پایگاه اطلاعات و فناوری فراساحل ایران

تولید انرژی از دریا (بخش اول: انرژی امواج ناشی از جزر و مد)

انرژی دریایی یا اقیانوسی یکی از انواع انرژی تجدیدپذیر است که در کنار منابع دیگری نظیر انرژی خورشیدی و باد، مورد توجه قرار گرفته است. انرژی امواج و انرژی جزر و مد را می‌توان مهمترین زیر مجموعه‌های انرژی‌های دریایی به شمار آورد. به دلیل تفاوت‌های موجود در ویژگی‌ها و روش‌های فنی جذب آنها، توسعه این دو منبع راه متفاوت و مستقلی را طی کرده است.
نیروگاه‌های جزر و مدی به دلیل مشابهت با نیروگاه آبی و استفاده از فناوری آماده آنها، به پیشرفت‌های سریعی نایل آمده است. اما بروز مشکلات زیست محیطی باعث شده است که تحول و ایجاد تغییرات اساسی در روش کار ضروری شود. توسعه آنها به روش قبل به رغم پیشرفت‌های ذکر شده، در عمل محدود شده است. نیروگاه‌های موجی از تنوع زیادی برخوردار هستند. برخی بر روی آب شناورند و برخی دیگر در ساحل نصب می‌شوند. همچنین نحوه درگیری آنها با امواج و در نتیجه نوع حرکتی که جذب می‌کنند با هم تفاوت بسیار دارد. علاوه بر کارهای مطالعاتی نمونه‌های کوچکی نیز از برخی سیستم‌های موجی در نقاط مختلف جهان ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته است.
امواج در اثر انتقال انرژی از باد به دریا به وجود می‌آیند. نرخ این انتقال انرژی بستگی به سرعت باد و نیز به مسافتی داردکه در طول آن باد با سطح آب در فعل و انفعال بوده است. موج‌ها به دلیل جرم آبی که نسبت به سطح متوسط دریا جابجا شده، انرژی پتانسیل و به خاطر سرعت ذرات آب، انرژی جنبشی را با خود حمل می‌کنند. انرژی ذخیره شده از طریق اصطکاک و اغتشاش و با شدتی که بستگی به ویژگی امواج و عمق آب دارد، تلف می‌شود. موج‌های بزرگ در آبهای عمیق انرژی خود را با کندی بسیار از دست می‌دهند در نتیجه سیستم‌های امواج بسیار پیچیده هستند و اغلب هم از بادهای محلی و هم از توفان‌هایی که روزها قبل در دور دست اتفاق افتاده‌اند سرچشمه‌ می‌گیرند. امواج توسط دامنه و دوره تناوبشان مشخص می‌شوند. قدرت امواج معمولاً برحسب کیلووات بر متر بیان می‌شود که نمایانگر شدت انتقال یا عبور انرژی از یک خط فرضی به طول یک متر و موازی با موج است. امروزه فناوری تولید انرژی از موج اقیانوس‌ها وجود دارد، به طوری که بیش از ۴۰۰ اختراع در این زمینه به ثبت رسیده است که ازآنها به سه روش اصلی استفاده از کانال به شکل مخروط ناقص، استفاده از حرکت عمومی امواج اقیانوس توسط مکانیزم‌های گوناگون و استفاده از یک ستون نوسانی آب می‌توان اشاره کرد.
جزر و مد دریا در اثر جاذبه ماه و خورشید به هنگام گردش زمین به وجود می‌آید. نیروی جاذبه ماه باعث ایجاد برآمدگی درآب‌ها شده و به علت گردش وضع زمین این برآمدگی به سمت غرب جریان پیدا می‌کند در نتیجه موج‌هایی با دوره ۱۲ ساعت و ۲۵ دقیقه ایجاد می‌شود. که دامنه نوسان آنها در اقیانوس‌های بزرگ درحدود ۰/۵ متر است. اثر نیروی جاذبه خورشید نیز مشابه ولی ضعیف‌تراست و هر ۱۲ ساعت یک مرتبه ظاهر می‌شود. به این ترتیب جزر و مد به صورت منظم در قالب امواج قمری رخ می‌دهد. بیشترین دامنه جزر و مد زمانی به وجود می‌آید که ماه و خورشید در یک راستا قرار گرفته باشند (اقران) و برعکس هنگامی که آنها در بربیع باشند این دامنه حداقل است. هنگامی که امواج جزر و مدی به سواحل و فلات قاره می‌رسند، دامنه آنها می‌تواند در اثر هجوم آب، قیفی شدن آبراه و ایجاد رزنانس به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یابد. مثلاً دامنه جزر و مد در نقاط مناسبی از کشور کانادا به بیش از ۱۰ متر می‌رسد. به رغم پیچیدگی خاصی که در مورد جزر و مد وجود دارد پیش‌بینی و محاسبه دقیق آن در هر محل ممکن است.
استحصال انرژی از جزر و مد در نقاطی عملی است که انرژی زیادی به صورت جزر و مدهای بزرگ در آنها متمرکز شده باشد و به علاوه جغرافیای محل نیز برای احداث نیروگاه جزر و مدی مکان مناسبی فراهم کرده باشد. چنین مکان‌هایی در همه جا یافت نمی‌شوند. اما تا بحال تعداد نسبتاً زیادی شناسایی شده‌اند. در حال حاضر تعداد کمی نیروگاه جزر و مدی در جهان احداث شده است. نخستین و بزرگترین آنها که از نوع تک حوضچه‌‌ای و دو اثری بوده‌، با ظرفیت ۲۴۰ مگاوات در لارانس فرانسه تأسیس شده است که جنبه تجاری دارد. به غیر از آن، نیروگاه ۲۰ مگاواتی آناپولیس در کانادا، نیروگاه آزمایشی ‌۴۰۰ کیلوواتی کیسلایاگوبا در شوروی سابق و نیروگاه ۳/۲ مگاواتی جیانگیز در چین را می‌توان نام برد. همچنین چند ایستگاه کوچک چند منظوره در چین احداث شده است. علاوه بر انرژی جزر و مد و امواج، انرژی حرارتی اقیانوس‌ها یا دریاها که از اختلاف دمای آبهای سطحی و آبهای عمیق ۱۰۰۰ متری دریاهای بزرگ استفاده کرده و یک سیکل کم راندمان و دما پایین‌ ترمودینامیکی را بین این دو منبع حرارتی سرد و گرم برقرار می‌کند نیز مورد توجه و بهره‌برداری آزمایشی قرار گرفته است.

نیروگاه جزر و مدی نیروگاه جزر و مدی2

ممکن است شما دوست داشته باشید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.