انرژی جزر و مد و امواج دریا

انرژی دریایی یا اقیانوسی ، یکی از انواع انرژی های تجدیدپذیر است که در کنار منابع دیگری نظیر انرژی خورشیدی و باد ، مورد توجه قرار گرفته است . انرژی امواج و انرژی جزر و مد را می توان مهمترین زیر مجموعه های انرژی های دریایی به شمار آورد . به دلیل تفاوت های موجود در ویژگی ها و روش های فنی جذب آنها ، توسعه این دو منبع راه متفاوت و مستقلی را طی کرده است .
نیروگاه های جزر و مدی به دلیل مشابهت با نیروگاه های آبی و استفاده از فناوری آماده آنها ، به پیشرفت های سریعی نایل آمده است . اما بروز مشکلات زیست محیطی باعث شده است که تحول و ایجاد تغییرات اساسی در روش کار ضروری شود. توسعه آنها به روش قبل به رغم پیشرفت های ذکر شده ، در عمل محدود شده است.
نیروگاه های موجی از تنوع زیادی برخوردار هستند. برخی بر روی آب شناورند و برخی دیگر در ساحل نصب می شوند. همچنین نحوه درگیری آنها با امواج و در نتیجه نوع حرکتی که جذب می کنند با هم تفاوت بسیار دارد. علاوه بر کارهای مطالعاتی، نمونه های کوچکی نیز از برخی سیستم های موجی در نقاط مختلف جهان ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته است.
امواج در اثر انتقال انرژی از باد به دریا به وجود می آیند. نرخ این انتقال انرژی بستگی به سرعت باد و نیز به مسافتی دارد که در طول آن باد با سطح آب در فعل و انفعال بوده است. موج ها به خاطر جرم آبی که نسبت به سطح متوسط دریا جابه جا شده ، انرژی پتانسیل و به خاطر سرعت ذرات آب ، انرژی جنبشی را با خود حمل می کنند. انرژی ذخیره شده از طریق اصطکاک و اغتشاش و با شدتی که بستگی به ویژگی امواج و عمق آب دارد ، تلف می شود. موج های بزرگ در آب های عمیق انرژی خود را با کندی بسیار از دست می دهند ، در نتیجه سیستم های امواج بسیار پیچیده هستند و اغلب هم از بادهای محلی و هم از توفان هایی که روزها قبل در دور دست اتفاق افتاده اند سرچشمه می گیرند.
امواج توسط ارتفاع، طول موج و دوره تناوبشان مشخص می شوند. قدرت امواج معمولاً بر حسب کیلووات بر متر بیان می شود که نمایانگر شدت انتقال یا عبور انرژی از یک خط فرضی به طول یک متر و موازی با جبهه موج است. امروزه فناوری تولید انرژی از موج اقیانوس ها وجود دارد، به طوری که بیش از ۴۰۰ اختراع در این زمینه به ثبت رسیده است که از آنها به سه روش اصلی استفاده از کانالی به شکل مخروط ناقص ، استفاده از حرکت عمومی امواج اقیانوس توسط مکانیزم های گوناگون و استفاده از یک ستون نوسانی آب می توان اشاره کرد.
جزر و مد دریا در اثر جاذبه ماه و خورشید به هنگام گردش زمین به وجود می آید. نیروی جاذبه ماه باعث ایجاد برآمدگی در آب ها شده و به علت گردش وضعی زمین این برآمدگی به سمت غرب جریان پیدا می کند ، در نتیجه موج هایی با دوره ۱۲ ساعت و ۲۵ دقیقه ایجاد می شود که دامنه نوسان آنها در اقیانوس های برگ در حدود ۵/۰ متر است. اثر نیروی جاذبه خورشید نیز مشابه ولی ضغیف تر است و هر ۱۲ ساعت یک مرتبه ظاهر می شود. به این ترتیب جزر و مد به صورت منظم در قالب امواج در قالب امواج قمری رخ می دهد. بیشترین دامنه جزر و مد زمانی به وجود می آید که ماه و خورشید در یک راستا قرار گرفته باشند (اقران) و برعکس هنگامی که آنها در بربیع باشند این دامنه حداقل است.
هنگامی که امواج جزر و مدی به سواحل و فلات قاره می رسند، دامنه آنها می تواند در اثر هجوم آب، قیفی شدن آبراه و ایجاد رزنانس به طور قابل ملاحظه ای افزایش یابد. مثلاً دامنه جزر و مد در نقاط مناسبی از کانادا به بیش از ۱۰ متر می رسد. به رغم پیچیدگی خاصی که در مورد جزر و مد وجود دارد پیش بینی و محاسبه دقیق آن در هر محل ممکن است.
استحصال انرژی از جزر و مد در نقاطی عملی است که انرژی زیادی به صورت جزر و مدهای بزرگ در آنها متمرکز شده باشد و به علاوه جغرافیای محل نیز برای احداث نیرگاه جزر و مدی سایت مناسبی فراهم کرده باشد. چنین مکان هایی در همه جا یافت نمی شوند. اما تا به حال تعداد نسبتاً زیادی شناسایی شده اند. در حال حاضر تعداد کمی نیروگاه جزر و مدی در جهان احداث شده است.
نخستین و بزرگ ترین آنها که از نوع تک حوضچه ای و دو اثری بوده، با ظرفیت ۲۴۰ مگاوات در لارانس فرانسه تأسیس شده است که جنبه تجاری دارد. به غیر از آن، نیروگاه ۲۰ ماواتی آناپولیس در کانادا، نیروگاه آزمایشی ۴۰۰ کیلوواتی کیسلایاگوبا در شوروی سابق و نیروگاه ۲/۳ مگاواتی جیانگزیا در چین را می توان نام برد. همچنین چند ایستگاه کوچک چند منظوره در چین احداث شده است.
علاوه بر انرژی جزر و مد و امواج، انرژی حرارتی اقیانوس ها یا دریاها که از اختلاف دمای آب های سطحی و آب های عمق ۱۰۰۰ متری دریاهای بزرگ استفاده کرده و یک سیکل کم راندمان و دما پایین ترمودینامیکی را بین این دو منبع حرارتی سرد و گرم برقرار می کند نیز مورد توجه و بهره برداری آزمایشی قرار گرفته است.

شقایق یوسفی

منبع : پایگاه اطلاع رسانی وزارت نیرو