Heel simpel. Een getijdecentrale is niet efficiënt. Als je kijkt naar de potentiële energie die er in het water zit die er door gaat, haalt ie er maar een beetje uit.
Héél erg versimpeld kun je het zo zien: De verliezen in een pomp/turbine zijn vele malen meer afhankelijk van het debiet dan van de opvoerhoogte.
Stel jouw pomp is 40% efficiënt (2,5 keer beter dan de pomp in jouw cv toestel!) en je turbine ook.
Maakt je windmolen 1 Kw, maakt de pomp er 0,4 Kw aan potentiële energie van door water omhoog te pompen. Wil je de energie benutten moet het water door de turbine naar beneden, die maakt er dan dus 0,16 Kw van. Het hele systeem is dus maar 16% efficiënt.
Bedenk je even de enorme waterkolk bij de inlaat van zo'n pomp of turbine, en de gigantische kolk bij de uitgang. Die kosten allemaal energie.
Die kolk is bij het zelfde debiet nét zo groot bij een systeem met 1m waterhoogteverschil en een systeem met 100. Alleen het systeem met 100m waterhoogte heeft 100 keer meer vermogen. en dus relatief maar 1/100e van de "kolk" verliezen.
Nu we toch bezig zijn; zullen we samen even rekenen?
We nemen een buis van een vierkante meter doorsnede. Dat rekent lekker makkelijk. (Dat is ongeveer 1128mm diameter)
We nemen ook een hoogteverschil van een meter. (mats ik je al, want niet alle tij haalt dat op zijn piek!) De pijp loopt op met een hoek van 30 graden, dus de pijp is 2 meter lang.
Onze turbine werkt het fijnst met 5m/s waterflow. Pi * r
2 geeft een oppervlakte van
De weerstanden laten we lekker voor ons uitrekenen op
http://www.pressure-drop.com/Online-Calculator/:
87.46 mbar is het antwoord.
De uitgang is nog erger! Die is 124.94 mbar.
Wat dit model niet meeneemt, is de dynamische factor. Het water versnelt namelijk (kinetische energie) door de pijp en die kinetische energie wordt nergens teruggewonnen (nu doen turbines dat vaakt toch wel een klien beetje, maar zeker niet alles!)
Die kinetische energie is toch 5 kuub water per seconde die met 1/2 * m * v
2 aan energie langs komt.
Dat is dus 62.500 joule per seconde die je verliest.
Nu is het punt dat jantje zijn vinger opsteekt in de klas en zegt: "juf, heeft 1 meter water niet een drukverschil van 100mBar en is de potentiële energie van 1 meter niet onvoldoende om überhaupt 5 m/s snelheid te maken?"
...en dat klopt. Een liter water op 1 meter hoogte heeft m*g*h = 1*9,8*1 = 9,8 joule aan energie
9,8 = 1/2 * m * v
2, dus v is maximaal 4,43 m/s
Dus ...shit... andere turbine zoeken, die met minder watersnelheid óók werkt (maar daardoor ook minder efficiënt word...)
Nah, dan maar met 2 m/s?
Heeft het water 19600J/s aan potentiële energie
Verliezen we aan dynamische verliezen 4000J/s
En verliezen we in totaal 34 mbar, dus 6664 J/s (de 2 meter pijp heeft nog een veries van 0.36 mbar)
De turbine ziet dus maar 54% van de beschikbare energie, en daar moet het turbine/pomp rendement dan nog van af!
Pakken we een systeem van 100 meter hoog:
Dan heeft de 100 meter lange pijp een verlies van 18 mBar, dus een extra verlies van 3528J/s, maar een factor 100 meer aan potentiële energie
1960000J/s Potentieel
14192J/s Verlies
99,3% van de energie komt aan bij de turbine....