نیروگاه اقیانوسی /جذر ومدی

[لگری]

انرژی اقیانوس


انرژي جزر و مد

جزر و مد در اثر كش جاذبه‌اي ماه و خورشيد و چرخش زمين بوجود مي‌آيد.
نزديك سواحل دريا، سطوح آب مي‌توانند تا 24 متر بالا كشيده شوند. تنها حدود 24 نقطه
وجود دارد كه داراي شرايط مناسب و حدود جزر و مدهاي كافي (حدود 6 متر) براي توليد
انرژي به صرفه است. ساده‌ترين سيستم توليد نيرو براي دستگاههاي جزر و مدي شامل سدي
به صورت مانع در عرض مدخل كولاب حاشيه‌اي دريا است. دروازه‌هاي آبگير مانع به ظرف
جزرومد هنگام جزرومدهاي بزرگ اجازة ورود آب را مي‌دهد و آب را از ميان سيستم توربين
خروجي عبور مي‌‌‌دهد. اين زمان كه بين بالاترين نقطة مد و پايين ترين نقطه جزر وجود
دارد را ebb tide مي‌گويند. سيستم‌هاي دوراهه‌اي براي توليد برق همه در هنگام حدوهم
در هنگام جزر وجود دارد

موانع جزر و مدي مي‌توانند سطح جزرومد را در ظرف تغيير داده و آشفتگي را
در آب بالا ببرند. اين مسئله مي‌تواند روي جهت يابي و تفريح نيز تأثير بگذارد.
بزرگترين ضرر بالقوة نيروي جزر و مدي، تأثير يك ايستگاه جزر و مد روي گياهان و
حيوانات مصب كولاب است

دو نوع مانع تجاري از لحاظ اندازه در حال حاضر مورد استفاده است. يكي در
لارنس (La Rance) فرانسه و نوع ديگر در كانادا، نوا اسكوتيا (Nova Scotia) رويال
آناپليس (Annapolis Royal) است. ايالات متحده هيچ دستگاه جزرومدي ندارد و تنها محل
كه نيروي جزرومدي مي‌تواند انرژي به صرفة‌ اقتصادي را توليد كند در نظر داردفرانسه،
انگلستان، كانادا و روسيه استعداد بيشتري از اين بابت دارند


همچنين حصارهاي جزرومدي مي‌توانند انرژي جزرومد را مهار كنند، يك حصار
جزر‌‌ و ‌مدي داراي توربين‌هاي قائم محور هستند كه روي يك حصار سوار شده است. تمام
آبي كه عبور مي‌كند به درون توربين‌ها رانده مي‌شود. اين تأسيسات در نواحي مانند
كانال‌هاي بين خشكي‌ها نيز مي‌توانند بكار گرفته شوند. حصارها تأثير زيست محيطي
كمتري نسبت به موانع جزرومدي دارند، اگرچه مي‌توانند براي حركت حيوانات بزرگ دريايي
مشكل ساز باشند. هزينه نصب حصارهاي جزرومدي نيز كتمر از موانع جزر و مدي است. يك
حصار جزر و مدي در سواحل فيليپين در حال فعاليت است.


توربين‌هاي جزر و مدي تكنولوژي جديدي هستند كه در بسياري از نواحي جزر و
مدي بكار گرفته مي‌شود. اساساً آنها توربين‌هاي بادي هستند كه در هر محلي كه جريان
جزر و مدي قوي دارد، واقع شده‌اند. از آنجا كه آب 800 مرتبه چگال تر از آب است،
توربين‌هاي جزر و مدي مجبور به داشتن مقاومت بيشتري از توربين‌هاي بادي خواهند بود.
اين توربين‌ها سنگين‌تر و گران‌تر هستند اما قادرند انرژي بيشتري را به دام
بياندازند.

انرژي امواج

موج در اثر وزش باد روي سطح اقيانوس بوجود مي‌آيد. در امواج اقيانوس
انرژي خارق‌العاده‌اي وجود دارد. مجموع نيروي امواجي كه خطوط ساحلي دنيا را در
مي‌نوردند، 2 تا 3 ميليون مگاوات تخمين زده مي‌شود. سواحل غربي ايالات متحده و
اروپا و سواحل ژاپن و نيوزلند محلهاي مناسبي براي مهار انرژي امواج اقيانوسهستند.
يكي از راههاي مهار انرژي امواج اين است كه خط سد امواج را به كانالهاي باريك كج
كرده و در آنجا متمركز كنيم. اين كار باعث نيرو و اندازة امواج مي‌شود. سپس امواج
مي‌توانند به ظرف‌هايي كانال كشي شده و يا مستقيماً براي گرداندن توربين‌ها به كار
روند. هيچ دستگاه انرژي موجي تجاري بزرگي وجود ندارد، اما انواع كوچك آن موجود
مي‌باشند، مكانهاي ساحلي كوچك بهترين وضعيت را آيندة نزديك براي توليد انرژي موجي
كافي براي جوامع محلي دارند


تبديل انرژي حرارتي اقيانوس (OTEC)

انرژي خورشيد سطح آب اقيانوس را گرم مي‌كند. در نواحي استوايي، سطح آب
تا بيش از 40 درجه گرم تر از درون آب است. اين اختلاف حرارتي مي‌تواند براي توليد
برق به كار برده مي‌شود. سيستم OTEC بايد اختلاف دمايي حداقل 25 درجه سيليوس داشته
باشد تا بتواند كار كند، هاوايي از سال 1970 براي OTEC مورد بررسي قرار گرفت.
امروزه هيچ عملكرد وجود ندارد. كشمكش‌هاي زيادي وجود دارد.اول اينكه سيستم‌هاي
OTEC بهرة‌ بالاي انرژي ندارند. پمپ كردن آب مشكل مهندسي بزرگي‌ست. برق نيز بايد به
خشكي انتقال يابد. براي رسيدن به تكنولوژي لازم جهت توليد و انتقال اقتصادي برق از
سيستم 10 تا 20 سال وقت نياز است.

خورشيد

تحقيقاتي براي ساخت مزارع خورشيدي روي اقيانوس انجام شده است. اقيانوس
ها 70 درصد سطح كرة زمين را مي‌پوشانند. برخي عقيده دارند كه نزديك سواحل كاملترين
محل براي مزارع خورشيدي است. اخيراً، انرژي خورشيدي در سكوهاي نزديك به ساحل و براي
راه اندازي تجهيزات دريايي كنترل از راه دور به كار گرفته شده است. انرژي خورشيدي
منبع انرژي تجديد پذيري است كه آزاد و سالم است.

باد

انرژي بادي نيز مانند انرژي خورشيد قبلاً روي زمين به كار رفته است.
توربين‌هاي بادي و مزارع بادي تنها در جاهائيكه باد مداوم مي‌وزرد قرار گرفته‌اند،
در امتداد بيشتر سواحل ايالات متحده، شرايط خوبي براي استفاده از انرژي بادي وجود
دارد، مردم زيادي خواستار قرارگيري توربين‌ها در سواخط هستند. مردم فكر مي‌كنند
برنامه‌اي براي ساخت يك دستگاه بادي ساحلي در ساحل كيپ كاد (Cape Cod) وجود دارد.
باد منبع انرژي تجديد پذيري‌ست كه آلودگي به همراه ندارد و از اينرو برخي آنرا به
عنوان سوخت جايگزين خوبي براي سوخت فسيلي مي‌دانند.

انرژی جـزر و مـد

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 دریایی 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 صورت منظمی در قالب « امواج قمری» ظاهر می شود.

گرفتن انرژی از جزر ومد 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 ومدی را که
اقتصادی باشد ، TWh 200 ( تریلیون وات ساعت ) 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 MW 60(از مجموع MW 240ظرفیت 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 .

فناوری انرژی جزر و مدی

انرژی جزر و مدی سابقه ای بس طولانی دارد. سوابق به کارگیری این انرژی
به وسیله آسیاب هایی که با قدرت جزر و مدی کار می کردند ، در سواحل فرانسه ،
انگلستان و اسپانیا به 1100 سال قبل از میلاد می رسد .

با پیدایش انقلاب صنعتی ، این آسیاب ها جای خود را به ماشین های احتراقی
دادند که با سوخت فسیلی کار می کردند و بازده بهتری داشتند . برای کسب انرژی جزر و
مدی روش هایی به کار می رفته است . ازآن جمله چرخ آبی ، کمپرسورهای هوایی و ...
را می توان نام برد.

آسیاب های جزر و مدی عبارت بودند از یک حوضچه یا منبع ذخیره آب که هنگام
مد از آب پر می شد سپس از طریق یک چرخ آبی ،آب داخل حوضچه به دریا سرازیر می گشت.
این سیستم بنام "تک حوضچه ای ، تک اثری" موسوم است.

در شکل جدید این سیستم ، حوضچه ذخیره آب به دریچه های بالا و پایین
رونده ، مجهز گشته و به جای چرخ آبی قدیمی از یک توربین آبی مطالعه شده کم ارتفاع
استفاده می شود. چرخه عملیاتی این سیستم به چهار بخش زیر تقسیم می شود:

1- پر کردن منبع از آب هنگام مد

2- نگاه داشتن آب در منبع تا مد کامل که حد اکثر ارتفاع آب حاصل
شود.

3- تخلیه آب حوضچه از طریق توربین آبی به دریا و دادن انرژی لازم به
توربین آبی

4- توقف و منتظر شدن تا مد کامل مجدد و تکرار مرحله اول

روش فوق "تولید در جزر" نامیده می شود. زیرا در این مرحله است که می
توان کسب انرژی کرد. این چرخه می تواند به عکس شود و دادن انرژی هنگام جریان آب از
دریا به حوضچه صورت گیرد. به هر صورت به علت شیب دار بودن سواحل ، معمولا روش "
تولید انرژی در جزر" موثرتر است. تولید انرژی دو طرفه یعنی هم در جزر و هم در مد
امکان پذیر است. این روش به سیستم " تک حوضچه ای دو اثره" معروف است.

نیروگاه های جزر ومدی بیشتر برای تولید برق طراحی و ساخته می شود ، ولی
تحت شرایطی می توان از نیروی آنها به منظور پمپ کردن آب استفاده کرد. یک نیروگاه
جزر و مدی تک حوضچه ای در هر بار جزر و مد یک یا دو ریتم یا ضربان متناوب انرژی
تولید می کند.

در حال حاضر تعداد نیروگاه های برق جزر و مدی تاسیس شده در دنیا کم است.
اولین و بزرگترین این نیروگاه ها 240 MW قدرت دارد که تک حوضچه ای و دو اثری است و
چنان که گذشت در لارنس کنار دریای مانش در کشور فرانسه قرار دارد. در این موردمی
توان از نیروگاه های جزر و مدی دیگری به شرح زیر نام برد:

_ نیروگاه MW 20در آناپولیس (کانادا) که برای نمایش از یک توربین آبی
با قطر بزرگ و جریان برق مستقیم(Dc) ساخته شده است

_ نیروگاه آزمایشیKW 400در کیسلایا – گوبا (روسیه سابق)

_ نیروگاه جیانگ زیا (چین) با توانMW 3/2 و سرانجام چند نیروگاه جزر و
مدی کوچک که همگی در کشور چین قرار دارند .

با استفاده از تجارب گذشته ، این نیروگاه را می توان به عنوان منبعی
پیشرفته از نظر فنی ، با قابلیت اعتماد زیاد و عمر طولانی به حساب آورد .

نيروگاه هاى توليد الكتريسيته در اعماق آب درياها با استفاده از قدرت
جزر و مد مى توانند كمكى براى مسئله انرژى جامعه بشرى باشند. نخستين پروژه از اين
نمونه با يك سيستم نوين، در حال حاضر مشغول به كار است. پره هاى 11 مترى يك توربين
زير آبى به آرامى و بدون سر و صدا در حال گردشند. اين نخستين پروژه توليد
الكتريسيته از نيروى جزر و مد در عمق درياست كه به شيوه اى نوين به كار گرفته شده
است. توربين هاى توليد انرژى، كه در عمق 20 مترى در فاصله 2 كيلومترى ساحل «دوون»
واقع در جنوب غربى انگليس كار مى كنند حاصل 4 سال تلاش مهندسان و كارشناسان دانشگاه
كاسل آلمان است. اين تنها نيروى جزر و مد است كه پروانه هاى عظيم اين توربين هاى
زيرآبى، با نام «جريان دريايى» را به چرخش درمى آورد. اين توربين ها، برخلاف توربين
هاى بادى كه وابسته به شرايط آب و هوايى هستند مى توانند در اعماق دريا و به دور از
تغيير و تحولات جوى به طور دائم به كار خود ادامه داده و به توليد الكتريسيته
بپردازند.
در واقع، اينجا، صحبت از يك منبع انرژى پايان ناپذير است. البته بايد
خاطرنشان شد كه استفاده از اين نيرو، ايده جديدى نيست. در قرن يازدهم ميلادى نيز
آسيابان هاى سواحل ولز، سنگ هاى آسياب خود را با كمك نيروى جزر و مد به كار مى
انداختند و بر همين اساس هم يك نيروگاه بهره بردارى از قدرت جزر و مد در «سانت
متلو»ى فرانسه از 35 سال پيش تاكنون به كار مشغول است. اما از اين روش، تنها در
شمار اندكى از سواحل جهان مى توان استفاده كرد. يعنى در سواحلى كه تفاوت ارتفاع سطح
آب، در حين جزر و مد بيش از چندين متر است. توربين موسوم به «جريان دريايى» نيز، از
اين تفاوت ارتفاع استفاده مى كند. اما كار اين توربين، بر اصل ديگرى استوار است.
اين چرخ آسياب زير دريايى، مانند نمونه هايى كه قبلاً از آنها ياد كرديم از نيروهاى
عمودى بالا و پائين رفتن سطح آب استفاده نمى كند بلكه از جريان هاى افقى اى بهره مى
گيرد كه بر اثر جزر و مد به وجود مى آيند. به همين دليل اين توربين جديد مى تواند
در مكان هاى ديگر با ميزان كمتر جزر و مد نيز به كار گرفته شود. از مزيت هاى ديگر
اين توربين ها مى توان به اين نكته اشاره كرد كه براى به حركت درآوردن اين توربين
ها نيروى زيادى لازم نبوده و اين توربين ها قادرند با سرعت هاى بسيار پائين نيز به
حركت درآيند. ميزان كار مفيد به دست آمده از اين توربين ها 2 برابر ميزان كار مفيد
توربين هاى بادى بر روى زمين است چرا كه جرم حجمى آب 700 بار بيشتر از جرم حجمى
هواست و به همين علت نيروهاى انتقال يافته بزرگتر هستند. بايد يادآورى كنيم كه
توربين «جريان دريايى» هنوز به صورت آزمايشى و با ميزان توليد حداكثر 300 كيلووات
كار مى كند اما قرار است به زودى توربين ديگرى به كار گرفته شود كه حداقل 2 برابر
توربين كنونى است. متخصصان امر، تنها در اروپا 100 محل را شناسايى كرده اند كه مى
توان در آنها با كمك نيروى جريان هاى دريايى، اختلاف ارتفاع سطح آب در هنگام جزر و
مد و امواج، جمعاً 12 هزار مگاوات الكتريسيته توليد كرد: يعنى به ميزان 10 نيروگاه
بزرگ اتمى. انرژى توليد شده 15 تا 20 درصد انرژى مورد نياز كشورهاى اروپايى است. در
سواحل نروژ توربين هاى مشابهى به كار گرفته شده اند. اين توربين ها قرار است به
صورت آزمايشى، ابتدا تامين كننده برق ،50 سپس 1000 و سرانجام 20 هزار خانه مسكونى
باشند. در سواحل جزيره «شتلند» توربين ديگرى به توليد الكتريسيته مشغول است. در
مقابل سواحل كاليفرنيا، فلوريدا و كرانه شرقى كانادا پروژه اى مشابه به كار گرفته
شده است. كارشناسان معتقدند طى 30 سال آينده مى توان از اين توربين ها براى توليد
40 درصد از انرژى مورد نياز خانه هاى مسكونى بهره جست. در سواحل اسكاتلند براى
توليد الكتريسيته تنها از نيروى امواج استفاده مى شود. باله ها جريان امواج را به
درون تونلى منتقل كرده و به اين ترتيب توده هوا را به جلو مى رانند و با كمك اين
توده هوا توربينى به گردش در مى آيد. اما ساده ترين سيستم بهره بردارى از انرژى جزر
و مد سيستمى است كه دانماركى ها به كار مى گيرند. در اين سيستم، امواج مستقيماً
توسط يك سطح شيب دار به سوى پره هاى توربين رانده مى شوند و آن را به حركت درمى
آورند. طبق محاسبات شوراى مشورتى انرژى جهانى، حركت هاى دريايى از اين پتانسيل
برخوردارند كه تمامى نياز جهان به انرژى را تامين سازند. البته سواحل كشور آلمان به
خاطر رفت و آمد زياد كشتى ها و سرعت اندك جريان هاى آبى براى اين منظور مناسب
نيستند. در حال حاضر تقريباً 86 درصد از انرژى مورد نياز جهانيان توسط زغال سنگ،
گاز طبيعى و نفت خام تامين مى گردد. اين سوخت هاى فسيلى نه تنها اثر گلخانه اى را
در اتمسفر زمين تشديد مى كنند كه به نوبه خود تغييرات آب و هوايى را به دنبال دارد،
بلكه منابع پايان ناپذيرى نبوده و سرانجام، روزى به پايان خواهند رسيد. طبق ارزيابى
كارشناسان امر منابع نفت خام زمين كه به تنهايى 40 درصد از انرژى جهان را تامين مى
كنند طى 50 تا 70 سال آينده به پايان خواهند رسيد.

نيروگاه هاى توليد الكتريسيته در اعماق آب درياها با استفاده از قدرت
جزر و مد مى توانند كمكى براى مسئله انرژى جامعه بشرى باشند. نخستين پروژه از اين
نمونه با يك سيستم نوين، در حال حاضر مشغول به كار است.

پره هاى 11 مترى يك
توربين زير آبى به آرامى و بدون سر و صدا در حال گردشند. اين نخستين پروژه توليد
الكتريسيته از نيروى جزر و مد در عمق درياست كه به شيوه اى نوين به كار گرفته شده
است. توربين هاى توليد انرژى، كه در عمق 20 مترى در فاصله 2 كيلومترى ساحل «دوون»
واقع در جنوب غربى انگليس كار مى كنند حاصل 4 سال تلاش مهندسان و كارشناسان دانشگاه
كاسل آلمان است. اين تنها نيروى جزر و مد است كه پروانه هاى عظيم اين توربين هاى
زيرآبى، با نام «جريان دريايى» را به چرخش درمى آورد. اين توربين ها، برخلاف توربين
هاى بادى كه وابسته به شرايط آب و هوايى هستند مى توانند در اعماق دريا و به دور از
تغيير و تحولات جوى به طور دائم به كار خود ادامه داده و به توليد الكتريسيته
بپردازند.

در واقع، اينجا، صحبت از يك منبع انرژى پايان ناپذير است. البته
بايد خاطرنشان شد كه استفاده از اين نيرو، ايده جديدى نيست. در قرن يازدهم ميلادى
نيز آسيابان هاى سواحل ولز، سنگ هاى آسياب خود را با كمك نيروى جزر و مد به كار مى
انداختند و بر همين اساس هم يك نيروگاه بهره بردارى از قدرت جزر و مد در «سانت
متلو»ى فرانسه از 35 سال پيش تاكنون به كار مشغول است. اما از اين روش، تنها در
شمار اندكى از سواحل جهان مى توان استفاده كرد. يعنى در سواحلى كه تفاوت ارتفاع سطح
آب، در حين جزر و مد بيش از چندين متر است.

توربين موسوم به «جريان دريايى»
نيز، از اين تفاوت ارتفاع استفاده مى كند. اما كار اين توربين، بر اصل ديگرى استوار
است. اين چرخ آسياب زير دريايى، مانند نمونه هايى كه قبلاً از آنها ياد كرديم از
نيروهاى عمودى بالا و پائين رفتن سطح آب استفاده نمى كند بلكه از جريان هاى افقى اى
بهره مى گيرد كه بر اثر جزر و مد به وجود مى آيند. به همين دليل اين توربين جديد مى
تواند در مكان هاى ديگر با ميزان كمتر جزر و مد نيز به كار گرفته شود.

از
مزيت هاى ديگر اين توربين ها مى توان به اين نكته اشاره كرد كه براى به حركت
درآوردن اين توربين ها نيروى زيادى لازم نبوده و اين توربين ها قادرند با سرعت هاى
بسيار پائين نيز به حركت درآيند. ميزان كار مفيد به دست آمده از اين توربين ها 2
برابر ميزان كار مفيد توربين هاى بادى بر روى زمين است چرا كه جرم حجمى آب 700 بار
بيشتر از جرم حجمى هواست و به همين علت نيروهاى انتقال يافته بزرگتر هستند. بايد
يادآورى كنيم كه توربين «جريان دريايى» هنوز به صورت آزمايشى و با ميزان توليد
حداكثر 300 كيلووات كار مى كند اما قرار است به زودى توربين ديگرى به كار گرفته شود
كه حداقل 2 برابر توربين كنونى است.

متخصصان امر، تنها در اروپا 100 محل را
شناسايى كرده اند كه مى توان در آنها با كمك نيروى جريان هاى دريايى، اختلاف ارتفاع
سطح آب در هنگام جزر و مد و امواج، جمعاً 12 هزار مگاوات الكتريسيته توليد كرد:
يعنى به ميزان 10 نيروگاه بزرگ اتمى. انرژى توليد شده 15 تا 20 درصد انرژى مورد
نياز كشورهاى اروپايى است.

در سواحل نروژ توربين هاى مشابهى به كار گرفته
شده اند. اين توربين ها قرار است به صورت آزمايشى، ابتدا تامين كننده برق ،50 سپس
1000 و سرانجام 20 هزار خانه مسكونى باشند. در سواحل جزيره «شتلند» توربين ديگرى به
توليد الكتريسيته مشغول است. در مقابل سواحل كاليفرنيا، فلوريدا و كرانه شرقى
كانادا پروژه اى مشابه به كار گرفته شده است. كارشناسان معتقدند طى 30 سال آينده مى
توان از اين توربين ها براى توليد 40 درصد از انرژى مورد نياز خانه هاى مسكونى بهره
جست.

در سواحل اسكاتلند براى توليد الكتريسيته تنها از نيروى امواج استفاده
مى شود. باله ها جريان امواج را به درون تونلى منتقل كرده و به اين ترتيب توده هوا
را به جلو مى رانند و با كمك اين توده هوا توربينى به گردش در مى آيد. اما ساده
ترين سيستم بهره بردارى از انرژى جزر و مد سيستمى است كه دانماركى ها به كار مى
گيرند. در اين سيستم، امواج مستقيماً توسط يك سطح شيب دار به سوى پره هاى توربين
رانده مى شوند و آن را به حركت درمى آورند. طبق محاسبات شوراى مشورتى انرژى جهانى،
حركت هاى دريايى از اين پتانسيل برخوردارند كه تمامى نياز جهان به انرژى را تامين
سازند. البته سواحل كشور آلمان به خاطر رفت و آمد زياد كشتى ها و سرعت اندك جريان
هاى آبى براى اين منظور مناسب نيستند.

در حال حاضر تقريباً 86 درصد از انرژى
مورد نياز جهانيان توسط زغال سنگ، گاز طبيعى و نفت خام تامين مى گردد. اين سوخت هاى
فسيلى نه تنها اثر گلخانه اى را در اتمسفر زمين تشديد مى كنند كه به نوبه خود
تغييرات آب و هوايى را به دنبال دارد، بلكه منابع پايان ناپذيرى نبوده و سرانجام،
روزى به پايان خواهند رسيد. طبق ارزيابى كارشناسان امر منابع نفت خام زمين كه به
تنهايى 40 درصد از انرژى جهان را تامين مى كنند طى 50 تا 70 سال آينده به پايان
خواهند رسيد.
ارسالي توسط ali-hemati
اقيانوسها، ذخاير بالقوه عظيم انرژي مجاني و
سازگار با محيط‌زيست هستند كه مي‌توان براي تامين تقاضاي انرژي آنها را مهار كرد.
اقيانوسها 97 درصد از منابع آبي را شامل مي‌شوند و بيش از 70 درصد سطح كره زمين را
مي‌پوشانند. جذر و مدها توسط چرخش زمين داخل ميدان جاذبه ماه و خورشيد توليد
مي‌شوند. حركتي كه در اثر جاذبه بين اين سيارات وجود دارد سبب بالا و پايين رفتن
پريوديك سطح آب اقيانوسها مي‌شوند. در بيشتر سواحل، جذر و مدها دوبار در روز رفت و
برگشت دارند و توسط نيروگاه جذر و مد مي‌توان انرژي اين حركت را گرفت. يك نيروگاه
جذر و مد مي‌تواند بر روي يك دلتا، دهانه ورودي رودخانه به دريا و يا ساحل گسترانده
شود، اما بروي دهانه ورودي رودخانه به دريا اين انرژي راحت‌تر مهار
مي‌شود.
بهترين محل‌ها براي نيروگاههاي جذرومد، جايي با بيشترين دسترسي به جذر و
مدهاست و همچنين دهانه باريك رودخانه به دريا، سدهايي كه براي اين منظور ساخته
مي‌شوند مي‌تواند حفاظي در مقابل طغيانهاي ساحلي بوجود آورد و به عنوان سدهايي در
مقابل يورش موج‌هاي بلند عمل كنند. علي‌الخصوص در محل‌هاي بزرگ، حضور راهي بروي سد،
مزاياي عمده‌اي بدنبال دارد.
بيشترين مزاياي قابل توجه در نيروگاه جذرو مد اين
است كه آنها آلودگي زيست‌محيطي بدنبال ندارند. همانند ديگر ذخاير قابل تجديد انرژي،
انرژي جذرو مد جايگزين سوخت فسيلي شده و CO2 را در اتمسفر كاهش
مي‌دهد.

مزايا و قيمتها:
در حالي كه نيروگاههاي هيدروالكتريك در ساعت‌هاي
مقرر به كار گرفته مي شوند، نيروگاههاي جذر و مد تنها در ساعت‌هاي خاصي از روز
مي‌توانند الكتريسيته توليد‌كننده، با مقادير آب و جذر و مد كافي و فراهم
شده.
قيمت سيستمهاي جذرو مد بسته به خصوصيات زيست‌محيطي و جغرافيايي و
زمين‌شناسي محل تغيير مي‌كند. طبق مطالعات بعمل آمده هزينه‌هاي گزاف و زمان‌هاي
درازمدتي كه صرف ساخت مي‌شود، از به اجرا درآمدن طرح‌هاي عظيم در اين زمينه جلوگيري
مي‌كند. تنها نيروگاههاي جذر و مد عظيم كه مقدار سرمايه‌‌گذاري كلاني را مي‌طلبند،
اقتصادي خواهند بود. از عوامل عمده تاثيرگذاري بر روي هزينه‌ها درمحل نيروگاه
مي‌توان اندازه سدهاي مورد نياز و اختلاف ارتفاع سطح جذر و مد ها را نام برد. هرچند
هزينه‌هاي ابتدايي يك نيروگاه جذر ومد در مقايسه با ديگر انواع نيروگاهها نسبتاً
بالاست، اما مزايايي شامل هزينه‌هاي عملياتي و نگهداري پايين دارند باتوجه به اينكه
هيچ سوختي مورد نياز نيست.
عوامل تاثيرگذار در هزينه‌هاي مورد نياز در محل
نيروگاه جذر و مد شامل اندازه سدهاي مورد نياز و تفاوت ارتفاع بين جذرو
مدهاست.
توليد قدرت جذرو مد مزاياي اضافي ديگر هم دارد شامل حمل و نقل پيشرفته
علاوه بر پلهاي ريلي بر روي دهانه‌هاي ورودي رودخانه به دريا و كاهش گازهاي
گلخانه‌اي توسط جايگزيني توان حاصله پاك به جاي سوختهاي فسيلي
پروژه‌اي كه در
اين زمينه بتواند اين مزايا را نشان دهد، نيروگاه جذرو مد سيوا است كه توسط مهندس
دوو (Daewoo) ساخته شده و بر روي سيوا در كره جنوبي بنا شده است. اين پروژه 250
ميليون دلاري و mw260 مگاواتي در كشور، در نوع خودش اولين محسوب مي‌شود و انتظار
مي‌رود در جهت بهبود كيفيت آب درياچه سيوا هم نقش خود را بخوبي ايفا كند.
ديگر
مزايايي كه اين پروژه براي كره به همراه خواهد آورد شامل اكوسيستم وكيفيت آب قابل
استرداد درياچه سيوا، فعال‌سازي اقتصادي محلي، علاوه بر جاذبه‌هاي توريستي، كاهش
واردات مواد نفتي خام و كاهش در آلودگي زيستي است.

جدول 1- اطلاعات فني
سيوا
خروجي هر واحد (Mw/MwA) 26076/26
اندازه سر امواج (m) 5082
سرعت
(r/min) 6403
قطر پايه (m) 705
فعاليت‌هاي قابل تجديد و جايگزين مورد
نظر
توسعه صنعتي كره كه در سالهاي 1970 شروع شد، تمركز بر روي تقويت انرژي و
صنايع شيميايي، شامل فولاد، كشتي‌سازي و سيمان است. كره به واردات انرژي بيش از حد
وابسته است و سعي در تهيه و تدارك مطمئني براي خود ازجاي ديگر، براي مثال گاز از
روسيه است. همچنين با اين پروژه از توسعه و امتياز خوبي در جهت عرضه انرژي قابل
بازيابي برخوردار مي‌شود.
هر واحد داراي ظرفيت 26 مگاوات، قطر پايه 5/7 متر،
سرعت 290/64 و حداقل ارتفاع مجاز 82/5 عمل مي‌كند.
كره چهارمين واردكننده بزرگ
مواد نفتي است و براي متنوع كردن منابع انرژي خود تامين تقاضاي بالا انرژي، و
برنامه‌هاي كاهش انتشار گاز گلخانه‌اي تلاش مي‌كند. كره براي منابع انرژي ديگر خود
برنامه‌ريزي مي‌كند و قصد افزايش سهم انرژي‌هاي ديگر را در تركيب سوختي‌اش از 4/1
درصد به 5 درصد تا سال 2011 دارد. كره روزانه 5/2 ميليون بشكه نفت وارد مي‌كند كه
نمايانگر مقدار كمي از نيازش است. هدف اصلي اين كشور پروژه‌هاي باد و خورشيدي جهت
استفاده بيشتر از انرژيهاي قابل تجديد است. علاوه براين كره در حال تست كردن
پتانسيل پروژه‌هاي جذر و مد در سواحلش است.
كره كه در سال 2002 پيمان كيوتو را
به تصويب رسانده به دنبال كشف راههاي انجام پروژه‌هاي AIJ (فعاليت‌هاي اجرايي مشترك
يا عام‌المنفعه) و CDM (مكانيزم توسعه پاك) است.
شركت منابع آبي كره، كواكو
(Kowaco) داراي نفوذي در سيستم آبي در كره است. كواكو ملزم به ايفاي نقشش در جهت
بهبود كيفيت زندگي مردم كره و حمايت از توسعه اقتصاد ملي است.

درياچه
سيوا:
درياچه سيوا در نيمه غربي شبه جزيره كره در ايالات جيونگي (Gyeonggi) واقع
شده است درياي غربي را توسط سد تا فاصله 4km از شهر سيونگ (Siheung) مرزبندي كرده
است. اين درياچه در سال 1994 براي تامين آب كشاورزي منطقه و براي توسعه زمينهاي
كشاورزي، صنعتي نزديك شهرها و تامين آب آبياري آنها توسط ساخت يك سد، بنا شد. در
كنار ساخت درياچه‌اي با وسعت 5/56km (يكي از بزرگترين درياچه‌هاي داراي جزرو مد در
كره) زميني به مساحت 173 كيلومتر مربع و 330 ميليون متر مربع ارزش پيدا كرد.
در
صورت قطع جريان‌هاي جذرو مد و با توجه با افزايش سريع جمعيت و بارهاي بيهوده‌ صنعتي
از كارخانه‌اي اطراف،‌كيفيت آب درياچه سيوا سالها پس از ساخت سد بدتر مي‌شد. نسبت
آ‌ب‌هاي آلوده به آبهاي تميز و پخش پساب از كارخانه‌هاي اطراف هم در حال افزايش
است.
در حالي كه آلودگي در وضعيت وخيمي بسر مي‌برد و به راه حل فوري نياز دارد.
به دليل تغييرات سريع زيست‌محيطي و پايين‌ آمدن كيفيت آب در درياچه سيوا، راهي به
جز باز كردن درياچه نماند. سد بر روي شارش ورودي به درياچه گشوده خواهد شد و
نيروگاه جذرو مد براي انرژي اين جذر و مدها ساخته خواهد شد.

طراحي
نيروگاه:
نيروگاه جذر و مد مانند يك سيستم توليد شارش سيلابي طراحي شده است.
سيستم‌هاي توليد شاره توان را از آمد ورفت امواج از دريا به آبگير (پشت سد)
توليدمي‌كنند. هنگام مد شارش آب به داخل توربين‌ها توليد الكتريسيته مي‌كند
دريچه‌هاي جداگانه‌اي كه در كنار توربين‌ها تعبيه شده‌اند هنگام حالت برگشت باز
مي‌شوند.
هنگام جذر، دريچه‌ها بالا مي‌روند و آب خارج مي‌شود. در حالت افول و
برگشت آب انرژي توليد نمي‌شود.
پروژه‌ نيروگاه سيوا در نوع خودش در كره اولين
است. چنين برنامه‌ريزي شده است كه سد ساخته شده براي گردش و تبادل آب بين درياچه و
دريا آب باز شود. اين نيروگاه،‌وضعيت درياچه را با جابجايي سالانه 60 بيليون تن از
آب دريا بهبود بخشيد. نيروگاه سيوا از ورود امواج هنگام مد، توان توليد مي كند از
اختلاف سطوح بين آب دريا و درياچه مصنوعي سود مي‌برد. كواكو به عنوان صاحب امتياز
پروژه نيروگاه را به مجموع خروجي 260mw و توليدتوان سالانه 543 گيگاولت ساعت به
اجرا درخواهد آورد.
نيروگاه سيوا شامل موتورخانه‌هايي براي 10 توربين نوع لامپ
الكتريك در ژنراتورها، دريچه‌ها و ديگر تجهيزات را شامل مي‌شود. هر واحد ظرفيت mw26
دارد. ضخامت پايه 5/7 متر سرعت 29/64 ولت بر دقيقه و در اندازه مشخص 82000/5 به كار
انداخته مي‌شوند عمل تخليه آبگير توسط هشت دريچه جديد و وجود دريچه‌هاي اضافي انجام
خواهد شد.
هزينه كلي پروژه حدود 250 ميليون دلار خواهد بود.

پيشنهادات
رقابتي
پروژه، پروژه مناقصه بومي سنگين و پردرآمدي توسط شركتهاي مهندسي داخلي به
عنوان شركت‌هاي راهنما و تهيه‌كننده‌ها و شركتهاي مهندسي به عنوان پيمانكاران جزء
بود. مسووليت گروه‌ها مانند درخت براي پروژه تعريف شده بود. راهنماهاي اين گروه
شركت‌هاي داخلي كره‌اي متعهد، با تهيه‌كننده‌هاي تجهيزات وشركت‌هاي مهندسي بودند
تجمع شركت‌هاي ساختماني دوو (Daewoo) با مهندسي دوو و شركت ساختماني به عنوان
راهنما در پروژه شريك شدند و توسط شركت مشاوره مهندسي سامان (Sam-An) در مناقصه
برنده شده و كواكو قرارداد را اعطا كرد. كواكو از بين شركت‌كنندگان در مناقصه بر
طبق معيارهاي: قيمت (30%)، تخصص فني(45%)، و مراجع (25%) شركت مورد نظر را انتخاب
كرد. دوو به عنوان شركت‌كننده برگزيده اعلام و موظف شد طرح‌هاي خود را با جزييات
كامل قبل از اعطاي پروژه به او آماده كند. در مناقصه دوو قيمت بالاتري را نسبت به
رقيب خود هيوندا (Hyundai) ارايه كرد.
Va Tech Hydro به عنوان پيمانكار جزء دوو
براي تهيه تجهيزات معين و خدمات با توجه به بخش‌هاي الكترومكانيكي مسوول خواهد
بود.
Va Tech Hydro به عنوان تهيه‌كننده فني پروژه نيروگاه سيوا عمل خواهد كرد و
طراحي‌هاي جزيي براي تجهيزات توربين و ژنراتور ارايه خواهد داد.
علاوه بر اين
شركت تمام تجهيزات اصلي براي توربين‌ها و ژنراتورها را تغذيه خواهد كرد. درحالي كه
دوو تجهيزات بدون هسته را تهيه خواهد كرد. تعهد Va Tech Hydro شامل محرك‌هاي توربين
درزگيري محور توربين، جهت‌ها و هدهاي روغن، دريچه‌ها، هسته‌هاي استاتور و
سيم‌پيچي‌ها و قطب‌هاي رتور، جهت‌هاي تركيبي، تحريك، مقره‌ها و سيستم scada است.
راه‌اندازي تجهيزات الكترومكانيكي در اوايل سال 2007 جزء اولين تعهدات است. مراحل
نصب نيروگاه جذرو مد به حالت پيوسته‌اي به انجام خواهد رسيد. و چون محل كافي براي
نگهداري وجود ندارد بخش‌هاي الكترومكانيكي و تجهيزات بايد به موقع تحويل داه شده
باشد.
بعلاوه Va Tech Hydro يك سري خدمات وسيعي ارايه خواهد داد. شامل نظارت بر
ساخت بخش‌هايي كه بايد به دوو تحويل داده شود. نظارت بر قبل از نصب و بعد از نصب،
نظارت بر انجام و ارايه سري آموزشي براي كارگذاري.
ارزش اين قرارداد براي Va
Tech Hydro تقريباً 75 ميليون يورو (93 ميليون دلار) است..
علاوه بر دلايل جانبي
و فوريت بي‌نهايت پروژه نيروگاه جزرو مد سيوا، برنامه‌ريزي شده تا براي سال 2009
كامل شده باشد.
تيم پروژه يك تيم از متخصصان دوو،‌مهندسي سامان و Va Tech Hydro
مسائل اقتصادي را محاسبه كردند و نهايتاً با امضاء اسناد قرارداد به نتيجه
رسيدند.
نيروگاه سيوا باب جديدي را در توسعه انرژي قابل تجديد محلي در كره جنوبي
گشوده است. اين نيروگاه واردات نفت را تقريباً 860000 بشكه (43 ميليون دلار) كاهش
خواهد داد. به همان خوبي سهمش را با ادامه گردش آب درياچه در ارتقاء كيفيت آب را به
ارمغان خواهد آورد.
اگر در مورد درياچه سيوا طبق برنامه ريزي پيش برويم، كيفيت
زندگي مردم كره بهبود خواهد يافت و توسعه اقتصاد ملي آنها تامين مي‌شود با اين
اعطاء (پاداش) Va Tech Hydro در محقق كردن بزرگترين نيروگاه جذرو مد دنيا موقعيت
مهمي را به دست خواهد آورد. VTH قصد دارد براي شركت در پيشبرد ساخت نيروگاه‌هاي آبي
بزرگ تلاش كندو درگير پروژه‌هاي مشابه شود براي چندين پروژه هنگفت در سواحل غربي
شبكه جزيره كره و محل‌‌هاي مورد نظر تحقيقاتي به عمل آمده است كه براي توسعه قدرت
جذرو مد هدف‌گذاري شده‌اند.

قدرت جذرومد: گذشته، حال، آينده
نيروگاه‌هاي
جذرومد در اوايل دهه 1990 به وجود آمدند در آن زمان تنها يك مسير جذرو مد مورد
استفاده بود. ماشين‌هاي جذرومد در قرن 18 ميلادي ساخته شده است. وقتي با ماشين‌هاي
باد و چرخ‌هاي آبي رقابت شديدي داشتند. ماشين‌هاي جذرومدي با ورود موتورهاي بخار
ارزان از صحنه بيرون رفته است. تعداد كمي درنواحي دوردست باقي ماندند. مهمترين آنها
عبارتند از: لورانوس LARANCE) اولين و بزرگترين نيروگاه با كارايي mv240 براي توليد
اقتصادي بروي دهانه ورودي در شمال غربي فرانسه بين سالهاي 1961-1967 ساخته شد. يك
سد 75 متري (شامل دريچه‌ها، موتورخانه‌ها، سد متحرك و خاكريز) به يك آبگير 17
كيلومتر مربع را محصور كرد. نيروگاه جذر و مد 24 توربين كاپلان نوع لامپ الكتريك
(bulb-type Kaplan turbines) با ظرفيت نامي mv10 براي هر كدام دارد.
آناپوليس
(Anapolis) دومين نيروگاه جزرومد اقتصادي كه در نيم كره غربي به كار گرفته شد. يك
نيروگاه mv18 در آناپوليس رويال در ساحل نواسكاتيا (Nova scatia) در باي فاندي در
كانادا (Bay of fundy) است كه در سال 1984 ساخته شد. اين پروژه ازيك سد كنترل شاري
با يك توربين استافلو (Straflo) با ضخامت 5/7 متر استفاده مي‌كند.
جاهاي ديگر:
بقيه نيروگاه‌ها شامل واحد آزمايشي 400kw د ركيسلايا (kislaya Guna) ساخته شده 1968
در روسيه بر روي دريايي برنت (Barents) و ايستگاه 3.4mw جيانكسيا (jianxia) در چين
كه بين سالهاي 1980 و 1986 ساخته شده است.
از لحاظ فني، در اروپا منابع جذر و
مدي فراواني در بريتانياي كبير در دسترس است. محلي در دهانه سورن در نوب غربي
انگلستان، توانايي بالقوه GW8 را دارا است و در چندين زمينه مورد مطالعه قرار گرفته
است. همچنين پتانسيل زيادي در جنوب فرانسه موجود است. در شبه جزيره كوتنيتن
(Cotentin) در نورماندي (Normandy) محل‌هاي ديگري كه همه اين پتانسيل را دارند وجود
دارند، در آرژانتين، شيلي،‌استراليا، كانادا، چين، هند، كره، روسيه با محدوده
جزرومدي بين 5/4 و 5/11 متر تعدادي از اين محلها از مركز تقاضا دور هستند. بنابراين
هر چند منابع قابل توجه با قيمت تجهيزات معقولي ارايه مي‌دهند، هم‌اكنون سهم توسعه
ناچيزي در حال برايمان بعهده خواهند داشت.