انرژی جزر و مد

   انرژی جزر و مد بر اثر دوران زمین، ماه و خورشید و تحت تاثیر جاذبه بین آن ها ایجاد می شود. مناطق ساحلی در طول شبانه روز دو بار جزر و مد را تجربه می کنند. بزرگترین مزیت انرژی جزر و مد همین خاصیت قابل پیش بینی بودن آن است به طوری که می توان خیلی خوب زمان و اندازه آن را پیش بینی کرد. برای اینکه سطح انرژی جزر و مد برای استفاده قابل قبول باشد می بایست اختلاف بین سطح بالا و پایین آب حدود 4.8 متر (16 فوت) باشد. با این شرایط، مکان های محدودی برای استفاده از انرژی جزر و مد در دنیا وجود دارند.

 روش های استفاده از انرژی جزر و مد

   در حال حاضر سه روش مختلف برای استفاده از انرژی جزر و مد وجود دارد:

• جریان های جزر و مدی (Tidal streams)
• سدها (Barrages)
• تالاب های جزر و مدی (Tidal lagoons)

 1. جریان های جزر و مدی

   در اکثر مواقع، توربین ها در مسیر جریان های جزر و مدی قرار دارند. جریان جزر و مدی یک جریان آب با سرعت بالاست که در اثر جزر و مدها ایجاد می شوند. توربین نیز در واقع وسیله ای است که انرژی را از سیال در حال حرکت دریافت کرده و آن را به انرژی مکانیکی دورانی تبدیل می کند. به دلیل چگال بودن آب، انرژی جزر و مد دارای سطح انرژی بیشتری نسبت به برخی از انرژی های تجدیدپذیر مانند باد است. علاوه بر این قابل پیش بینی تر و پایدارتر نیز می باشد. بنابراین جریان الکتریسیته تولیدی با این روش بسیار پایدار تر و قابل اعتماد تر است. قرار دادن توربین ها در جریان های جزر و مدی بسیار پیچیده و دشوار است زیرا دستگاه ها بسیار بزرگ بوده و ابعاد بزرگ آن ها سبب در هم شکستن جزر و مدی که قرار است مورد استفاده قرار گیرد می شود. از طرفی به دلیل انرژی بالای جریان های جزر و مدی احتمال در هم شکستن پره های توربین وجود دارد. استفاده از جریان های جزر و مدی در آب های کم عمق بسیار مفید است. از نظر زیست محیطی نیز، به دلیل پایین بودن سرعت دوران توربین، موجودات اطراف زیاد آسیب نمی بینند. برای استحصال انرژی جزر و مد، توربین هایی مشابه توربین بادی اما با اندازه کوچکتر در بستر آب و در منطقه ای که از نظر جزر و مد مساع است قرار می گیرند.

   اولین ایستگاه تولید الکتریسیته از جریان های جزر و مدی در سال 2007 ساخته شد. اختلاف جزر و مد در محل آن حدود 4 متر بود.

شکل (1). نمای توربین آبی مورد استفاده در نیروگاه جریان های جزر و مدی

2. سدها

   روش دیگر استحصال انرژی جزر و مد، استفاده از آب بندهایی است که به نام سد (barrage) شناخته می شوند. از آنجایی که ارتفاع سدها برای استحصال انرژی جزر و مد کوتاه است، آب می تواند از بالای سد و یا از دهانه توربین عبور کند. این سدها می توانند در رودخانه های خروشان، خلیج ها و دهانه رودخانه ها ساخته شوند. دریچه های ورودی سد در ابتدا باز هستند. زمانی که ارتفاع امواج به بیشترین سطح خود می رسد، دریچه ها بسته شده و یک استخر یا برکه جزر و مدی را ایجاد می کنند. سپس آب جمع شده از درون توربین سد عبور کرده و یک جریان الکتریکی قابل کنترل تولید می گردد.

شکل (2). نمای نیروگاه سد جزر و مدی اقیانوسی

   تاثیر زیست محیطی این سیستم تا حدی قابل توجه است. سطح خشکی در زمان جزر و مد به طور کامل زیر آب قرار گرفته و آسیب می بیند. تغییر در سطح آب، زندگی گیاهی و جانوری آن منطقه را دچار مخاطره می کند. سد ساختگی سبب به دام افتادن ماهیان شده و آبزیان درون سد نیز ممکن است در اثر دوران سریع توربین، درون آن گیر کنند.

   اگرچه هزینه های انرژی برای این روش وجود ندارد، اما هزینه های ساخت سد و تجهیزات مورد استفاده زیاد است. یک نمونه از این نیروگاه ها در سال 1966 در فرانسه ساخته شده که تا به امروز نیز در حال فعالیت است.

3. تالاب های جزر و مدی

   تالاب جزر و مدی، منطقه ای از آب اقیانوس است که به صورت جزیی در یک آب بند (Barrier) طبیعی و یا ساخته به دست بشر محصور شده است. علاوه بر این، تالاب های جزر و مدی ممکن است دهانه دار بوده و آب شیرین وارد آن ها شود.

   نیروگاه های تالابی خیلی شبیه به سدها عمل می کنند. اما برخلاف سدها، تالاب ها می توانند در طول خط ساحلی ساخته شوند. تولید جریان در این نیروگاه ها می تواند به طور پیوسته صورت گیرد. توربین ها در این روش، هنگام پرشدن و خالی شدن تالاب عمل می کنند.

   اثرات زیست محیطی این تالاب ها حداقل است. این تالاب ها می توانند از مواد طبیعی مانند سنگ ها ساخته شده باشند. آبزیان به راحتی می توانند وارد و خارج شوند چرا که این دیواره ها هنگام جزر و مد به طور کامل زیر آب می روند و مجدد بیرون می آیند. از طرف دیگر چون کوسه ها قادر به تخریب و وارد شدن به آن نیستند، ماهیان کوچکتر و سایر آبزیان براحتی و دور از خطر می توانند در آن زندگی کنند.

   مشکل تالاب های جزر و مدی این است که انرژی الکتریکی تولیدی در این روش تقریبا کم است. در حال حاضر، نیروگاه فعالی برای این روش قابل ذکر نیست.