دوشنبه ۲۷ آذر ۱۳۹۶

                                                                                                 انرژی جزر و مد و امواج دریا

انرژی دریایی یا اقیانوسی ، یکی از انواع انرژی های تجدیدپذیر است که در کنار منابع دیگری نظیر انرژی خورشیدی و باد ، موردتوجه قرار گرفته است . انرژی امواج و انرژی جزر و مد را می توان مهمترین زیر مجموعه های انرژی های دریایی به شمار آورد . به دلیل تفاوت های موجود در ویژگی ها و روشهای فنی جذب آنها ، توسعه این دو منبع راه متفاوت و مستقلی را طی کرده است .
نیروگاه های جزر و مدی به دلیل مشابهت با نیروگاه های آبی واستفاده از فناوری آماده آنها ، به پیشرفت های سریعی نایل آمده است . اما بروزمشکلات زیست محیطی باعث شده است که تحول و ایجاد تغییرات اساسی در روش کار ضروری شود. توسعه آنها به روش قبل به رغم پیشرفت های ذکر شده ، در عمل محدود شده است.
نیروگاه های موجی از تنوع زیادی برخوردار هستند. برخی بر روی آب شناورند و برخی دیگر در ساحل نصب می شوند. همچنین نحوه درگیری آنها با امواج و درنتیجه نوع حرکتی که جذب می کنند با هم تفاوت بسیار دارد. علاوه بر کارهای مطالعاتی،نمونه های کوچکی نیز از برخی سیستم های موجی در نقاط مختلف جهان ساخته شده و موردآزمایش قرار گرفته است.
امواج در اثر انتقال انرژی از باد به دریا به وجود می آیند. نرخاین انتقال انرژی بستگی به سرعت باد و نیز به مسافتی دارد که در طول آن باد با سطح آب در فعل و انفعال بوده است. موج ها به خاطر جرم آبی که نسبت به سطح متوسط دریاجابه جا شده ، انرژی پتانسیل و به خاطر سرعت ذرات آب ، انرژی جنبشی را با خود حمل می کنند. انرژی ذخیره شده از طریق اصطکاک و اغتشاش و با شدتی که بستگی به ویژگی امواج و عمق آب دارد ، تلف می شود. موج های بزرگ در آب های عمیق انرژی خود را باکندی بسیار از دست می دهند ، در نتیجه سیستم های امواج بسیار پیچیده هستند و اغلبهم از بادهای محلی و هم از توفان هایی که روزها قبل در دور دست اتفاق افتاده اندسرچشمه می گیرند.
امواج توسط ارتفاع، طول موج و دوره تناوبشان مشخص می شوند. قدرت امواج معمولاً بر حسب کیلووات بر متر بیان می شود که نمایانگر شدت انتقال یا عبورانرژی از یک خط فرضی به طول یک متر و موازی با جبهه موج است. امروزه فناوری تولیدانرژی از موج اقیانوس ها وجود دارد، به طوری که بیش از ۴۰۰ اختراع در این زمینه بهثبت رسیده است که از آنها به سه روش اصلی استفاده از کانالی به شکل مخروط ناقص ،استفاده از حرکت عمومی امواج اقیانوس توسط مکانیزم های گوناگون و استفاده از یک ستون نوسانی آب می توان اشاره کرد.
جزر و مد دریا در اثر جاذبه ماه و خورشید به هنگام گردش زمین بهوجود می آید. نیروی جاذبه ماه باعث ایجاد برآمدگی در آب ها شده و به علت گردش وضعی زمین این برآمدگی به سمت غرب جریان پیدا می کند ، در نتیجه موج هایی با دوره ۱۲ساعت و ۲۵ دقیقه ایجاد می شود که دامنه نوسان آنها در اقیانوس های برگ در حدود ۵/۰متر است. اثر نیروی جاذبه خورشید نیز مشابه ولی ضغیف تر است و هر ۱۲ ساعت یک مرتبه ظاهر می شود. به این ترتیب جزر و مد به صورت منظم در  قالب امواج در قالب امواج قمری رخ می دهد. بیشترین دامنه جزر و مد زمانی به وجود می آید که ماه و خورشید در یک راستا قرار گرفته باشند و برعکس هنگامی که آنها در بربیع باشند این دامنه حداقل است.                                                                                                                                                     
هنگامی که امواج جزر و مدی به سواحل و فلات قاره می رسند، دامنهآنها می تواند در اثر هجوم آب، قیفی شدن آبراه و ایجاد رزنانس به طور قابل ملاحظه ای افزایش یابد. مثلاً دامنه جزر و مد در نقاط مناسبی از کانادا به بیش از ۱۰ مترمی رسد. به رغم پیچیدگی خاصی که در مورد جزر و مد وجود دارد پیش بینی و محاسبه دقیق آن در هر محل ممکن است.  
استحصال انرژی از جزر و مد در نقاطی عملی است که انرژی زیادی به صورت جزر و مدهای بزرگ در آنها متمرکز شده باشد و به علاوه جغرافیای محل نیز برای احداث نیرگاه جزر و مدی سایت مناسبی فراهم کرده باشد. چنین مکان هایی در همه جایافت نمی شوند. اما تا به حال تعداد نسبتاً زیادی شناسایی شده اند. در حال حاضرتعداد کمی نیروگاه جزر و مدی در جهان احداث شده است.
نخستین و بزرگ ترین آنها که از نوع تک حوضچه ای و دو اثری بوده،با ظرفیت ۲۴۰ مگاوات در لارانس فرانسه تأسیس شده است که جنبه تجاری دارد. به غیر ازآن، نیروگاه ۲۰ ماواتی آناپولیس در کانادا، نیروگاه آزمایشی ۴۰۰ کیلوواتی کیسلایاگوبا در شوروی سابق و نیروگاه ۲/۳ مگاواتی جیانگزیا در چین را می توان نامبرد. همچنین چند ایستگاه کوچک چند منظوره در چین احداث شده است.
علاوه بر انرژی جزر و مد و امواج، انرژی حرارتی اقیانوس ها یادریاها که از اختلاف دمای آب های سطحی و آب های عمق ۱۰۰۰ متری دریاهای بزرگ استفاده کرده و یک سیکل کم راندمان و دما پایین ترمودینامیکی را بین این دو منبع حرارتی سردو گرم برقرار می کند نیز مورد توجه و بهره برداری آزمایشی قرار گرفته است.