ما هو المد والجزر؟
تتسبب قوى جاذبية الشمس والقمر جنبًا إلى جنب مع دوران الأرض في الارتفاع والانخفاض بالتناوب في مستوى سطح البحر.
في مكان معين ، والذي يحدث عادة مرتين في اليوم القمري ، يُطلق على ارتفاع مستوى سطح البحر المد العالي ، بينما يسمى الانخفاض بالمد والجزر المنخفض.
عندما يكون حقلا الجاذبية للأرض والقمر في خط مستقيم ، تصبح تأثيرات هذين الحقلين قوية جدًا.
كما يتسبب في تدفق ملايين الجالونات من المياه على الساحل ، مما يتسبب في ارتفاع المد.
وبالمثل ، عندما تكون مجالات الجاذبية للقمر والأرض متعامدة مع بعضها البعض ، فإن تأثيرات هذه الحقول تضعف.
يؤدي هذا إلى تدفق المياه بعيدًا عن الشاطئ ، مما يؤدي إلى انخفاض المد.
عندما يكون القمر محاذيًا تمامًا للأرض والشمس ، فإن جاذبية الشمس والقمر على الأرض تصبح أقوى بكثير وتكون المد العالي أعلى بكثير.
يكون المد المنخفض أقل بكثير خلال كل دورة من دورات المد والجزر ، وتحدث هذه الحالة أثناء مرحلة اكتمال القمر أو طور القمر الجديد ، ويُعرف هذا المد باسم المد الربيعي.
وبالمثل ، تنشأ حالة مد أخرى ، عندما يؤدي سحب جاذبية القمر والشمس على بعضهما البعض إلى إلغاء تأثيرهما.
ينتج عن هذا فرق أصغر بين المد والجزر ، بسبب حركة السحب الأصغر في مياه البحر.
مما يؤدي إلى المد والجزر الضعيف ، وهذا المد الضعيف يعرف بالمد والجزر ، ويحدث المد أثناء ربع القمر.
ما هي طاقة المد والجزر؟
المد والجزر ظاهرة منتظمة يمكن توقعها قبل شهور وسنوات ، وبالتالي فإن طاقة هذه الحركة الهائلة للمياه.
يمكن أيضًا تسخيرها وتحويلها إلى شكل من أشكال الطاقة القابلة للاستخدام ، وتسمى الطاقة التي يتم الحصول عليها من ارتفاع وانخفاض المد والجزر طاقة المد والجزر.
يتم بناء قناطر المد والجزر ، أو السدود ، من خلال فتحة ضيقة في البحر ، حيث تندفع المياه إلى السد عندما يرتفع مستوى سطح البحر.
وهذا بدوره يدفع شفرات التوربينات الملحقة بفتحة السد لتوليد الكهرباء.
كيف يمكن توليد الطاقة الكهربائية من قوة المد والجزر؟
باستخدام قوة المد والجزر ، يتم إنتاج الطاقة من الجاذبية لكل من القمر والشمس ، والتي تسحب الماء إلى أعلى.
بينما تسحب قوة دوران الأرض وجاذبيتها الماء إلى أسفل ، مما يؤدي إلى ارتفاع وانخفاض المد والجزر.
حركة الماء من المد والجزر المتغيرة هي شكل طبيعي من أشكال الطاقة الحركية.
كل ما يتطلبه الأمر هو مولد بخار أو توربين مد والجزر أو أحدث تقنيات طاقة المد والجزر الديناميكية (DTP) لتحويل الطاقة الحركية إلى كهرباء.
صممت الشركة الهندسية SIMEC Atlantis مؤخرًا أكبر توربين مد والجزر في العالم ، والذي يمكنه توليد المزيد من الكهرباء مع انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة.
ومع ذلك ، فإن طاقة المد والجزر في الوقت الحالي ليست أرخص شكل من أشكال الطاقة المتجددة ، ولم يتم بعد تحديد التأثيرات الحقيقية لقوة المد والجزر على البيئة بشكل كامل.
ما هي مزايا طاقة المد والجزر؟
هناك العديد من المزايا لقوة المد والجزر (أو قوة المد والجزر) ، بما في ذلك ما يلي:
نظيفة وصغيرة الحجم
تعد طاقة المد والجزر مصدرًا معروفًا للطاقة الخضراء ، على الأقل من حيث انبعاثات الغازات الضارة الصفرية وعدم شغل مساحة كبيرة.
أكبر مشروع لتوليد الطاقة من المد والجزر في العالم هو محطة طاقة المد والجزر في بحيرة سيهوا في كوريا الجنوبية ، بقدرة مركبة تبلغ 254 ميجاوات.
تمت إضافة المشروع ، الذي تم بناؤه في عام 2011 ، بسهولة إلى الممر الذي تم بناؤه بطول 12.5 كم.
القوة المستمرة والمتوقعة
فائدة أخرى لقوة المد والجزر هي أنه يمكن التنبؤ بها لدرجة أن قوى الجاذبية للأجرام السماوية لن تتوقف في أي وقت قريب.
أيضًا ، نظرًا لأن المد المرتفع والمنخفض يكون دوريًا ، فمن الأسهل على المهندسين تصميم أنظمة فعالة أكثر من التنبؤ بموعد هبوب الرياح أو متى تشرق الشمس.
طول عمر المعدات
يمكن أن تدوم محطات توليد الطاقة من المد والجزر لفترة أطول بكثير من مزارع الرياح أو الطاقة الشمسية ، مع عمر أطول بأربعة أضعاف.
قناطر المد والجزر هي هياكل خرسانية عالية ، وعادة ما يتم بناؤها عند مصبات الأنهار.
تحتوي السدود أيضًا على أنفاق بطولها تحتوي على توربينات يتم تشغيلها عندما تتدفق المياه من جانب واحد عبر السدود إلى الجانب الآخر.
يقال إن هذه الهياكل الشبيهة بالسدود تتمتع بعمر يصل إلى حوالي 100 عام ، وبالتالي فإن عمر قوة المد الأطول يجعلها أكثر تنافسية من حيث التكلفة على المدى الطويل.
تشمل الميزات الأخرى لقوة المد والجزر ما يلي:
- صديق للبيئة.
- كثافة طاقة عالية.
- تكاليف التشغيل والصيانة منخفضة.
- مصدر طاقة لا ينضب.
ما هي عيوب طاقة المد والجزر؟
هناك أيضًا بعض عيوب قوة المد والجزر ، وهي:
نقص البحث
بينما لم يتم استكشاف الآثار الحقيقية لقناطر المد والجزر والتوربينات في البيئة البحرية بشكل كامل.
كانت هناك بعض الأبحاث حول كيفية تعامل السدود مع مستويات المحيطات ويمكن أن يكون لها تأثيرات سلبية مماثلة للطاقة الكهرومائية.
اتبع أيضًا:
تأثير انبعاثات المجال الكهرومغناطيسي
قال جيف وارد ، عالم البيئة البحرية في PNNL ، إن الانبعاثات الكهرومغناطيسية يمكن أن تزعج أيضًا الحياة البحرية الحساسة.
أو التأثير السلبي على سلطعون Dungeness في الكشف عن الروائح من خلال قرون الاستشعار الخاصة بهم.
كما أنهم يرصدون ما إذا كانت الكائنات البحرية تنجذب أو تنفر من الحياة البحرية بشكل عام.
تكاليف بناء عالية
لا مفر من حقيقة أن طاقة المد والجزر تحمل واحدة من أثمن الأسعار الأولية ، حيث تبلغ تكلفة مشروع Swansea Bay Tidal Lagoon المقترح في ويلز بالمملكة المتحدة 1.3 مليار جنيه إسترليني (1.670 مليون دولار).
تبلغ تكلفة محطة طاقة المد والجزر ببحيرة سيهوا حوالي 560 مليون دولار أمريكي ، وتكلفة لارانس 620 مليون فرنك عام 1966.
باستخدام حاسبة التحويل والتضخم عبر الإنترنت ، بلغ هذا المبلغ حوالي 940 مليون دولار في عام 2018.
تشمل العيوب الأخرى لقوة المد والجزر ما يلي:
- حدود الموقع.
- الشدة المتغيرة لأمواج البحر.
هل لطاقة المد والجزر مستقبل؟
نحن جميعا ندرك قوة الماء. من الأنهار المتدفقة إلى المد والجزر في المحيطات ، فإن كمية الطاقة التي تولدها مذهلة ، وهذا بحد ذاته مورد طاقة هائل يمكن أن يساعدنا في تغيير طرقنا.
يتكون الكوكب من 71٪ ماء ، 96.5٪ منها موجود في المحيطات ، لذا فهو بلا شك مورد طاقة يجب أن نأمل في الاستفادة منه.
مع تقدم التكنولوجيا وتزداد حاجتنا إلى البيئة ، تزداد أهمية قوة المد والجزر.
سيثبت أنه أقل من مورد غير مستغل ، لذلك يجب أن تكون حالة متى ، وليس إذا ، عندما يتعلق الأمر بقوة المد والجزر.
اقرأ أيضًا: