نیروگاه های هیدروالکتریک و جزر و مدی در حال حاضر امکانات انرژی کاملا امیدوارکننده ای هستند. این ماده انرژی جزر و مد را در نظر می گیرد: مزایا و معایب نیروگاه های جزر و مدی، اصل عملکرد، TPP های عملیاتی و اشیاء برنامه ریزی شده برای ساخت.
منابع انرژی جایگزین در یک نگاه
امروزه منابع انرژی امیدوارکننده نه تنها ذهن دوستداران و دانشمندان محیط زیست، بلکه تجار، مهندسان و سرمایه گذاران را نیز به خود مشغول کرده است. منابع انرژی جایگزین (آب و جریان، خورشید، باد) به دلیل سودآوری و تهدید نسبتاً کم برای ایمنی محیطی مورد توجه هستند. در سال 2010، منابع غیر سنتی تامین انرژی حدود 5 درصد از کل مصرف شده توسط بشر را تشکیل می دادند. تقریباً 2٪ (از ارزش جهانی) توسط نیروگاه های جزر و مدی تولید شد.
نیروگاه های جزر و مدی چگونه کار می کنند
انرژی جزر و مد در درجه اول برای بشر مورد علاقه استپایان ناپذیری اولین تلاش ها برای استفاده خوب از آن از قرن دهم انجام شد، زمانی که آنها شروع به ایجاد سدهای کوچک با مخازن آب و بعدها آسیاب غلات کردند. نمونه های اولیه مشابه از نیروگاه های جزر و مدی مدرن هنوز در اقتصاد ملی استفاده می شود.
با کشف الکتریسیته، «نیروگاه‌های» مکانیکی با انسان امروزی آشناتر جایگزین شدند. امروزه انرژی جزر و مد دریا پره های توربین های عظیم را می چرخاند و به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. بنابراین، همان اصل چندین قرن پیش مورد استفاده قرار می‌گیرد و فقط کمی تغییر یافته است تا با شرایط مدرن و نیازهای فزاینده سازگار باشد.
مشکلات انرژی جزر و مد
ساخت نیروگاه های جزر و مدی کاری بسیار پرهزینه است. علاوه بر این، از نظر مالی، ساخت نیروگاه های برق بزرگ سودمند است که برای مناطق دور افتاده یا کم جمعیت کاملاً نامناسب است. مشکلات دیگر عبارتند از:
- قدرت نوسان نیروگاه جزر و مد، به دلیل تغییر ارتفاع جزر و مد (و انرژی جزر و مد نیز تغییر می کند) هر دو هفته یکبار؛
- اختلاف بین دوره معمول روز خورشیدی و زمان وقوع جزر و مد؛
- تغییر بین زمان تولید و مصرف بهینه انرژی؛
- در برخی موارد منابع انرژی اضافی در نزدیکی نیروگاه جزر و مدی مورد نیاز است.
هم وجود دارداین عقیده که عملکرد فعال نیروگاه های جزر و مدی منجر به مشکلات زیست محیطی می شود که قبلاً برای بشر ناشناخته بود - کاهش سرعت چرخش زمین. مورد اخیر توسط منابع معتبر در محافل علمی تایید نشده است. کارکرد تعداد زیادی TPP باعث افزایش طول روز به میزان 9 برابر کمتر از انرژی جزر و مد (کشش جزر و مد طبیعی) می شود.
مزایای ساخت نیروگاه های جزر و مدی
در پس‌زمینه فجایع و حوادثی که به ندرت در نیروگاه‌های هسته‌ای اتفاق می‌افتند، اما خاطره‌ای طولانی از خود باقی می‌گذارند، منابع انرژی جایگزین جایگزینی مطمئن به نظر می‌رسند. در حالی که در ساخت نیروگاه های جزر و مدی چالش های زیادی وجود دارد، مزایای بسیاری نیز وجود دارد:
- پایداری. در مورد PES، احتمال یک فاجعه ساخته دست انسان با آلودگی بعدی مناطق وسیع تقریباً به صفر می رسد. همچنین هیچ انتشار مضری در جو از احتراق سوخت وجود ندارد.
- قابلیت اطمینان. نیروگاه های جزر و مدی به طور پیوسته هم در حالت استاندارد و هم در بارهای اوج کار می کنند.
- هزینه کم انرژی. در مقایسه با دیگر انواع نیروگاه ها، PES هزینه انرژی پایینی دارد که نتایج واقعی بهره برداری نیز این موضوع را تایید کرد.
-
بازدهی بالا. راندمان تبدیل انرژی طبیعی به انرژی قابل استفاده به 80 درصد می رسد در حالی که نیروگاه های بادی تا 30 درصد راندمان و انرژی خورشیدی دارند.- به طور متوسط 5-15٪، اما در برخی موارد می توان بازده 35٪ را ثابت کرد.
La Rance: اولین نیروگاه جزر و مدی
نقطه مرجع برای گسترش نیروگاه های جزر و مدی در سال 1967 بود، زمانی که La Rance، اولین TPP واقع در فرانسه، در منطقه تاریخی بریتانی، به بهره برداری رسید. استفاده از انرژی جزر و مدی در اینجا به دلیل جزر و مد قابل توجه بود که به سیزده و نیم متر با ارتفاع معمول هشت متر می‌رسید.
ظرفیت La Rance TPS 240 مگاوات است و هزینه یک واحد انرژی (کیلووات ساعت) یک و نیم برابر کمتر از حد معمول برای نیروگاه های فرانسه است. سد نیروگاه نه تنها عملکردهای اطمینان از عملکرد بی وقفه تاسیسات انرژی را انجام می دهد، بلکه پلی است که جاده از روی آن می گذرد و شهرهای دینارد و سنت مالو را به هم متصل می کند. علاوه بر این، "لا رنس" یک جاذبه گردشگری محبوب است که تا دویست هزار مسافر را به فرانسه جذب می کند.
PES در کره جنوبی: قدرتمندترین نیروگاه
Sikhvinskaya TPP یکی دیگر از تاسیسات برجسته انرژی جایگزین است که در ساحل شمال غربی کره جنوبی در یک خلیج مصنوعی واقع شده است. این نیروگاه در سال 2011 به بهره برداری رسید و به سرعت اولین TPP جهان را از نظر ظرفیت به مقام دوم رساند.
به طور مستقیم، ساخت نیروگاه با نیاز به ایجادمخزن آب شیرین بعداً کیفیت آب رو به وخامت گذاشت و در سال 1376 (پس از تایید قوزها و ارائه راهکارها توسط پژوهشکده دریایی) تصمیم به ایجاد حفره در سد گرفته شد. این امکان استفاده از انرژی جزر و مد را فراهم کرد. ساخت TPP در سال 2003 آغاز شد و قرار بود در سال 2009 راه اندازی شود. به دلیل تاخیر در ساخت، نیروگاه در سال 2011 راه اندازی شد.
نیروگاه های جزر و مدی در سایر نقاط جهان
کشورهای جزر و مد به فرانسه مترقی و کره جنوبی از نظر فناوری پیشرفته محدود نمی شوند. نیروگاه های جزر و مدی در:
- UK;
- نروژ؛
- کانادا;
- چین؛
- هند؛
- ایالات متحده آمریکا.
برخی ایالت های دیگر در حال برنامه ریزی برای ساخت چنین تاسیساتی هستند.
نیروگاه های جزر و مدی در روسیه
در روسیه، انرژی جزر و مدی از سال 1968 به عنوان بخشی از عملیات TPP آزمایشی در Kisla Guba در دریای بارنتس استفاده شده است (تصویر). در زمان اتحاد جماهیر شوروی، پروژه هایی برای ساخت سه نیروگاه جزر و مدی دیگر (یکی در دریای سفید و دو در دریای اوخوتسک) توسعه یافت. هیچ چیز در مورد وضعیت فعلی هر دو تاسیسات مشخص نیست، در حالی که TPP مزن که در منطقه Arkhangelsk در حال طراحی است، شانس تبدیل شدن به قوی ترین نیروگاه جزر و مدی در جهان را دارد. همچنین در مرحله طراحی TPP شمالی در شبه جزیره کولا است.
برنامه‌هایی برای استفاده در آینده
انرژی Ebb and flow توسط جامعه جهانی به عنوان یک منبع امیدوارکننده شناخته شده است، به طوری که چندین پروژه TPP به طور فعال در کشورهای مختلف جهان در حال توسعه هستند. بنابراین، در آینده نزدیک قرار است نیروگاه های جزر و مدی در کره جنوبی، اسکاتلند، ایالت گجرات هند، نیویورک و شهر سوانسی در بریتانیا احداث شود. استفاده منطقی از چنین منبعی به طور قابل توجهی سهم انرژی به دست آمده به روش سنتی را به سمت راه حلی سازگارتر با محیط زیست، قابل اعتمادتر و ایمن تر کاهش می دهد.
