ما هي مزايا وعيوب طاقة المد والجزر ضرورية لتطور أشكال الحياة على الأرض ولكن الكثير من الطاقة التي نستخدمها اليوم تأتي من مصادر غير متجددة.
هذا يعني أنه لا يمكن استعادتها بعد استخدامها. اتبع المقال للتعرف على مزايا وعيوب طاقة المد والجزر.
ما هي المد والجزر؟
تتسبب قوى الجاذبية للشمس والقمر، جنبًا إلى جنب مع دوران الأرض، في ارتفاع وانخفاض مستوى سطح البحر بالتناوب.
في مكان معين، يحدث هذا عادة مرتين في يوم قمري، يسمى ارتفاع مستوى سطح البحر بالمد العالي، ويسمى السقوط بالمد والجزر المنخفض.
عندما يكون مجال جاذبية الأرض والقمر في خط مستقيم، يصبح تأثير هذين الحقلين قوياً للغاية.
كما يتسبب أيضًا في تدفق ملايين الجالونات من المياه نحو الشاطئ، مما يتسبب في ارتفاع المد.
وبالمثل، عندما تكون مجالات الجاذبية للقمر والأرض متعامدة مع بعضها البعض، تصبح تأثيرات هذه الحقول ضعيفة.
يؤدي هذا إلى تدفق المياه بعيدًا عن الشاطئ، مما يؤدي إلى انخفاض المد.
عندما يتماشى القمر تمامًا مع الأرض والشمس، يصبح جاذبية الشمس أقوى بكثير، والقمر على الأرض أقوى بكثير والمد والجزر أعلى بكثير.
يكون المد المنخفض أصغر بكثير خلال كل دورة من دورات المد والجزر المرتفعة وتحدث هذه الحالة أثناء اكتمال القمر أو مرحلة القمر الجديد، ويُعرف هذا المد باسم المد الربيعي.
وبالمثل، يحدث نظام مد وجزر آخر حيث يؤدي سحب جاذبية القمر والشمس ضد بعضهما البعض إلى إلغاء آثارهما.
ينتج عن هذا فرق أصغر بين المد والجزر المرتفع والمنخفض بسبب حركة السحب الصغيرة فوق مياه البحر.
مما يؤدي إلى المد والجزر الضعيف وهذا المد الضعيف يعرف بالمد والجزر المرتفع ويحدث المد العالي خلال مرحلة ربع القمر.
راجع أيضًا: معلومات لم تكن تعرفها عن مصادر الطاقة المتجددة
ما هي طاقة المد والجزر؟
المد والجزر ظاهرة شائعة يمكن توقعها بأشهر وسنوات مقدمًا، وبالتالي فإن 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 طاقة المد والجزر.
يتم بناء سدود المد والجزر من خلال فتحة ضيقة في البحر حيث تندفع المياه إلى السد عندما يرتفع مستوى سطح البحر.
وهذا بدوره يدفع شفرات التوربينات الملحقة بفتحة السد، مما ينتج عنه توليد الكهرباء.
كيف يمكن توليد الطاقة الكهربائية من طاقة المد والجزر؟
من خلال تسخير قوة المد والجزر، يتم إنتاج الطاقة من جاذبية كل من القمر والشمس، مما يؤدي إلى سحب الماء إلى أعلى.
في حين أن دوران الأرض وجاذبيتها يسحبان الماء لأسفل، مما يؤدي إلى حدوث المد والجزر.
حركة الماء من المد والجزر المتغيرة هي شكل طبيعي من أشكال الطاقة الحركية.
كل ما هو مطلوب هو مولد بخار أو توربين مد أو أكثر تقنية مبتكرة للطاقة المدية (DTP) لتحويل الطاقة الحركية إلى كهرباء.
كما طورت شركة SIMEC Atlantis الهندسية مؤخرًا أكبر توربين مد والجزر في العالم، والذي يمكنه توليد المزيد من الكهرباء بتكاليف تشغيل وصيانة أقل.
ومع ذلك، فإن طاقة المد والجزر ليست حاليًا أرخص أشكال الطاقة المتجددة، ولم يتم بعد تحديد التأثير البيئي الحقيقي لقوة المد والجزر بشكل كامل.
ما هي فوائد طاقة المد والجزر؟
تتمتع طاقة المد والجزر (أو طاقة المد والجزر) بالعديد من المزايا، بما في ذلك ما يلي:
نظيفة وصغيرة الحجم
تعتبر طاقة المد والجزر مصدرًا معروفًا للطاقة النظيفة، على الأقل من حيث الانبعاثات الصفرية ولا تشغل مساحة كبيرة.
أكبر مشروع للمد والجزر في العالم هو محطة طاقة بحيرة سيوا المد والجزر في كوريا الجنوبية بقدرة مركبة تبلغ 254 ميجاوات.
تمت إضافة المشروع، الذي تم إنشاؤه في عام 2011، بسهولة إلى السد الذي يبلغ طوله 12.5 كيلومترًا والذي تم تشييده.
قوة مستمرة يمكن التنبؤ بها
ميزة أخرى لقوة المد والجزر هي أنه يمكن التنبؤ بها، وقوى الجاذبية للأجرام السماوية لن تتوقف في أي وقت قريب.
علاوة على ذلك، نظرًا لأن المد والجزر دوري، فمن الأسهل على المهندسين تصميم أنظمة فعالة بدلاً من التنبؤ بموعد هبوب الرياح أو متى ستشرق الشمس.
متانة المعدات
يمكن أن تدوم مزارع المد والجزر أطول بكثير من مزارع الرياح أو الطاقة الشمسية، أي حوالي أربعة أضعاف.
قناطر المد والجزر عبارة عن هياكل خرسانية طويلة يتم بناؤها عادة عند مصبات الأنهار.
تحتوي السدود أيضًا على أنفاق بطولها تحتوي على توربينات تعمل عندما يتدفق الماء من جانب عبر السد إلى الجانب الآخر.
يقال إن هذه الهياكل الشبيهة بالسدود يبلغ عمرها حوالي 100 عام، لذا فإن العمر الطويل لقوة المد والجزر يجعلها أكثر قدرة على المنافسة على المدى الطويل.
تشمل الفوائد الأخرى لطاقة المد والجزر ما يلي:
- نظيفة بيئيا.
- كثافة طاقة عالية.
- تكاليف تشغيل وصيانة منخفضة.
- مصدر طاقة لا ينضب.
ما هي عيوب طاقة المد والجزر؟
هناك أيضًا بعض العيوب المرتبطة بطاقة المد والجزر وهي:
نقص البحث
في حين أن التأثير الحقيقي لسدود المد والجزر والتوربينات على البيئة البحرية غير مفهوم تمامًا.
تم إجراء بعض الأبحاث حول كيفية تعامل السدود مع مستويات المحيطات ويمكن أن يكون لها نفس الآثار السلبية مثل الطاقة الكهرومائية.
إقرأ أيضاً: ما المقصود بـ “معاً لتوفير الطاقة”؟
تأثير إشعاع المجال الكهرومغناطيسي
قال جيف وارد، أحد علماء البيئة البحرية في PNNL، إن الإشعاع الكهرومغناطيسي يمكن أن يزعج أيضًا النباتات والحيوانات البحرية الحساسة.
تراقب المنظمة كيف تدمر المجالات الكهرومغناطيسية قدرة الكوهو الشاب على التعرف على الحيوانات المفترسة والتهرب منها.
أو التأثير السلبي على Dungeness Crabs في اكتشاف الروائح من خلال هوائياتها.
كما أنها تتحكم في الحياة البحرية أو تجذبها أو تطردها في الكائنات البحرية العامة.
ارتفاع تكلفة البناء
لا مفر من حقيقة أن طاقة المد والجزر لها واحدة من أغلى التكاليف الأولية، حيث تبلغ تكلفة مشروع Swansea Bay Tidal Lagoon المقترح في ويلز بالمملكة المتحدة 1.3 مليار جنيه إسترليني (1.67 مليار دولار).
بلغت تكلفة محطة توليد الكهرباء من المد والجزر في بحيرة سيوة حوالي 560 مليون دولار ولارانس 620 مليون فرنك في عام 1966.
باستخدام حاسبة التحويل والتضخم عبر الإنترنت، فإن هذا يعادل حوالي 940 مليون دولار في عام 2018.
عيوب أخرى لطاقة المد والجزر:
- حدود الموقع.
- تغير في شدة أمواج البحر.
هل هناك مستقبل في طاقة المد والجزر؟
نحن جميعا ندرك قوة الماء. من الأنهار المتدفقة إلى المد والجزر المحيطات، فإن كمية الطاقة التي تولدها مذهلة، وهذا بحد ذاته مصدر وافر للطاقة يمكن أن يساعدنا في تغيير مسارنا.
يتكون الكوكب من 71٪ ماء، 96.5٪ منها في المحيطات، ونتيجة لذلك، هذا بلا شك مصدر الطاقة الذي يجب أن نبحث عنه.
مع تقدم التكنولوجيا وأصبحت حاجتنا للذهاب إلى البيئة أكثر أهمية، تصبح طاقة المد والجزر أكثر أهمية أيضًا.
سيصبح هذا أقل من الموارد غير المستغلة، لذلك عندما يتعلق الأمر بالطاقة المد والجزر، يجب أن يكون إذا، وليس إذا!.
اقرأ أيضًا: كيفية استعادة مركب طاقة ATP
كانت هذه لمحة موجزة عن مزايا وعيوب طاقة المد والجزر. على الرغم من عدم استخدامها على نطاق واسع، إلا أن طاقة المد والجزر قد تولد الكهرباء في المستقبل، نظرًا للتطورات التكنولوجية الحديثة التي تظهر أنه يمكن تخفيض التكاليف الاقتصادية والبيئية إلى مستويات تنافسية.