تولید برق به وسیله جزر و مد

دسترسی کشورهای درحال توسعه به انواع منابع جدید انرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد و پژوهش های جدید نشان داده که بین سطح توسعه یک کشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است. با توجه به ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان فعلی، دیگر نمی توان به منابع موجود انرژی متکی بود . انرژی های پایان پذیر و آلاینده محیط زیست نفت، گاز طبیعی، زغال سنگ و انرژی هسته ای، که در حال حاضر عمده ترین منابع تأمین کننده انرژی در جهان هستند، همه دارای آلاینده های زیست محیطی و جبران ناپذیر در زمین و فضا، از قبیل افزایش CO2 ،افزایش دمای زمین، ذوب شدن یخ های قطب ها، از بین بردن لایه اوزن و... هستند که حرکت دانش بشری برای تأمین انرژی جهان در آینده باید به سوی تأمین انرژی جهان از انرژی های پاک و جانشینی آن با انرژی های آلاینده باشد .
-انرژی های پاک:
امروزه استفاده از انرژی های نو به رغم ناشناخته ماندن، به سرعت درحال گسترش و نفوذ می باشد و غفلت از آن، غیرقابل جبران خواهد بود، انرژی خورشیدی، بادی، آبی، بیوگاز و انرژی زمین گرمایی از عمده ترین منابع انرژی های پاک می باشند .
-انرژی های دریایی:
دریا ها با فرآیندهای مختلف فیزیکی، انرژی را دریافت و ذخیره نموده وسپس آن را از دست می دهند. این انرژی به صورت موج، جزر ومد، اختلاف درجه حرارت و اختلاف غلظت نمک دراعماق مختلف آب دریا وجود دارد که می توان از هر یک از آنها بهره برداری کرد .
در این مبحث سعی شده تا حدودی به شرایط و روش های بدست آوردن انرژی الکتریکی از پدیده ی جزر و مد دریا بپردازیم.
انرژی جزر و مد:
جزر و مد در اثر جاذبه ماه و جاذبه خورشید بر زمین و چرخش ماه و زمین به وجود می آید. در دریاها جاذبه ماه ارتفاع آب را در هر دو طرف زمین یعنی نزدیک ترین و دورترین فاصله ماه نسبت به زمین ، بالا می برد. آب دریا در اثر مد و گردش زمین به دور خود ، به سمت غرب جریان پیدا می کند و به صورت موج های دریا ظاهر می شود که دامنه آن کمتر از یک متر است. اثر جاذبه خورشید بر زمین به سبب بعد فاصله ، کمتر از اثر ماه است. بدین ترتیب جزر و مد به ظاهر می شود. » امواج قمری « صورت منظمی در قالب حرکت نسبی زمین نسبت به خورشید و ماه باعث بالا و پایین رفته آب بصورت دوره ای در سیکلهای نیم روزه ( 12 ساعت و 25 دقیقه) و 14 روز می شود. میزان جزر و مد در مکان های مختلف متفاوت است و مقدار آن بستگی به شیب ساحل، عمق آب در ساحل، اثر تفرق و تأثیر دهانه خلیج بر آن تغیر خواهد کرد. با وجود آنکه خروجی توان پتانسیلی این انرژی نسبت به مکان و زمان متغیر است اما مقدار این انرژی نسبت به زمان و توان خروجی قابل پیشبینی است. مشکل اصلی در استفاده از این انرژی کمبود مکانهایی است که انرژی جزر و مدی در آن به اندازه کافی برای استخراج انرژی بزرگ باشد. با این وجود در بعضی از مکان ها که تغییرات جزر و مد تا حدود 14 مترمی رسد این قابلیت وجود دارد .
گرفتن انرژی از جزر و مد آب دریا هنگامی عملی است که انرژی زیادی به صورت جزر و مدهای بزرگ و ذخیره کردن آب به میزان زیاد صورت پذیرد و وضعیت محل برای ایجاد نیروگاه جزر و مدی مناسب باشد. بررسی های اخیر میزان انرژی بالقوه جزر و مدی را که اقتصادی باشد ، TWh 200 در سال برآورد کرده است.
روی کره زمین تقریباً 20 نقطه وجود دارد که از انرژی جزر و مدی بالایی برخوردارند . فقط در چند نقطه از جهان که اختلاف ارتفاع بین جزر و مد بسیار زیاد است ، استفاده از این انرژی از لحاظ اقتصادی با صرفه می باشد ، از جمله بخش هایی از کانال مانش ، آب های ساحلی آمریکای شمالی و استرالیا و... چون تعداد این نقاط از 20 تجاوز نمی کند به سختی می توان جزر و مد را یک منبع انرژی جهان به حساب آورد. به دلایل فنی کارخانه های تولید برق از جزر و مد تنها با 25 درصد ظرفیتشان می توانند کار کنند ، به همین جهت حداکثر ظرفیت جهانی انرژی جزر و مد GW 20 (گیگاوات) از مجموع GW 80 ظرفیت ممکن است. یک کارخانه بزرگ تولید برق از جزر و مد ساخته شده که در لارانس در ساحل دریای مانش در فرانسه قرار دارد که تولید آن در حدود MW60 (از مجموع MW240 ظرفیت ممکن آن) است و از نظر اقتصادی با صرفه می باشد . شایان ذکر است در مکان های مناسب در ساحل ، هنگام مد یعنی بالا آمدن سطح آب ، مقدار زیادی از آب به کانال ها و مخازنی که قبلا ساخته شده است هدایت می گردد . قبل از اینکه جزر رخ دهد و سطح آب پایین رود ، جلوی کانال های ورودی آب را سد می کنند و آب در مخازن باقی می ماند . از اختلاف ارتفاعی که برای سطح آب هنگام جزر کامل به وجود آمده است ، برای به حرکت درآوردن توربین آبی و ژنراتور برق استفاده
کرده و انرژی الکتریکی تولید می کنند .