استخدامات طاقة المد والجزر ” قديما وحديثا “
استخدامات طاقة المد والجزر قديما وحديثا
طاقة المد والجزر هي أحد أشكال الطاقة المتجددة، وتشتق من حركة الأمواج أو المد والجزر بسبب جاذبية الأرض والقمر. يمكن استخدام هذا النوع من الطاقة للعمل أو تحويله إلى أشكال أخرى من الطاقة، وتم استخدامه في الماضي ويمكن استخدامه في الوقت الحالي في العديد من الاستخدامات
كهرباء المد والجزر
الاستخدام الأكبر والرئيسي لطاقة المد والجزر هو في توليد الكهرباء ويتم إجراء معظم الأبحاث لتحقيق هذه الغاية. كهرباء المد والجزر رخيصة وطويلة العمر وغير ملوثة بطبيعتها. لها فوائد على الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بمعنى أنها يمكن التنبؤ بها بطبيعتها ولديها أيضًا عامل تحميل أعلى. الاستخدام الآخر لطاقة المد والجزر منخفض جدًا مقارنة بالطاقة الحرارية الجوفية التي تستخدم بشكل أساسي لأغراض التدفئة.
يمكننا استغلال طاقة المد والجزر لتوليد الكهرباء للمنازل والشركات، وذلك بدلا من استخدام الفحم والنفط اللذين يساهمان في ظاهرة الاحتباس الحراري. تعمل مولدات المد والجزر (أو التوربينات) بنفس مبدأ توربينات الرياح، ولكنها تستخدم تيارات المحيطات بدلا من الرياح لتوليد الحركة. يتصل التوربين بجهاز آخر يولد الكهرباء، ومن ثم يتم نقلها عبر الأسلاك إلى المدينة التي تحتاجها.
تُستخدم طاقة المد والجزر في فرنسا لتوليد 240 ميغاواط من الكهرباء بتكلفة منخفضة للغاية، وهناك مصانع أخرى أصغر تعمل في كندا والصين وكوريا أيضًا. والآن يتم وضع أكبر مولد لطاقة المد والجزر في العالم قبالة سواحل إنفرجوردون في اسكتلندا
مطاحن الحبوب
تم استخدام طاقة المد والجزر لمئات السنين ، تمامًا مثل مطاحن الرياح ، تم استخدام طاقة المد والجزر في التكسير الميكانيكي للحبوب في مطاحن الحبوب ، تم استخدام حركة التوربينات بسبب طاقة المد والجزر في سحق الحبوب ، ومع ذلك ، مع ظهور الوقود الأحفوري ، أصبح استخدام طاقة المد والجزر منخفضًا جدًا.
تخزين الطاقة
يمكن استخدام طاقة المد والجزر كمخزن للطاقة، وهي واحدة من استخدامات الطاقة المائية، مثل العديد من السدود الكهرومائية التي يمكن استخدامها لتخزين كميات كبيرة من الطاقة. لذلك، يمكن تعديل قناطر المد والجزر مع خزاناتها لتخزين الطاقة، على الرغم من أن هذا لم يتم تجربته. لكن باستخدام التعديلات المناسبة، يمكن تخزين طاقة المد والجزر أيضا، على الرغم من أن التكاليف قد تكون عالية.
توفير الحماية للساحل في العواصف الشديدة
يمكن أن تمنع قناطر المد والجزر الأضرار التي تلحق بالساحل أثناء العواصف الشديدة وتوفر أيضًا وسيلة نقل سهلة بين ذراعي خليج أو مصب تم بناؤه عليه ، يحمي الفيضانات الساحلية بسبب ثبات الدرع الصخري في ظل ظروف التصميم المختلفة. يمكن أن تتحمل بحيرات المد والجزر 1 من 500 من عواصف وموجات العواصف في السنة.
مزايا طاقة المد والجزر
تنشأ المد والجزر كنتيجة لتفاعل جاذبية الأرض والشمس والقمر، حيث يتسبب صعود وهبوط المد والجزر، والذي يمكن أن يصل إلى أكثر من 12 مترا في بعض الحالات، في إنتاج طاقة كامنة، وتوليد تيارات مدية وجزرية تحتوي على طاقة حركية، ويمكن جني الطاقة من هذين النوعين من المد والجزر باستخدام تقنيات الطاقة المتجددة، وتتضمن فوائد المد والجزر ما يلي
- يمكن توقع طاقة المد والجزر ، حيث أن إنتاج الطاقة لا يتأثر بالظروف الجوية بل يتأثر بدورات القمر والشمس والأرض ، مما يوفر دورة يمكن التنبؤ بها كل أسبوعين ، ونصف سنوي ، وسنوي ، تم استخدام طواحين المد والجزر في أوروبا منذ حوالي عام 700 ، منذ الستينيات ، تم تطوير خمسة مشاريع تجاريًا.
- بالاعتراض على الرياح، يمكن التنبؤ بمد وجزر البحر، وبالتالي يسهل تحديد موقع وضع توربينات الطاقة المد والجزر ومعرفة كمية الطاقة التي ستولدها.
- يمكن توليد الطاقة على مدار الساعة، وبالإضافة إلى ذلك، لا يتأثر نطاق المد والجزر بالظروف الجوية .
- تتميز التوربينات التي تستخدم تحت الماء بعدم إفساد المنظر، لأنها غالبًا ما تكون مخفية تحت الماء
- المد والجزر يمكن التنبؤ بها بسهولة .
- غير مكلفة للصيانة .
- مصدر موثوق ومتجدد للطاقة .
- تتميز الطاقة الحرارية بكثافة عالية مقارنة بأشكال الطاقة المتجددة الأخرى .
- لا يتم إنتاج أي غازات دفيئة أو نفايات أخرى .
- تعد توربينات المحور الرأسي والتوربينات البحرية بناءً غير مكلف وتترك تأثيرًا أقل على البيئة .
- تعتبر توربينات المد والجزر 80٪ فعالية، وهي أكثر كفاءة من مولِّدات الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح.
- تحد منشآت القنوات المائية من آثار موجات المد والجزر العالية على الأرض.
بحث عن طاقة المد والجزر
يتم إنشاء طاقة المد والجزر باستخدام حركة المد والجزر والمحيطات ، حيث تكون شدة المياه من صعود وهبوط المد والجزر شكلاً من أشكال الطاقة الحركية. تحيط قوة المد والجزر بالطاقة الكهرومائية الجاذبية ، والتي تستخدم حركة الماء لدفع التوربين لتوليد الكهرباء. تشبه التوربينات توربينات الرياح ، إلا أنها موضوعة تحت الماء.
في القرن العشرين، طور المهندسون طرقا لتوليد الكهرباء باستخدام حركة المد والجزر في المناطق التي تشهد نطاقا كبيرا من المد. تستخدم جميع الطرق مولدات خاصة لتحويل طاقة المد والجزر إلى كهرباء، ويوجد حاليا ثلاث طرق مختلفة للحصول على طاقة المد والجزر: تيارات المد والجزر، والقنوات، وبحيرات المد والجزر.
تعد طاقة المد والجزر هي مصدر متجدد للكهرباء لا ينتج عنه انبعاث الغازات المسؤولة عن الاحتباس الحراري أو الأمطار الحمضية المرتبطة بالكهرباء المولدة من الوقود الأحفوري، يمكن أن يؤدي استخدام طاقة المد والجزر أيضًا إلى تقليل الحاجة إلى الطاقة النووية ، مع مخاطر الإشعاع المرتبطة بها .
يقع أكبر مشروع لطاقة المد والجزر في العالم في كوريا الجنوبية، ويطلق عليه محطة كهرباء بحيرة سيهوا، ولديها قدرة إنتاج تصل إلى 254 ميغاواط. تقع أقدم وثاني أكبر محطة لتوليد الطاقة من المد والجزر في العالم في بريتاني بفرنسا، وتسمى محطة الطاقة المد والجزر لارانس، وكما هو الحال مع أي مصدر للطاقة، لها مزايا وعيوب .
عقبات طاقة المد والجزر
تتمتع طاقة المد والجزر بالقدرة على توفير جميع احتياجاتنا من الطاقة، وبالتالي تُلغي الحاجة إلى الوقود الأحفوري، وعلى الرغم من توفر تكنولوجيا المد والجزر لعدة عقود، إلا أنها تواجه العديد من التحديات
- يعتبر وضع التوربينات في تيارات المد والجزر أمرًا معقدًا، حيث إن الآلات الكبيرة تعطل المد الذي يتم محاولة استخدامه، ويمكن أن يكون لهذا تأثير بيئي شديد، وذلك يعتمد على حجم التوربين وموقع تيار المد والجزر .
- تعتبر إنشاء محطات طاقة المد والجزر مكلفة حاليًا بسبب الاستثمارات الرأسمالية العالية المطلوبة.
- تتعلق القضايا البيئية مثل تغير الموائل بشكل خاص بتأثيرات وابل المد والجزر.
- يمكن أن تشكل صيانة المعدات وإصلاحها تحديًا.
- تحدث المد والجزر القوية بشكل طبيعي لمدة 10 ساعات في اليوم، وبالتالي يجب تطوير سعة تخزين الطاقة المد والجزر بسبب الطلب المحدود على الطاقة.
- توفير طاقة المد والجزر للمجتمعات الساحلية يعد أمراً صعباً، حيث أن الطاقة الناتجة عن المد والجزر غالبًا تكون بعيدة عن مواقع استخدام الكهرباء في الداخل.
- تكلفة البناء الأولية مرتفعة للغاية .
- تشكل الطمي خلف الوابل .
- تؤثر محطات المد والجزر على الحيوانات والنباتات التي تعيش بالقرب منها .
- توجد عدد قليل جدًا من المواقع المناسبة لبناء القنوات .
- تسبب هجرة الكائنات الحية في المحيط .
- لا يمكن تجديد المياه بانتظام، وبالتالي، تتراكم الرواسب داخل القناة .
- تنتج الطاقة لمدة تصل إلى 10 ساعات فقط في اليوم عندما يتحرك المد والجزر.