تقدر إمكانات المد والجزر في جميع أنحاء العالم بحوالي 700 تيراواط ساعة في السنة ، في الوقت الحالي ، أصبحت طاقة المد والجزر في مراحل التطوير الأولى وغير قادرة على التنافس مع الوقود الأحفوري ، ومع ذلك ، فإن التركيز على مصادر الطاقة المتجددة والطلب على الطاقة النظيفة يسهم في التطور السريع لأساليب تطوير مصدر الطاقة هذا .
ما هي طاقة المد والجزر
تتعلق طاقة المد والجزر بنوع من القوة يحول بشكل خاص كفاءة المد والجزر إلى أشكال مفيدة من الديناميكية ، وعلى الرغم من عدم استخدامه على نطاق واسع ، إلا أنه يمثل استثمارًا كبيرًا عندما يتعلق الأمر بتوليد الكهرباء ، وفي الوقت الحالي ، لا تزال طاقة المد والجزر في مراحل التطوير المبكرة ، ولا تستطيع المنافسة مع الوقود الأحفوري ، ومع ذلك ، يساهم التركيز على مصادر الطاقة المتجددة والطلب على الطاقة النظيفة في التطور السريع للمنهجيات لتسخير هذا النوع من مصادر الطاقة ، وتقدم طاقة المد والجزر بالفعل العديد من المزايا ، ولكن يجب الوضع في الاعتبار أنها مرتبطة أيضًا ببعض العيوب . [1]
ايجابيات طاقة المد والجزر
طاقة متجددة
تعد طاقة المد والجزر مصدر للطاقة المتجددة ، ومصدر الطاقة هذا ناتج عن حقول الجاذبية من كل من الشمس والقمر ، بالإضافة إلى دوران الأرض حول محورها ، مما يؤدي إلى ارتفاع المد والجزر .
طاقة نظيفة
قوة المد والجزر هي مصدر للطاقة الصديقة للبيئة ، فبالإضافة إلى كونها طاقة متجددة ، فإنها لا تنبعث منها أي غازات مناخية ولا تشغل مساحة كبيرة .
يمكن التنبؤ بها
أثبتت الدراسات أن تيارات المد والجزر يمكن التنبؤ بها للغاية ، ويتطور المد العالي والمنخفض مع دورات معروفة ، مما يسهل عملية إنشاء النظام بأبعاد مناسبة ، نظرًا لأننا نعرف بالفعل نوع القوى التي ستتعرض لها المعدات ، ولهذا السبب ، على الرغم من أن التوربينات المستخدمة (مولدات تيار المد والجزر) تشبه إلى حد بعيد توربينات الرياح ، فإن الحجم الفعلي والقدرة المثبتة لهما قيود أخرى تمامًا .
فعالة في السرعات المنخفضة
الماء يحتوي على 1000 مرة كثافة أعلى من الهواء ، مما يجعل من الممكن توليد الكهرباء بسرعات منخفضة ، وتشير الحسابات إلى أنه يمكن توليد الطاقة حتى عند 1 متر / ثانية ( أي ما يزيد قليلاً عن 3 أقدام في الثانية ) . [2]
تقلل من الاستيراد الاجنبي للوقود
من خلال تسخير طاقة المد والجزر على نطاق واسع ، يمكن المساعدة في تقليل استيراد الوقود الأجنبي وتعزيز أمن الطاقة ، حيث لن يضطر الناس إلى الاعتماد كثيرًا على استيراد الوقود من دول أخرى لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة .
حماية الموانئ الساحلية
السدود والصناديق الصغيرة ، التي تستخدم لتسخير طاقة المد والجزر ، يمكن أن تحمي موانئ السفن والمناطق الساحلية من عوامل المد والجزر الخطرة أثناء العواصف والظروف الجوية السيئة . [1]
سلبيات طاقة المد والجزر
الاثار البيئية
كما ذكرنا سابقًا ، فإن تأثيرات محطات توليد طاقة المد والجزر على البيئة لم تتحدد بالكامل بعد ، ونحن نعلم أن محطات توليد الطاقة هذه تولد كهرباء بسيطة ، وتعتمد قنابل المد والجزر على التلاعب في مستويات المحيط وبالتالي يمكن أن يكون لها تأثيرات بيئية على البيئة مماثلة لتلك الخاصة بالسدود الكهرومائية ، ويجري حاليا تطوير الحلول التكنولوجية التي من شأنها حل بعض هذه القضايا .
قريبة من الأرض
يجب بناء محطات طاقة المد والجزر بالقرب من الأرض ، وهذا أيضًا مجال يتم فيه العمل على الحلول التكنولوجية ، ونأمل في غضون بضع سنوات أن نستغل تيارات المد والجزر الأضعف ، في أماكن بعيدة في البحر .
عالية التكلفة
من المهم أن ندرك أن طرق توليد الكهرباء من طاقة المد والجزر هي تقنيات حديثة نسبيًا ، ومن المتوقع أن تكون قوة المد والجزر مربحة تجاريا خلال عام 2020 مع وجود تكنولوجيا أفضل ومقاييس أكبر . [2]
محدودية توليد الطاقة
تعتبر طاقة المد والجزر مصدرًا متقطعًا للطاقة ، حيث لا يمكنها توفير الكهرباء إلا عندما يرتفع المد ، والذي يحدث حوالي 10 ساعات يوميًا في المتوسط ، هوذا يعني أن طاقة المد والجزر يمكن اعتبارها موثوقة فقط عندما تكون مصحوبة بحلول فعالة لتخزين الطاقة .
لا تزال تعتبر تكنولوجيا جديدة
لا تزال طاقة المد والجزر مصدرًا نظريًا أكبر للطاقة ، حيث تقتصر طاقة المد والجزر في الحياة الواقعية على عدد قليل فقط من المشاريع النموذجية ؛ لأن التكنولوجيا قد بدأت قريبا في التطور ، وتحتاج إلى الكثير من البحوث والأموال الضخمة قبل أن تصل إلى الوضع التجاري . [1]
كيف تعمل طاقة المد والجزر
هناك العديد من الطرق المقترحة للاستفادة من طاقة المد والجزر ، حيث يتم استخدام جميعها ماعدا واحدة فقط وهذه الطرق كالتالي :
سد المد والجزر هو نوع من السدود التي يتم السيطرة عليها : ويتم توليد الطاقة عن طريق السماح للمياه بالتدفق إلى منطقة مغلقة أثناء المد العالي ، ثم التحكم في عودة المياه عبر بوابات السد ، ويمكن وضع التوربينات في البوابات ، مما يسمح بتوليد الكهرباء مع عودة المد والجزر .
بحيرات المد والجزر الشبيهة بالقناطر إن المنطقة المقترحة التي تحيط بالمياه عند المد العالي هي مناطق اصطناعية ، ومن خلال الاستخدام الذكي والتباعد ، يعد الحل المقترح هو حقيقة أن معظم مناطق المد والجزر ستسمح فقط بحوالي عشر ساعات من إنتاج الطاقة يوميًا .
أخيرًا ، تعتبر قوة المد والجزر حلاً مقترحًا للتأثير البيئي للعديد من مولدات المد والجزر المستخدمة ، وذلك من خلال إنشاء هيكل خرساني ذي طول هائل على شكل حرف T ، وتتمثل الفكرة في تسخير غالبية تيارات المد والجزر التي تسير بالتوازي مع الساحل بدلاً من ذلك مباشرة .
ولم يتم اختبار DTP في هذه المرحلة ، ولكن يبدو أن العلم الذي يقف وراءه قوي تمامًا ويحل معظم المشكلات المرتبطة بقوة المد والجزر ، والمشكلة ، في هذه المرحلة ، هي أنها مغامرة محفوفة بالمخاطر نظرًا لأن نموذج العرض التوضيحي الأصغر ليس خيارًا قابلاً للتطبيق للاختبار لأن السد الطويل الذي تم إنشاؤه لهذا الغرض لن يولد أي طاقة تقريبًا . [3]
اين يتم استخدام طاقة المد والجزر
نظرًا لأن توليد طاقة المد والجزر جديد نسبيًا ، فلا يوجد الكثير من شركات طاقة المد والجزر التي تعمل على تطوير الاستثمار في هذه التكنولوجيا حتى الآن ، ومع ذلك هناك العديد من محطات الطاقة المد والجزر قيد الاستخدام بعضها مخصص للأغراض البحثية والتجريبية فقط ، لكن عدد محطات توليد الطاقة التجارية المدية في التزايد .
كانت محطة لا رانس La Rance لتوليد الطاقة المدارية أول مشروع كبير للطاقة على نطاق المد ، وتم افتتاحه بالفعل في عام 1966 ، وهي تقع في نهر لا رانس Rance الغني بالمياه في شمال غرب فرنسا ، إنها محطة لتوليد الطاقة بالمد والجزر بسعة إجمالية تصل إلى 240 ميجاوات ولدت من 24 توربينات ، ويبلغ الإنتاج السنوي للكهرباء 0.6 TWh (600 GWh) مما يعني أن متوسط التأثير اليومي طوال العام هو 68 MW ، وتعد لا رانس هو شكل من أشكال ما نسميه محطة توليد طاقة المد والجزر . [4]
ما هي طاقة المد والجزر
تتعلق طاقة المد والجزر بنوع من القوة يحول بشكل خاص كفاءة المد والجزر إلى أشكال مفيدة من الديناميكية ، وعلى الرغم من عدم استخدامه على نطاق واسع ، إلا أنه يمثل استثمارًا كبيرًا عندما يتعلق الأمر بتوليد الكهرباء ، وفي الوقت الحالي ، لا تزال طاقة المد والجزر في مراحل التطوير المبكرة ، ولا تستطيع المنافسة مع الوقود الأحفوري ، ومع ذلك ، يساهم التركيز على مصادر الطاقة المتجددة والطلب على الطاقة النظيفة في التطور السريع للمنهجيات لتسخير هذا النوع من مصادر الطاقة ، وتقدم طاقة المد والجزر بالفعل العديد من المزايا ، ولكن يجب الوضع في الاعتبار أنها مرتبطة أيضًا ببعض العيوب . [1]
ايجابيات طاقة المد والجزر
طاقة متجددة
تعد طاقة المد والجزر مصدر للطاقة المتجددة ، ومصدر الطاقة هذا ناتج عن حقول الجاذبية من كل من الشمس والقمر ، بالإضافة إلى دوران الأرض حول محورها ، مما يؤدي إلى ارتفاع المد والجزر .
طاقة نظيفة
قوة المد والجزر هي مصدر للطاقة الصديقة للبيئة ، فبالإضافة إلى كونها طاقة متجددة ، فإنها لا تنبعث منها أي غازات مناخية ولا تشغل مساحة كبيرة .
يمكن التنبؤ بها
أثبتت الدراسات أن تيارات المد والجزر يمكن التنبؤ بها للغاية ، ويتطور المد العالي والمنخفض مع دورات معروفة ، مما يسهل عملية إنشاء النظام بأبعاد مناسبة ، نظرًا لأننا نعرف بالفعل نوع القوى التي ستتعرض لها المعدات ، ولهذا السبب ، على الرغم من أن التوربينات المستخدمة (مولدات تيار المد والجزر) تشبه إلى حد بعيد توربينات الرياح ، فإن الحجم الفعلي والقدرة المثبتة لهما قيود أخرى تمامًا .
فعالة في السرعات المنخفضة
الماء يحتوي على 1000 مرة كثافة أعلى من الهواء ، مما يجعل من الممكن توليد الكهرباء بسرعات منخفضة ، وتشير الحسابات إلى أنه يمكن توليد الطاقة حتى عند 1 متر / ثانية ( أي ما يزيد قليلاً عن 3 أقدام في الثانية ) . [2]
تقلل من الاستيراد الاجنبي للوقود
من خلال تسخير طاقة المد والجزر على نطاق واسع ، يمكن المساعدة في تقليل استيراد الوقود الأجنبي وتعزيز أمن الطاقة ، حيث لن يضطر الناس إلى الاعتماد كثيرًا على استيراد الوقود من دول أخرى لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة .
حماية الموانئ الساحلية
السدود والصناديق الصغيرة ، التي تستخدم لتسخير طاقة المد والجزر ، يمكن أن تحمي موانئ السفن والمناطق الساحلية من عوامل المد والجزر الخطرة أثناء العواصف والظروف الجوية السيئة . [1]
سلبيات طاقة المد والجزر
الاثار البيئية
كما ذكرنا سابقًا ، فإن تأثيرات محطات توليد طاقة المد والجزر على البيئة لم تتحدد بالكامل بعد ، ونحن نعلم أن محطات توليد الطاقة هذه تولد كهرباء بسيطة ، وتعتمد قنابل المد والجزر على التلاعب في مستويات المحيط وبالتالي يمكن أن يكون لها تأثيرات بيئية على البيئة مماثلة لتلك الخاصة بالسدود الكهرومائية ، ويجري حاليا تطوير الحلول التكنولوجية التي من شأنها حل بعض هذه القضايا .
قريبة من الأرض
يجب بناء محطات طاقة المد والجزر بالقرب من الأرض ، وهذا أيضًا مجال يتم فيه العمل على الحلول التكنولوجية ، ونأمل في غضون بضع سنوات أن نستغل تيارات المد والجزر الأضعف ، في أماكن بعيدة في البحر .
عالية التكلفة
من المهم أن ندرك أن طرق توليد الكهرباء من طاقة المد والجزر هي تقنيات حديثة نسبيًا ، ومن المتوقع أن تكون قوة المد والجزر مربحة تجاريا خلال عام 2020 مع وجود تكنولوجيا أفضل ومقاييس أكبر . [2]
محدودية توليد الطاقة
تعتبر طاقة المد والجزر مصدرًا متقطعًا للطاقة ، حيث لا يمكنها توفير الكهرباء إلا عندما يرتفع المد ، والذي يحدث حوالي 10 ساعات يوميًا في المتوسط ، هوذا يعني أن طاقة المد والجزر يمكن اعتبارها موثوقة فقط عندما تكون مصحوبة بحلول فعالة لتخزين الطاقة .
لا تزال تعتبر تكنولوجيا جديدة
لا تزال طاقة المد والجزر مصدرًا نظريًا أكبر للطاقة ، حيث تقتصر طاقة المد والجزر في الحياة الواقعية على عدد قليل فقط من المشاريع النموذجية ؛ لأن التكنولوجيا قد بدأت قريبا في التطور ، وتحتاج إلى الكثير من البحوث والأموال الضخمة قبل أن تصل إلى الوضع التجاري . [1]
كيف تعمل طاقة المد والجزر
هناك العديد من الطرق المقترحة للاستفادة من طاقة المد والجزر ، حيث يتم استخدام جميعها ماعدا واحدة فقط وهذه الطرق كالتالي :
سد المد والجزر هو نوع من السدود التي يتم السيطرة عليها : ويتم توليد الطاقة عن طريق السماح للمياه بالتدفق إلى منطقة مغلقة أثناء المد العالي ، ثم التحكم في عودة المياه عبر بوابات السد ، ويمكن وضع التوربينات في البوابات ، مما يسمح بتوليد الكهرباء مع عودة المد والجزر .
بحيرات المد والجزر الشبيهة بالقناطر إن المنطقة المقترحة التي تحيط بالمياه عند المد العالي هي مناطق اصطناعية ، ومن خلال الاستخدام الذكي والتباعد ، يعد الحل المقترح هو حقيقة أن معظم مناطق المد والجزر ستسمح فقط بحوالي عشر ساعات من إنتاج الطاقة يوميًا .
أخيرًا ، تعتبر قوة المد والجزر حلاً مقترحًا للتأثير البيئي للعديد من مولدات المد والجزر المستخدمة ، وذلك من خلال إنشاء هيكل خرساني ذي طول هائل على شكل حرف T ، وتتمثل الفكرة في تسخير غالبية تيارات المد والجزر التي تسير بالتوازي مع الساحل بدلاً من ذلك مباشرة .
ولم يتم اختبار DTP في هذه المرحلة ، ولكن يبدو أن العلم الذي يقف وراءه قوي تمامًا ويحل معظم المشكلات المرتبطة بقوة المد والجزر ، والمشكلة ، في هذه المرحلة ، هي أنها مغامرة محفوفة بالمخاطر نظرًا لأن نموذج العرض التوضيحي الأصغر ليس خيارًا قابلاً للتطبيق للاختبار لأن السد الطويل الذي تم إنشاؤه لهذا الغرض لن يولد أي طاقة تقريبًا . [3]
اين يتم استخدام طاقة المد والجزر
نظرًا لأن توليد طاقة المد والجزر جديد نسبيًا ، فلا يوجد الكثير من شركات طاقة المد والجزر التي تعمل على تطوير الاستثمار في هذه التكنولوجيا حتى الآن ، ومع ذلك هناك العديد من محطات الطاقة المد والجزر قيد الاستخدام بعضها مخصص للأغراض البحثية والتجريبية فقط ، لكن عدد محطات توليد الطاقة التجارية المدية في التزايد .
كانت محطة لا رانس La Rance لتوليد الطاقة المدارية أول مشروع كبير للطاقة على نطاق المد ، وتم افتتاحه بالفعل في عام 1966 ، وهي تقع في نهر لا رانس Rance الغني بالمياه في شمال غرب فرنسا ، إنها محطة لتوليد الطاقة بالمد والجزر بسعة إجمالية تصل إلى 240 ميجاوات ولدت من 24 توربينات ، ويبلغ الإنتاج السنوي للكهرباء 0.6 TWh (600 GWh) مما يعني أن متوسط التأثير اليومي طوال العام هو 68 MW ، وتعد لا رانس هو شكل من أشكال ما نسميه محطة توليد طاقة المد والجزر . [4]
