未來幾十年，英國海岸線周圍的潮汐能和其他海上再生能源裝置的數量將大幅增加。

然而，將最先進的設備發射到經常湍急的洋流中可能會為潮汐帶來一系列挑戰。活力產業，包括它們如何與環境相互作用的不確定性。

為了解決這個問題，一群科學家結合使用空中無人機技術和船基勘測來繪製世界上最強大的潮汐渦輪機所遇到的複雜潮汐流——Orbital Marine Power 的 O₂，位於蘇格蘭奧克尼群島的中心。

與傳統的潮汐流渦輪機不同，O₂漂浮在海面，透過繫泊線固定在海底。該平台長超過 70 米，與歐洲海洋能源中心 (EMEC) 的電網相連，預計每年可為 2,000 個英國家庭供電。

該研究強調了超過 8 節的潮汐流變化如何影響設備及其性能，以及 O 會如何影響設備及其性能。₂下游的尾流可能會影響其他渦輪機以及海洋棲息地的放置。

透過這一點，科學家們就潮汐流渦輪機的最佳放置提供了新的見解，同時強調了對潛在渦輪機地點進行特定地點評估的重要性，以幫助彌合現實世界測量和電腦模擬之間的差距。

他們還希望他們的方法可以用於解決與自然環境和海洋棲息地相互作用的不確定性。

一個之前的研究主要作者發現渦輪機尾流為附近繁殖的海鳥產生了可預測的覓食熱點。然而，如果渦輪機陣列排列得太緊密，可能會限制一些海洋動物的活動。

除了海鳥之外，作者還遇到了經過該海域的逆戟鯨。渦輪在他們的一次無人機調查中，展示了解決這個問題的重要性。

研究，發表於自然通訊，是由海洋生物學協會 (MBA)、普利茅斯大學和設得蘭高地和群島大學 (UHI) 的研究人員進行的。

「在世界上最強大的潮汐流之一（水流速度可超過8 節）進行海洋學調查既令人興奮又充滿挑戰。然而，在這些動蕩的環境中收集數據對於解決潮汐能行業當今面臨的一些複雜問題至關重要。狹窄的通道被島嶼包圍是一項複雜的工作，但我們的新穎方法為這些湍流和尾跡特徵提供了深入的見解，」高級研究員 Lilian Lieber 博士說。

潮汐能被視為更可靠的清潔能源之一，與風和波浪不同，潮汐是有規律且可預測的。

這些渦輪機旨在利用海面附近的潮汐能，其工作原理類似於水下風車，並將電能轉化為水能。動能將水轉化為電力。但由於水的密度是空氣的 800 多倍，因此它們產生的能量比相同尺寸的風力渦輪機更多。

未來，預計英國各地可能會安裝更多設施，參與目前研究的人員先前的研究表明潮汐流能源可以滿足英國高達 11% 的年度電力需求。

UHI 設得蘭群島高級科學家兼漁業負責人Shaun Fraser 補充道：「這項研究展示了結合科學專業知識和部署新技術的好處，從而可以在了解動態潮汐環境方面取得重大進展。隨著海洋可再生能源基礎設施的進一步發展，高地和島嶼地區可能在不久的將來，這項工作比以往任何時候都更與當地工業和社區相關。

儘管潮汐能前景廣闊，但該行業仍面臨著巨大的挑戰，包括擴大技術規模、電網連接能力以及確保渦輪機能夠在極度湍流中繼續運作的成本。

這項新研究旨在透過推進為潮汐技術的長期可靠性和永續發展提供資訊所必需的現場測量技術來解決其中一些挑戰。

「無論是漂浮離岸風電場在凱爾特海或蘇格蘭海岸附近的潮汐渦輪機中，未來幾十年我們將看到更多的海上再生能源平台安裝在英國海岸線周圍。然而，英國周圍水域的自然條件極其多樣且複雜，不可能在受控實驗室實驗或電腦模擬中完全複製。

「這項研究展示了一種經濟有效的方法來應對這一問題，如果我們要從清潔能源革命中獲得最大利益，考慮到現實世界環境條件的評估將至關重要，」亞歷克斯·尼莫史密斯教授說海洋科學與技術.