ما هي مزايا وعيوب الطاقة المائية، فالطاقة ضرورية لتطور أشكال الحياة على الأرض، ومع ذلك، فإن جزءًا كبيرًا من الطاقة التي نستخدمها اليوم يتم الحصول عليها من مصادر غير متجددة.
هذا يعني أنه بمجرد استخدامها، لا يمكن تغييرها، اتبع المقالة للتعرف على مزايا وعيوب الطاقة المائية.
ما هي التيارات؟
تتسبب قوى الجاذبية للشمس والقمر مع دوران الأرض في ارتفاع وانخفاض مستوى سطح البحر بالتناوب.
في منطقة معينة، يحدث هذا عادةً مرتين في اليوم القمري، ويسمى ارتفاع مستوى سطح البحر بالمد العالي، ويسمى الانخفاض بالمد والجزر المنخفض.
إذا كانت حقول الجاذبية للأرض والقمر في خط مستقيم، فإن تأثيرات هذين الحقلين ستكون قوية جدًا.
كما تسبب في تدفق ملايين الجالونات من المياه باتجاه الساحل مما تسبب في ارتفاع المد.
وبالمثل، إذا كانت مجالات الجاذبية للقمر والأرض متساوية مع بعضها البعض، فإن تأثيرات هذه الحقول ستكون ضعيفة.
هذا يتسبب في تدفق المياه بعيدًا عن الساحل، مما يؤدي إلى انخفاض المد.
عندما يكون القمر محاذيًا تمامًا للأرض والشمس، فإن جاذبية الشمس ستكون أقوى، وسيكون القمر على الأرض أقوى ويكون المد أعلى.
يكون المد المنخفض أقل في كل دورة من دورات المد والجزر، وتحدث هذه الحالة أثناء اكتمال القمر أو القمر الجديد، ويعرف هذا المد باسم المد الربيعي.
وبالمثل، يظهر نمط مد وجزر آخر، عندما يؤدي سحب جاذبية القمر والشمس ضد بعضهما البعض إلى إلغاء تأثيرهما.
ينتج عن هذا اختلاف طفيف بين المد المرتفع والمنخفض، بسبب حركة السحب الصغيرة لمياه البحر.
مما يؤدي إلى ضعف المد والجزر، وتعرف هذه المد والجزر الضعيفة بالمد والجزر، وتحدث المد والجزر خلال مرحلة ربع القمر.
راجع أيضًا: معلومات لا تعرفها عن الطاقة المتجددة
ما هي طاقة المد والجزر؟
المد والجزر حدث منتظم يمكن توقعه قبل شهور وسنوات، لذلك تأتي الطاقة من هذه الحركة الهائلة للمياه.
يمكن أيضًا تسخيرها وتحويلها إلى شكل من أشكال الطاقة القابلة للاستخدام، وتسمى الطاقة المشتقة من صعود وهبوط المد والجزر الطاقة الكهرومائية.
تُبنى سدود المد والجزر عبر قناة ضيقة في البحر، تتدفق من خلالها المياه إلى السد عندما يرتفع مستوى سطح البحر.
وهذا بدوره يحرك ريش التوربينات المركبة على فتحة السد مما ينتج عنه توليد الكهرباء.
كيف يمكن توليد الطاقة الكهربائية من قوة المد والجزر؟
باستخدام قوة المد والجزر، يتم إنشاء الطاقة من جاذبية القمر والشمس، والتي تسحب الماء إلى أعلى.
وفي الوقت نفسه، فإن دوران الأرض وجاذبيتها يسحبان الماء إلى الأسفل، مما يؤدي إلى ارتفاع وانخفاض المد.
حركة الماء من المياه المتغيرة هي شكل طبيعي من أشكال الطاقة الحركية.
ما نحتاجه هو مولد بخار، أو توربين مد والجزر، أو أحدث تقنيات طاقة المد والجزر الديناميكية (DTP) لتحويل الطاقة الحركية إلى كهرباء.
وصممت الشركة الهندسية SIMEC Atlantis مؤخرًا أكبر توربين مد وجزر في العالم، والذي سيولد المزيد من الكهرباء بتكاليف تشغيل وصيانة أقل.
ومع ذلك، فإن ارتفاع المياه في الوقت الحالي ليس أرخص شكل من أشكال الطاقة المتجددة، ولم يتم تحديد التأثير الحقيقي للطاقة الكهرومائية على البيئة بشكل كامل.
ما هي مزايا طاقة المد والجزر؟
هناك العديد من المزايا لطاقة المد والجزر (أو الطاقة المائية)، بما في ذلك ما يلي:
نظيفة وصغيرة الحجم
تعتبر طاقة المد والجزر مصدرًا معروفًا للطاقة الخضراء، على الأقل من حيث إطلاق غازات ضارة صفرية، ولا تتطلب مساحة كبيرة.
أكبر مشروع للمد والجزر في العالم هو محطة توليد كهرباء بحيرة سيهوا في كوريا الجنوبية، بقدرة مركبة تبلغ 254 ميجاوات.
تم أيضًا استكمال المشروع، الذي تم إنشاؤه في عام 2011، بسرعة بجدار بحري يبلغ طوله 12.5 كيلومترًا قيد الإنشاء.
قوة مستمرة يمكن التنبؤ بها
فائدة أخرى لقوة المد والجزر هي أنه يمكن التنبؤ بها، ولن تتوقف قوى الجاذبية على الأجرام السماوية في أي وقت قريب.
علاوة على ذلك، نظرًا لأن المد المرتفع والمنخفض يكون دوريًا، فمن الأسهل على المهندسين تصميم أنظمة فعالة، بدلاً من التنبؤ بموعد هبوب الرياح أو متى ستشرق الشمس.
طول عمر المعدات
يمكن أن تدوم محطات توليد الطاقة من المد والجزر لفترة أطول من مزارع الرياح أو الطاقة الشمسية، بحوالي أربعة أضعاف عمرها الافتراضي.
قناطر المد والجزر هي هياكل خرسانية طويلة، وعادة ما يتم بناؤها عبر مصبات الأنهار.
تحتوي السدود أيضًا على أنفاق بطولها مع توربينات يتم تشغيلها عندما تتدفق المياه من جانب واحد عبر السدود إلى الجانب الآخر.
يقال إن هذه الهياكل الشبيهة بالسدود يبلغ عمرها حوالي 100 عام، وبالتالي، فإن العمر الطويل للطاقة المائية يجعلها منافسة أكثر تكلفة على المدى الطويل.
المزايا الأخرى للطاقة المائية هي:
- صديق للبيئة.
- كثافة طاقة عالية.
- تكاليف تشغيل وصيانة منخفضة.
- مصدر طاقة لا ينضب.
ما هي عيوب طاقة المد والجزر؟
كما أن هناك بعض العيوب المتعلقة بالطاقة المائية وهي:
نقص البحث
في حين أن التأثير الحقيقي لسدود المد والجزر والتوربينات على البيئة البحرية لم يتم استكشافه بالكامل.
تم إجراء بعض الأبحاث حول كيفية إدارة السدود لمستوى سطح البحر، ويمكن أن يكون لها نفس الآثار السلبية مثل الطاقة الكهرومائية.
اقرأ أيضًا: ما هو توفير الطاقة؟
تأثير انبعاث المجال الكهرومغناطيسي
قال عالم البيئة البحرية المساعد في PNNL جيف وارد إن الانبعاثات الكهرومغناطيسية يمكن أن تعطل أيضًا الحياة البحرية الحساسة.
ترصد المنظمة كيف تعوق المجالات الكهرومغناطيسية قدرة سمك السلمون كوهو الصغير على التعرف على الحيوانات المفترسة وتجنبها.
أو التأثير السلبي لسرطان البحر Dungeness Crabs، للكشف 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
حقيقة أن قوة المد والجزر تحمل واحدة من أكثر الأسعار الأولية قيمة أمر لا مفر منه، مع مشروع Swansea Bay Tidal Lagoon المقترح بقيمة 1.3 مليار جنيه إسترليني (1.67 مليار دولار)، في ويلز، المملكة المتحدة.
بلغت تكلفة محطة توليد كهرباء بحيرة سيهوا المد والجزر حوالي 560 مليون دولار، وبلغت تكلفة محطة لارانس 620 مليون فرنك في عام 1966.
باستخدام حاسبة التحويل والتضخم عبر الإنترنت، فإن هذا يعادل حوالي 940 مليون دولار في عام 2018.
بعض عيوب طاقة المد والجزر هي:
- حدود الموقع.
- التغير في قوة أمواج المحيط.
هل لطاقة المد والجزر مستقبل؟
كلنا نعرف قوة الماء. من الأنهار التي تتدفق إلى تيارات المحيط، فإن كمية الطاقة التي تنتجها مدهشة، وهذا بحد ذاته مصدر وفير للطاقة، ويساعدنا على تغيير طرقنا.
يتكون الكوكب من ما يصل إلى 71٪ من المياه، منها 96.5٪ في المحيطات، ونتيجة لذلك، فهو بلا شك مصدر للطاقة يجب أن نتطلع إلى استخدامه.
مع تقدم التكنولوجيا وأصبحت حاجتنا للبيئة أكثر أهمية، تزداد أهمية الطاقة المائية.
سيثبت هذا أنه مورد غير مستغل بشكل كافٍ، لذلك يجب أن تكون حالة متى، وليس إذا!، عندما يتعلق الأمر بالطاقة الكهرومائية.
اقرأ أيضًا: كيفية تجديد مجمع طاقة ATP
هذا موجز لما هي مزايا وعيوب طاقة المد والجزر. على الرغم من عدم استخدامها على نطاق واسع، إلا أن طاقة المد والجزر لديها القدرة على توليد الكهرباء في المستقبل، بسبب التطورات التكنولوجية الأخيرة التي تظهر أنه يمكن تخفيض تكاليف الاقتصاد والبيئة إلى مستوى المنافسة.