هذه نسخة متحقق منها من هذه الصفحة
 |
| جزءمن سلسلة مقالات حول |
| الطاقة المتجدّدة |
|---|
 |
| بوابة طاقة متجددة |
طاقة المد والجزر أو الطاقة القمرية هي نوع منطاقة الحركة التي تكون مخزّنة في التيارات الناتجة عنالمدوالجزر الناتجة بطبيعة الحال عن جاذبيةالقمروالشمس ودورانالأرض حول محورها وعليه تـُصنف هذهالطاقة على انهاطاقة متجددة.
الكثير من الدول الساحلية بدأت الاستفادة من هذه الطاقة الحركية لتوليدالطاقة الكهربائية وبالتالي تخفيف الضغط عن محطاتالطاقة الحرارية، والنتيجة تخفيف التلوث الصادر عن المحطات الحرارية التي تعملبالفحم أوبالبترول.
توجد طريقتان أساسيتان لتوليد الطاقة الكهربائية باستغلال ظاهرة المد والجزر:
هذه التوربينات شبيهة بالمرواح التي تُستخدم لتوليد الطاقة من الريح ولكن في حالتنا ثـُبتت 24 مروحة على سد بطول إجمالي قدره 750متر ويحجز 184 مليون متر مكعب من الماء. كل مروحة متصلة بتوربين يولد قوة 10 ميجاوات من الكهرباء. وقد بُني هذا السد عند مصب نهر الرانس. تُنصب هذه المراوح تحت سطح المياه في فتحات وبفعل التيارات المائية تدور هذهالتوربينات وعبر ناقل الحركة نقوم بمضاعفةعزم الدوران ومن ثم نستفيد من هذا العزم لتحريكالمولد الكهربائي الذي يعملبمجال مغناطيسي ويقوم بتوليدالطاقة الكهربائية.
2. طريقة الأبراج: تعتمد تلك الطريقة على تثبيت مروحة أو مروحتان على برج متين بحيث تكون تلك المراوح تحت سطح الماء. وبنفس الطريقة المشروحة أعلاه تتحولطاقة حركة المروحة بواسطةالمولد الكهربائي إلى كهرباء. والصورة المجاورة (أنظر الصورة) توضح كيفية تثبيت المروحة على البرج وهي لمحطة تجريبة بـُنيت عام 2002 بشمال إيرلندا وقوتها 300 كيلوات تقريباً، ونلاحظ في الصورة أن المروحة قد رُفعت فوق سطح الماء لإجراء أعمال الصيانة.
لابد من إن يكون ارتفاع المد والجزر لا يقل عن 5متر ولذلك يوجد في العالم 100 موقع يتوفر فيها هذا الشرط.كما استخدام هذه التقنية في المياه المالحة يعرض القطع المعدنية المستخدمة إلىالصدأ وبالتالي لا بد من العناية والصيانة الدائمة وهذا ما قد يرفع من الأكلاف وبالتالي تدني الربح.
أول معمل وأكبرها بني عام 1961 في Saint-Maloفرنسا وبدأ العمل به في عام 1966 ويبلغ ارتفاع المد والجزر في هذ المنطقة بين 12 و16 متر.فقام الفرنسيين ببناء سد بطول 750 متر ونتجة عنه بحيرة بمساحة 22 كم مربع وبسعة 184 مليون مترمكعب وفي هذا السد 24 فتحة في كل منها هناك عنفة بقدرة 10 ميغاواط.وبالتالي بقدرة 240 ميجاوات ككل، وقدرة توليد تساوي 600 مليون كيلو وات ساعة سنوياً، كما تجدر الإشارة بأن هذا السد يستخدم مبدأ تخزين الماء عبر الطاقة الكهربائية الفائضة من المعامل الأخرى في غير ساعات الذروة لإعادة استخدام هذ الطاقة المخزنة في الماء في أوقات الذروة.(هذا المبدأ تم شرحه أعلاه).فيكندا هناك أيضاً معمل أخر بنية عام 1984 بقدرة إنتاج 20 ميجاوات وهذا المعمل يستخدم للابحاث فهو لا يستفيد إلا من حركة المد.
تصل نسبة استغلال التيارات إلى 80% إذا تم طبعا استخدام احدث التكنولوجيا وبالمقارنة مع نسبة الاستغلال في المعامل الحرارية فهي نسبة مرتفعة جداً.
هذه الطاقة تحظى بتصنيف «صديق للبيئة» فهي لا تصدر أي غازات أو مخلفات سامة كما أنها تاخذ بعين الاعتبار الثروة السمكية فالكثير من الابحاث حاولت التقليل من المخاطر التي قد يتعرض لها السمك نتيجة مروره بالقرب من التوربين وقد استطاع الفرنسيين بالفعل تخفيض نسبة الضرر على الاسماك المارة من 15 بالمائة إلى 5 بالمائة.
من الاخطار التي يتعرض لها السمك المار:
إن العالم بأسره يتطلع إلى مصادر بديلة للطاقة التقليدية (فحم-غاز-وقود) طاقة نظيفة ومتجددة فكانت هذه التطلعات إلى المصادر المتاحة حولنا وهيالشمس-الرياح-الماء. وكانتالمحيطاتوالبحار منذ فترة طويلة المصدر المحتمل للطاقة البديلة حيث تحمل حركة المحيط طاقة على شكل مد وجزر وموجات وتيارات مائية حيث أن العالم يعتمد على 90% من طاقته الكهربائية على المصادر التقليدية وهناك بعض الدول التي كانت سباقة إلى استعمال هذه التقنية الحديثة مثلفرنساوانكلتراوالولايات المتحدة الأمريكية. منذ أربعين عاما مضت كان هناك اهتمام ثابت في تسخير قدرةالمدوالجزر وتم تركيز الاهتمام على مصباتالأنهار حيث تعبر حجوم كبيرة من الماء خلال قنوات ضيقة مما يزيد من سرعة الجريان ولكن كان هناك مشاكل بيئة كبيرة واجهت العلماء لتنفيذ هذه التقنية سوف نورد ذكرها لاحقا، لذلك لجأ العلماء إلى النظر إلى إمكانية استخدام التيارات الساحلية وفي التسعينيات تم انتشار الأسيجة المدية في القنوات بين الجزر الصغيرة وكان ذلك خيارا فعالا أكثر من وجودهما على مصبات الأنهار. وان الفرضية المحتملة الأخرى للحصول على الطاقة من المحيطات والبحار هي الاعتماد على فرق درجات الحرارة بين المياه السطحية والمياه الأعمق ولا تزال هذه الطريقة قيد الدراسة. على كل حال ما تزال التقنيات الصناعية لتجهيزات الطاقة المدية والجزرية في بدايتها أو طفولتها إن صح التعبير وسيكون هناك وقت طويل قبل أن تقدم هذه الطاقة الجديدة مساهمتها في توليد الطاقة أو دخولها في الاستغلال التجاري. ونريد التنويه هنا بأن توليد الطاقة باستخدام تدفق الماء ليس فكرة جديدة فقد سجل الفرنسي GIRARD أول براءة اختراع على الإطلاق باستخدامه أداة طاقة الموجة في شهر تموز 1799.
إن مبدأ عمل المحطات المدية الجزرية يشبه إلى حد ما المحطاتالإلكترومائية إلى أن السد في محطة المد والجزر أكبر بكثير من المحطة المائية. وتتكون المحطة المدية الجزرية من المكونات الرئيسية التالية:
وهناك تصميمان لمراكز توليد الطاقة المدية (من حيث نوع العنفات):
وحيدة التأثير وهذه المراكز تولد الطاقة من تدفق الماء عبر العنفات في اتجاه واحد فقط وشأنها شأن العنفات البخارية حيث لا تستطيع العمل عندما يدور البخار باتجاه معاكس. لا تستطيع العنفات في هذه المراكز العمل إلا عند مرور الماء في اتجاه واحد فقط، عندما ينخفض مستوى الماء في البحر بشكل مناسب تفتح بوابات التحكم المتمركزة أمام وخلف العنفات حتى يجبر الماء على التدفق من خلال العنفة وتتسارع الشفرات لتوليد الكهرباء تغلق بوابات التحكم عندما يصل مستوى الماء في المصب إلى مستوى الماء المدي المنخفض في البحر يعود مستوى الماء في البحر للارتفاع بالمد العالي وتبدأ دورة ثانية وهكذا.
ثنائية التأثير تعمل العنفات ثنائية التأثير بنفس مبدأ الوحيدة التأثير تقريباً تبدأ الدورة كدورة وحيدة التأثير مع أن مستوى الماء في المصب ينخفض ويرتفع مستوى الماء في البحر بالشروط المدية تفتح بوابات التحكم أمام وخلف العنفات لذلك يندفع الماء خلال العنفات لتوليد الكهرباء، عندما يصبح مستوى الماء داخل المصب بنفس مستوى الماء في البحر تغلق بوابات التحكم. يبقى مستوى الماء في المصب مرتفع والماء في البحر سوف يصل لحالة المد المنخفض. عندما ينخفض مستوى مياه البحر بما فيه الكفاية يعاد فتح البوابات أمام وخلف العنفة ويتدفق الماء خارج المصب من خلال العنفات حيث تولد الكهرباء عند مرور الماء على الشفرات في الاتجاهين وهذا ابتكار جديد في تقنية الطاقة الحديثة حيث تصمم الشفرات للفتل والتسريع بنفس الاتجاه بغض النظر من اتجاه تدفق الماء عليها ويبين الشكل التالي الدورة المدية للعنفات ثنائية التأثير: العنفات ثنائية التأثير وبالمقارنة بين هذين النوعين نجد انه من البديهي ان العنفات ثنائية التأثير سوف تولد كمية من الطاقة أكبر بمرتين من الطاقة التي تولدها العنفات أحادية التأثير ولكن عمليا لا يمكن للعنفات ثنائية التأثير أن تولد هذه الكمية بسبب ضياعات الوقت بسبب إغلاق وفتح بوابات التحكم ثنائية التأثير.
| الدولة | المنطقة | الارتفاع الوسطي للمد والجزر (m) | مساحة المد والجزر (km²) | الطاقة القصوى (MW) |
| أرجنتين | San Jose [لغات أخرى] | 5.9 | - | 6800 |
| أستراليا | Secure Bay | 10.9 | - | ? |
| كندا | Cobequid | 12.4 | 240 | 5338 |
| Cumberland | 10.9 | 90 | 1400 | |
| Shepody | 10.0 | 115 | 1800 | |
| Passamaquoddy | 5.5 | - | ? | |
| الهند | كوتش | 5.3 | 170 | 900 |
| Cambay | 6.8 | 1970 | 7000 | |
| كوريا الجنوبية | Garolim | 4.7 | 100 | 480 |
| Cheonsu | 4.5 | - | - | |
| مكسيك | Rio Colorado | 6-7 | - | ? |
| Tiburon | - | - | ? | |
| بريطانيا | نهر سيفرن | 7.8 | 450 | 8640 |
| مارسيي | 6.5 | 61 | 700 | |
| Strangford Lough | - | - | - | |
| كنوي (ويلز) | 5.2 | 5.5 | 33 | |
| الولايات المتحدة | Passamaquoddy Bay, Maine | 5.5 | - | ? |
| Knik Arm, ألاسكا | 7.5 | - | 2900 | |
| Turnagain Arm, ألاسكا | 7.5 | - | 6501 | |
| مضيق جولدن جيت, California[1] | ? | - | ? | |
| روسيا[2] | ميزين | 9.1 | 2300 | 19200 |
| Tugur | - | - | 8000 | |
| Penzhinskaya Bay[3][4] | 6.0 | 20,500 | 87,000 | |
| جنوب أفريقيا | قناة موزمبيق | ? | ? | ? |
| نيو زلندا | Kaipara Harbour | 2.10 | 947 | 200+ |
{{استشهاد ويب}}:الوسيط غير صالح|script-title=: بادئة مفقودة (help){{استشهاد ويب}}:تحقق من التاريخ في:|تاريخ الوصول= (مساعدة) والوسيط|title= غير موجود أو فارغ (مساعدة)| شكل الارض |   | |
|---|---|---|
| الصفائح التكتونية | ||
| التوزيع | ||
| درجة الحرارة | ||
| الموجات | ||
| مستوى سطح البحر | ||
| آخر | ||
| موجات |   | |
|---|---|---|
| تيار محيطي | ||
| مد وجزر | ||
| شكل الأرض | ||
| الصفائح التكتونية | ||
| مناطق المحيط | ||
| مستوى سطح البحر | ||
| مقالات ذات صلة | ||
| المفاهيم الأساسية | |
|---|---|
| طاقة أولية | |
| ناقلات الطاقة | |
| أنظمة الطاقة | |
| غلاف الأرض الجوي |
|  | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| طاقة | ||||||
| أرض | ||||||
| حياة | ||||||
| ماء |
| |||||
| ذات صلة |
| |||||
 بوابات | ||||||
