انرژی جذر و مد  ( Root extend Energy )

مقدمه
نيروهاي گرانشي مابين ماه و خورشيد و زمين سبب بالا و پايين رفتن منظم آب اقيانوس‌ها در سراسر جهان گرديده كه نتيجه آن امواج جزر و مدی مي باشد. ماه نيرويي بيش از دو برابر نيرويي كه خورشيد بر امواج جزر و مد وارد مي‌نمايد اعمال مي‌كند، در نتيجه جزر و مد به وضوح تابعي است از گردش ماه به دور زمين. ايجاد موج در روز و سيكل جزر در سطح هر جزئي از اقيانوس وجود دارد. با وجود كم بودن دامنه ارتفاع موج جزر و مد در اقيانوس‌هاي آزاد، به علت آشفتگي بالا، داراي جابه جايي نسبتا قابل توجهي مي‌باشند.

نمونه ای از نيروگاه جزر و مدی

مكانيزم
اين نيروگاه‌ها از انرژی نهفته شده در جزر و مد استفاده مي‌كنند، اين انرژي عبارت است از انرژي پتانسيل(انرژي نهان يا ساكن) حاصل از جابجايي عمودي توده آب ساكن و يا انرژي جنبشي وابسته به شدت جريان (انرژی جريان جزر و مدی) كه به هر دليل پديده جزر و مد كه خود ناشي از نيروهاي گرانشي (جاذبه) ماه و خورشيد مي‌باشند، بوجود مي‌آيد. در بعضي از انواع اين نيروگاه‌ها از جريان آب هم در جزر و هم در مد استفاده مي‌نمايند. همانطور كه در شكل مشاهده ميشود، آب از بالا وارد شده و باعث جدايي دو صفحه گشته و نيروي حاصل از آن فنر پيچشي را تحت فشار قرار مي‌دهد و با فروكش كردن آب و خالي شدن محفظه و برگشتن فنر به حالت اوليه باعث چرخش توربين مي‌شود. نيروگاه‌هاي موجي مي‌توانند در دو حالت تك منظوره و دو منظوره طراحي و ساخته شوند. دو منظوره بدان معناست كه توربين در هر دو حالتي كه آب جريان دارد كار كند. زماني كه آب بالا مي‌آيد و همچنين طي زماني كه آب فروكش كرده و به اقيانوس باز مي‌گردد. ولي در سيستم تك منظوره توربين فقط در زمان سيكل فروكش كار مي‌كند. اين نوع دريچه‌هاي آب در زمان موج باز مي‌مانند و اجازه مي‌دهند كه آب فضاي آبگير را پر نمايد. سپس دريچه ها بسته مي‌شوند. ارتفاع و هد آب افزايش مي‌يابد و توربين‌ها روشن مي‌شوند و آب در دوره فروكش از آبگير به درون اقيانوس باز مي‌گردد. مزاياي روش توربين دومنظوره اين است كه بطور دقيق مدلي از پديده طبيعي موج است و كمترين ميزان ﺗﺄثير در محيط را دارد و از قضا در بعضي از انواع خود بازده بسيار بالايي هم دارد. اما اين روش به لوازم پيچيده و توربين‌هاي دوجهته بازگردنده گران‌قيمت و تجهيزات الكتريكي نياز دارد. از سوي ديگر روش تك منظوره بسيار ساده تر است و به توربين‌هاي چندان گران قيمتي نياز ندارد. از جمله جنبه‌هاي منفي روش تك منظوره مي توان به زيان بيشتر آن براي محيط اشاره نمود. از آنجايي كه ارتفاع هد بيشتري براي آب ايجاد مي‌نمايد كه سبب انباشته شدن رسوبات و ته نشيني‌ها در آبگير مي‌شود. سواي اينها هر دو روش در عمل به كار گرفته مي‌شود. براي مثال نيروگاه‌هاي موجي لارانس و كيسلايا گوبا از نوع توربين‌هاي دو منظوره هستند درحالي كه نيروگاه موجي آناپوليس از نوع تك منظوره است. يكي از پارامترهاي اصولي و مرسوم نيروگاه‌هاي آبي توان خروجي آن مي‌باشد.

مزايا و معايب
انرژي موجي يك انرژي پاك پايان ناپذير است. اين ويژگي‌هاي برجسته انرژي موجي را در آينده‌اي نزديك به منبعي مهم و در عين حال جهاني جهت توليد انرژي تبديل خواهد نمود. براي دستيابي به اين هدف صنعت توليد انرژي موجي جزر و مدي بايد در جهت بازدهي بالاتر و هزينه‌هاي كمتر و اجماع جهاني براي گسترش آن گام بردارد. بلندترين امواج در جهان به ندرت بتواند با ارتفاع و هد آب كه در نيروگاه‌هاي رايج بر رودخانه ها كه بالغ بر ده‌ها و صدها متر مي‌شود مقايسه شود. ارتفاع و هد كم نيروگاه‌هاي موجي مشكلات فني نسبي را براي طراحان ايجاد مي‌نمايد. اساسي‌ترين مشكل پيشروي طراحان، كارايي پايين اغلب ژنراتور هيدروليكي به كار گرفته شده روي سدها با چنين ارتفاع و هد آب كمي مي‌باشد، و در سوي ديگر ژنراتورهاي طراحي شده براي اين سيستم بسيار گران و پيچيده هستند.

مسائل اقتصادي
مي‌توان پيش بيني كرد انرژي موجي و جزر و مد براي قرن‌هاي متمادي از نقطه نظر زماني و دامنه و گستره استفاده از ساير انرژي‌ها پيشي گيرد. هر چند كه مشكلات و دشواري‌هاي عديده‌اي براي گردآوري ابن منبع انرژي در قياس با انرژي خورشيدي و انرژي باد كه در مناطق وسيعي مرسوم شده‌اند وجود دارد. علاوه بر اين ﺗﺄسيسات مرسوم و رايج نيروگاه‌هاي تركيبي موجي كه شامل سدهاي عظيم در اقيانوس‌هاي آزاد مي‌باشد به دشواري مي‌تواند از نظر صرفه اقتصادي با آن دسته از نيروگاه‌هاي سوخت فسيلي و حرارتي كه در حال حاضر مولفه‌هاي اصلي توليد انرژي الكتريكي در جهان هستند و با ذغال سنگ و سوخت ارزان، در دسترس و فراوان كار مي‌كنند رقابت كند.

آمار در جهان
در حال حاضر تنها چهار نيروگاه موجي در مقياس صنعتي در جهان وجود دارد كه همگي آنها پس از جنگ جهاني دوم ساخته شده اند. كه عبارتند از نيروگاه موجي لارانس در فرانسه (1976) نيروگاه موجي كيس لايا گوبا در روسيه (1968) آناپوليس در كانادا (1984) و دست آخر جيانگ زي يا در كشور چين (1985).

مسائل محيط زيست
همانگونه كه پيش‌تر اشاره شد تمامي نيروگاه‌هاي موجي و جزر و مد موجود با طراحي‌هاي مرسوم و رايجي ساخته شده‌اند و بر اساس راه‌اندازي ايستگاه‌هاي توليد قدرت با در نظر گرفتن مولفه‌هاي اصولي طراحي با ايجاد سد بر رودخانه‌ها بنا گرديده‌اند. اين روش رايج توجيه بسيار ضعيف اكولوژيك و زيست محيطي دارد چرا كه ايجاد سد به نحوي مهاجرت ماهي‌ها را با مشكل مواجه مي‌كند و توازن جمعيتي آنها را به هم مي‌ريزد. محيط زيست را با ايجاد سيلاب و باتلاق در سرزمين‌هاي مجاور تخريب مي‌كند. ايجاد سيلاب موضوعي مختص به نيروگاه‌هاي قدرت موجي نيست زيرا سطح آب در آبگير نمي‌تواند بيشتر از سطح نرمال و طبيعي آب باشد.

نتيجه گيري
امواج نقش مهمي را در بهبود آب و هواي جهاني (مانند حفظ اكوسيستم‌ها) ايفا مي‌كنند در عين حال منبع بالقوه زيرساختي توليد منابع انرژي تجديدپذير براي آينده انسان محسوب مي‌گردد. به پايان رسيدن منابع نفتي و انتشار گازهاي گلخانه‌اي با سوختن ذغال سنگ، نفت و ساير سوخت‌هاي فسيلي و انباشته شدن پسماندهاي هسته اي از رآكتورهاي اتمي، انسان ها را ناچار خواهد نمود كه در آينده اغلب منابع انرژي سنتي كنوني را با منابع انرژي تجديدپذير جايگزين كنند. انرژي امواج يكي از بهترين گزينه‌هاي اين ديدگاه نوين است. مبدل‌هاي انرژي جديد با بازدهي زياد و ارزان و سازگار با طبيعت از قبيل توربين هاي تريپل هليكس مي‌تواند انرژي امواج را در سرتاسر جهان به يك انرژي در دسترس تبديل كند.

اين انرژي لزوماً نبايد در نيروگاه‌هاي مولتي مگاواتي استفاده شود بلكه در مقياس نيروگاه‌هاي كوچك با توان توليدي چند كيلو واتي نيز ميتواند مورد بهره برداري قرار گيرد و انرژي پاك را براي مصارف انفرادي و شخصي در دسترس قرار دهد به طوري كه در مناطق اقليمي خاص مثلاً در جزاير دوردست كه در آن مناطق جريان‌هاي سهمگين امواج وجود دارد بصورت مستقيم حتي در مصارف خانگي به كار گرفته شود.

بازگشت به صفحه اصلی

گردآوری:گروه تی وی تی کام