اليوم، مصادر غير متجددة تمثل جزءًا كبيرًا من الطاقة التي نستخدمها. هذا يعني في النهاية أن هذه الموارد ستستنفد في النهاية. بالإضافة إلى ذلك ، يساهم جزء كبير من هذه الطاقة بشكل كبير في الاحترار العالمي عن طريق الافراج غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي.
نتيجة لذلك ، نحتاج إلى مصادر طاقة بديلة. نتيجة لذلك ، يجب أن نفكر في مزايا وعيوب طاقة المد والجزر وكذلك الأهمية المتزايدة لتحويل حركة المد والجزر إلى الطاقة النظيفة.
بالإضافة إلى الوقود الأحفوري ، يقدم لنا العالم أيضًا مصادر متنوعة للطاقة المتجددة التي يمكننا استخدامها. بالإضافة إلى طاقة المد والجزر ، يمكن أن يشمل ذلك أيضًا مصادر مثل الرياح و أنظمة الطاقة الشمسية.
الطاقة التقليدية لها الآثار البيئية الكارثية. نتيجة لذلك ، نحتاج إلى حلول موثوقة وطويلة الأجل ، ويبدو أن إنتاج طاقة المد والجزر يعد خيارًا واعدًا لتلبية متطلباتنا المستقبلية من الطاقة.
جدول المحتويات
ما هي طاقة المد والجزر؟
طاقة المد والجزر هي نوع من الطاقة المتجددة التي تحول الطاقة من المد والجزر والتيارات المتغيرة في المحيطات إلى كهرباء قابلة للاستخدام. تعتبر قنابل المد والجزر ومولدات تيار المد والجزر وبوابات المد والجزر أمثلة قليلة على التقنيات المختلفة التي يمكن استخدامها لتسخير طاقة المد والجزر.
كل هذه الأنواع العديدة من محطات طاقة المد والجزر تستخدم توربينات المد والجزر ، لذلك من المهم أن نفهم كيف يمكن للتوربينات أن تسخر الطاقة الحركية للمد والجزر لتوليد الطاقة.
على غرار الطريقة التي تحصد بها توربينات الرياح طاقة الرياح ، تستخدم توربينات المد والجزر طاقة المد والجزر. يتم دفع ريش التوربين بواسطة المياه المتدفقة مع تذبذب المد والجزر والتيارات. يتم تشغيل المولد بواسطة التوربين ، والذي يولد الطاقة بعد ذلك.
مزايا وعيوب طاقة المد والجزر
قوة المد والجزر لها مزايا وعيوب خاصة بها ، تمامًا مثل أي شكل آخر من أشكال الطاقة. فيما يلي الفوائد والعيوب الرئيسية لطاقة المد والجزر
مزايا Tايدال الطاقة
- الزراعة
- انبعاثات الكربون الصفرية
- قدرة عالية على التنبؤ
- انتاج طاقة عالية
- تنتج الطاقة بمعدلات بطيئة
- المعدات المعمرة
1. المستدامة
طاقة المد والجزر هي مصدر للطاقة المتجددة ، مما يعني أنها لا تنفد عند استهلاكها. لذلك ، باستخدام الطاقة التي ينتجها المد والجزر أثناء تغيرها ، فإنك لا تقلل من قدرتها على القيام بذلك في المستقبل.
يمكننا باستمرار استخدام مصدر الطاقة المتجددة هذا لتوفير الطاقة التي نحتاجها ، سواء كنا نستخدم مولدات التيار ، أو تيارات المد والجزر ، أو القناطر ، أو بحيرات المد والجزر ، أو حتى طاقة المد والجزر الديناميكية.
لن تختفي جاذبية الشمس والقمر ، التي تحكم المد والجزر ، في أي وقت قريب. طاقة المد والجزر هي مصدر متجدد لأنها ثابتة ، على عكس الوقود الأحفوري ، الذي سينفد في النهاية.
2. انبعاثات الكربون الصفرية
توفر محطات توليد الطاقة من المد والجزر الكهرباء دون إنتاج أي غازات دفيئة ، مما يجعلها مصدرًا للطاقة المتجددة. يعد العثور على مصادر طاقة عديمة الانبعاثات أكثر أهمية من أي وقت مضى لأنها أحد المساهمين الرئيسيين في تغير المناخ.
3. عالية القدرة على التنبؤ
التيارات على خط المد يمكن التنبؤ بها للغاية. نظرًا لأن المد المنخفض والعالي يتبع دورات راسخة ، فمن الأسهل التنبؤ بموعد توليد الطاقة على مدار اليوم. نتيجة لذلك ، يمكننا تصميم أنظمة تستخدم بفعالية هذه المد والجزر. وضع أنظمة طاقة المد والجزر حيث سنلاحظ أفضل إنتاجية للطاقة ، كمثال.
نظرًا لأن قوة المد والجزر والتيارات يمكن التنبؤ بها بدقة ، فإنه يجعل من السهل أيضًا معرفة مقدار الطاقة التي ستولدها التوربينات. ومع ذلك ، فإن حجم النظام والسعة المركبة يختلفان اختلافًا جوهريًا.
ويرجع ذلك إلى اتساق المد والجزر الذي تفتقر إليه الرياح أحيانًا. يمكن أن تنتج محطات طاقة المد والجزر كمية كبيرة من الكهرباء ، على الرغم من أن التكنولوجيا تعمل بشكل مختلف نتيجة لذلك.
4. انتاج الطاقة العالية
يمكن لمنشآت الطاقة التي تستخدم المد والجزر أن تولد الكثير من الكهرباء. الماء أكثر كثافة من الهواء بـ 800 مرة ، وهو أحد الأسباب الرئيسية لذلك. هذا يعني أنه بالمقارنة مع توربينات الرياح ذات الحجم المتساوي ، فإن توربينات المد والجزر ستولد طاقة أكبر بكثير.
بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لكثافته ، يمكن للمياه تشغيل التوربينات حتى بمعدلات منخفضة. لذلك حتى في ظروف المياه غير المثالية ، يمكن أن تولد توربينات المد والجزر كميات هائلة من الكهرباء.
5. تنتج الطاقة بمعدلات بطيئة
نظرًا لأن الماء له كثافة أعلى من الهواء ، فإن المد لا يزال بإمكانه توفير الطاقة حتى عندما يتحرك ببطء أكبر. بالمقارنة مع مصادر الطاقة مثل طاقة الرياح ، فإن هذا يجعلها فعالة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك احتمال ألا ينتج عن توربينات الرياح أي طاقة على الإطلاق في يوم بلا رياح.
6. المعدات المعمرة
يمكن لمرافق طاقة المد والجزر أن تعيش لفترة أطول بكثير من مزارع الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. في المقابل ، يمكنهم البقاء على قيد الحياة لمدة تصل إلى أربعة أضعاف. قناطر المد والجزر عبارة عن تحصينات خرسانية موضوعة على طول مصبات الأنهار.
يمكن أن يصل عمر هذه المباني إلى 100 عام. يعتبر La Rance في فرنسا مثالاً ممتازًا على ذلك. بدأت عملياتها في عام 1966 وظلت تعمل منذ ذلك الحين ، وتنتج طاقة نظيفة. بالمقارنة مع معدات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، والتي تدوم عادةً من 20 إلى 25 عامًا ، فهذا شيء جيد.
بالإضافة إلى ذلك ، اعتمادًا على الكفاءة ، قد تتحلل المعدات وتصبح في نهاية المطاف قديمة. لذلك ، على المدى الطويل ، تعد طاقة المد والجزر بديلاً أفضل من وجهة نظر فعالة من حيث التكلفة.
عيوب طاقة المد والجزر
- مواقع التثبيت المحدودة
- الصيانة والتآكل
- غالية
- التأثيرات على البيئة
- الطلب على الطاقة
1. مواقع التثبيت المحدودة
يجب أن يفي موقع التركيب المقترح لمحطة طاقة المد والجزر بالعديد من المعايير الصارمة قبل أن يبدأ البناء. يجب أن تكون موجودة على خط ساحلي ، مما يقيد الولايات الموجودة على طول الساحل كمواقع محطات محتملة.
يجب أن يفي الموقع المناسب أيضًا بمعايير أخرى. على سبيل المثال ، يجب اختيار المواقع ، حيث يكون فرق الارتفاع بين المد العالي والمنخفض كافياً لتشغيل التوربينات ، لمحطات طاقة المد والجزر.
هذا يقيد المواقع حيث يمكن بناء محطات الطاقة ، مما يجعل من الصعب تطبيق طاقة المد والجزر بشكل عام. الطاقة حاليا صعبة ومكلفة لتوصيلها لمسافات أكبر. هذا لأن العديد من تدفقات المد والجزر السريعة تحدث بالقرب من قنوات الشحن ، وأحيانًا تكون بعيدة جدًا عن الشبكة.
هذه عقبة أخرى أمام استخدام مصدر الطاقة هذا. ومع ذلك ، هناك أمل في أن تتقدم التكنولوجيا وأن يتم تركيب أجهزة طاقة المد والجزر في الخارج. من ناحية أخرى ، على عكس الطاقة الكهرومائية ، لا تتسبب طاقة المد والجزر في غمر الأرض.
2. الصيانة والتآكل
يمكن أن تصدأ الآلات بسبب الحركة المتكررة للماء والمياه المالحة نفسها. لذلك ، تتطلب معدات محطة توليد الطاقة من المد والجزر صيانة روتينية.
قد تكون الأنظمة باهظة الثمن أيضًا نظرًا لأنه يجب استخدام مواد مقاومة للتآكل في تصميمها. يتطلب توليد طاقة المد والجزر معدات يمكنها تحمل التعرض المستمر للمياه ، من التوربينات إلى الكابلات.
الهدف هو جعل أنظمة طاقة المد والجزر موثوقة وخالية من الصيانة بقدر الإمكان لأنها مكلفة وصعبة التشغيل. حتى مع ذلك ، لا تزال الصيانة ضرورية ، والعمل على أي شيء مغمور تحت الماء أكثر صعوبة.
3. غالية
النفقات الأولية العالية لقوة المد والجزر هي واحدة من عيوبها الرئيسية. نظرًا لأن كثافة الماء أعلى من كثافة الهواء ، يجب أن تكون توربينات طاقة المد والجزر أقوى بكثير من توربينات الرياح. اعتمادًا على التكنولوجيا التي تستخدمها ، فإن محطات توليد طاقة المد والجزر المختلفة لها تكاليف بناء مختلفة.
تعتبر قناطر المد والجزر ، والتي هي في الأساس سدود منخفضة الجدران ، مادة البناء الرئيسية لغالبية محطات توليد الطاقة من المد والجزر التي يتم استخدامها حاليًا. نظرًا لضرورة تركيب هيكل خرساني كبير بالإضافة إلى التوربينات ، فإن بناء وابل المد والجزر مكلف للغاية.
أحد الأسباب الرئيسية لبطء قوة المد والجزر في اللحاق بها هو حاجز التكلفة.
4. التأثيرات على البيئة
طاقة المد والجزر ليست مفيدة بيئيًا بالكامل ، على الرغم من أنها متجددة. قد يتأثر النظام البيئي في المنطقة المجاورة بشكل كبير من خلال بناء محطات توليد طاقة المد والجزر. تواجه توربينات المد والجزر نفس المشكلة مع اصطدامات الحياة البحرية مثل توربينات الرياح مع الطيور.
أي نوع من الأنواع البحرية التي تحاول السباحة عبر ريش التوربينات أثناء دورانها تشكل أ خطر حدوث أضرار كارثية أو الوفاة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تعرض النباتات المائية للخطر عن طريق تغيير هيكل المصب من خلال التغييرات في ترسب الطمي. تنتج توربينات المد والجزر أيضًا ضوضاء منخفضة المستوى تحت الماء تضر بالكائنات البحرية مثل الفقمات.
والأكثر ضررًا على النظام البيئي المحيط هو قنابل المد والجزر. فهي لا تؤدي فقط إلى نفس المشكلات التي تسببها التوربينات ، ولكن لها أيضًا تأثير مماثل لتأثير السدود. قناطر المد والجزر تعطل هجرة الأسماك وتؤدي إلى فيضانات تغير المناظر الطبيعية بشكل دائم.
5. الطلب على الطاقة
بينما تولد طاقة المد والجزر كميات يمكن التنبؤ بها من الكهرباء ، إلا أنها لا تفعل ذلك باستمرار. في حين أن التوقيت الدقيق لإنتاج الكهرباء لمحطة المد والجزر معروف ، فإن العرض والطلب على الطاقة قد لا يتطابقان.
على سبيل المثال ، سيتم توليد كهرباء المد والجزر في حوالي الظهيرة إذا كان ارتفاع المد في ذلك الوقت. عادةً ما يكون في الصباح والمساء أعلى استهلاك للطاقة ، مع أقل طلب في منتصف النهار.
لذلك ، على الرغم من إنتاج كل هذه الكهرباء ، فإن محطة طاقة المد والجزر لن تكون مطلوبة. لتعظيم استخدام الطاقة التي تولدها ، يجب أن تقترن طاقة المد والجزر بتخزين البطارية.
وفي الختام
باستخدام الطاقة المتولدة عن طريق تحويل المد والجزر والتيارات المحيطية ، تحول طاقة المد والجزر إلى كهرباء مفيدة. إن قنابل المد والجزر ومولدات تيار المد والجزر وأسوار المد هي مجرد أمثلة قليلة على التقنيات المختلفة التي يمكن استخدامها لتسخير طاقة المد والجزر.
تتمثل الفوائد الرئيسية لقوة المد والجزر في أنها موثوقة وخالية من الكربون ومتجددة وتوفر ناتجًا كبيرًا من الطاقة.
تشمل العيوب الرئيسية لقوة المد والجزر حقيقة أن هناك عددًا قليلاً من المواقع للتركيب ، وهي باهظة الثمن ، وقد تضر التوربينات بالنظام البيئي ، ولا يلبي ناتج الطاقة دائمًا ذروة الطلب على الطاقة.
طاقة المد والجزر لديها القدرة على تجاوز مصادر الطاقة الأخرى مع تقدم تقنيات طاقة المد والجزر وتخزين الطاقة.
توصيات
- 20 معلومة عن الطاقة الكهرومائية لم تعرفها من قبل
. - المركبات التي تعمل بالهيدروجين: تعرف على إيجابيات وسلبيات
. - كيف تعمل الطاقة الكهرومائية
. - مزايا وعيوب الطاقة الحرارية الجوفية
. - كيف يعمل الوقود الحيوي؟ 10 خطوات لإنتاج الوقود الحيوي
دعاة حماية البيئة عن ظهر قلب. كاتب محتوى رئيسي في EnvironmentGo.
أسعى لتثقيف الجمهور حول البيئة ومشاكلها.
لقد كان الأمر دائمًا متعلقًا بالطبيعة ، يجب أن نحميها لا أن ندمرها.