Seas Innovation Fund, NIWA a investigat dacă generarea de energie electrică din curenții puternici de maree din strâmtoarea Cook ar fi viabilă pentru Aotearoa. Pentru a afla mai multe, consultați energia din curenții de maree – lansarea unei noi industrii marine cu potențial imens de pe site-ul NIWA.