طاقة المد والجزر

الطاقة المتجدّدة
	طاقة حيوية; كتلة حيوية; طاقة حرارية أرضية; طاقة مائية; طاقة شمسية; طاقة المد والجزر; طاقة موجية; طاقة الرياح

طاقة المد والجزر Tidal power، هي شكل من أشكال الطاقة المائية التي تحول المد والجزر إلى أشكال مفيدة للطاقة، وخاصة الكهرباء.

إن العالم بأسره يتطلع إلى مصادر بديلة للطاقة التقليدية (فحم، غاز،وقود) طاقة نظيفة ومتجددة فكانت هذه التطلعات إلى المصادر المتاحة حولنا وهي الشمس، الرياح، الماء. وكانت المحيطات والبحار ومنذ فترة طويلة كانت المصدر المحتمل للطاقة البديلة حيث تحمل حركة المحيط طاقة على شكل أعطى وجزر وموجات وتيارات مائية حيث حتى العالم يعتمد على 90% من طاقته الكهربائية على المصادر التقليدية وهناك بعض الدول التي كانت سباقة إلى استعمال هذه التقنية الحديثة مثل فرنسا وإنگلترة والولايات المتحدة الأمريكية. منذ أواخر القرن العشرين كان هناك اهتمام ثابت في تسخير قدرة المد والجزر وتم هجريز الاهتمام على مصبات الأنهار حيث تعبر حجوم كبيرة من الماء خلال قنوات ضيقة مما يزيد من سرعة الجريان ولكن كان هناك مشاكل بيئة كبيرة قابلت الفهماء لتطبيق هذه التقنية، لذلك لجأ الفهماء إلى النظر إلى إمكانية استخدام التيارات الساحلية وفي التسعينيات تم انتشار الأسيجة المدية في القنوات بين الجزر الصغيرة وكان ذلك خيارا فعالا أكثر من وجودهما على مصبات الأنهار. وان الفرضية المحتملة الأخرى للحصول على الطاقة من المحيطات والبحار هي الاعتماد على فرق درجات الحرارة بين المياه السطحية والمياه الأعمق ولا تزال هذه الطريقة قيد الدراسة. على جميع حال ما تزال التقنيات الصناعية لتجهيزات الطاقة المدية والجزرية في بدايتها أوطفولتها إذا صح التعبير وسيكون هناك وقت طويل قبل حتى تقدم هذه الطاقة الجديدة مساهمتها في توليد الطاقة أودخولها في الاستغلال التجاري . ونريد التنويه هنا بأن توليد الطاقة باستخدام تدفق الماء ليس فكرة جديدة فقد سجل الفرنسي گرار أول براءة اختراع على الإطلاق باستخدامه أداة طاقة الموجة في يوليو1799.

أكبر محطة طاقة أعطى وجزر في العالم هي محطة رانس للمد والجزر في فرنسا، والتي بدأ تشغيلها عام 1966.

توليد طاقة المد والجزر

اختلاف المد والجزر على مدار اليوم.

طرق التوليد

أكبر مولد بخاري بطاقة المد والجزر في العالم ومتصل بشبكة – سي‌گن– في سترانگفورد لوف. The strong wake يشير إلى الطاقة الحالية للمد والجزر.

منظر علوي لخزان المد والجزر. الون الأزرق والأحمر الداكن يشير إلى موجات المد والجزر المنخفضة والمرتفعة على الترتيب.

إن مبدأ عمل المحطات المدية الجزرية يشبه إلى حد ما المحطات الكهرومائية، إلا حتى السد في محطة المد والجزر أكبر بكثير من المحطة الكهرومائية. وتتكون المحطة المدية الجزرية من المكونات الرئيسية التالية:

إن المكون الأول لمركز توليد الطاقة المدية هوالحوض المدي أوالصب إذا إيجاد المكان المناسب الذي يحتوي على المصب ضروري لنجاح هذه المحطة وهذا الصب لاقد يكون من خلق الإنسان وإنماقد يكون طبيعيا وأن الحوض المديقد يكون ميزة جغرافية وليس من السهولة إيجاده أوتصنيعه فالمصب المناسب يجب حتىقد يكون مجسما ضخما من الماء المحاط كليا بالأرض مع فتحة صغيرة إلى البحر إذا كمية الطاقة التي يمكن حتى تولدها من هذه المحطة يتبع لحجم الصب فحدثى زاد حجم الصب تزيد كمية الطاقة.
إن المكون أوالعنصر الثاني يؤثر في توليد الطاقة المدية هوالحاجز المدي هذا الحاجز يظهر مثل الحائط الذي يفصل الحوض المدي عند باقي البحر أسفل هذا الحاجزقد يكون مثبتا على قاع البحر وقيمة هذا الحاجز تكون فوق أعلى مستوى يمكن حتى يصل إليه الماء من المد الأعظمي. الحاجزالمدي يؤدي غرض بتر مياه البحر عن الماء في مصب النهر لذا فالماء يمكن أ ن يحصر بطريقة أوأسلوب مفيد من أجل أحداث الطاقة المدية وهذا ماسنبحثه في عمل العنفات المدية.
المكون الثالث لهذه المحطات هوبوابات التحكم وهي مناطق من الحاجز يستطيع الماء حتى يتدفق بحرية من وإلى خارج الصب هذه البوابات ليست مفتوحة بشكل دائم حيث يتم التحكم بها بواسطة مشغلي مركز الطاقة لتحديد التدفق الناسب من الماء إلى العنفات المدية وهذه البوابات ليس لها مسقط محدد على الحاجز المدي، البعض منهاقد يكون محدد بشكل مباشر أمام وخلف العنفات المدية ويسمح للماء بالتدفق خلال العنفات وتوليد الكهرباء والبعض الأخرقد يكون بعيدا عن العنفة للسماح لمشغلي المركز بملأ أوإفراغ المصب عند الرغبة.
المكون الرابع في مركز توليد الطاقة المدية هي العنفات المدية نفسها هذه العنفات مرتبة ضمن الحاجز المدي وتستقر بالقرب من قاع أرضية البحر وتصمم هذه العنفات بأسلوب مماثل للعنفة البخارية. تقع العنفات بين موضع بوابات التحكم على كلا المصب وجانب البحر من الحاجز المدي عندما تفتح هذه البوابات يندفع الماء خلالها إلى العنفات ليسرع الشفرات وتوليد الكهرباء.

العنفات المد جذرية

هناك تصميمين لمراكز توليد الطاقة المدية، من حيث نوع العنفات:

النوع الأول

وحيدة التأثير وهذه المراكز تولد الطاقة من تدفق الماء عبر العنفات في اتجاه واحد فقط وشأنها شأن العنفات البخارية حيث لا تستطيع العمل عندما يدور البخار باتجاه المعاكس. العنفات في هذه المراكز لا تستطيع العمل إلا عند مرور الماء في اتجاه واحد فقط، عندما ينخفض مستوى الماء في البحر بشكل مناسب تفتح بوابات التحكم المتمركزة أمام وخلف العنفات حتى يجبر الماء على التدفق من خلال العنفة وتتسارع الشفرات لتوليد الكهرباء تغلق بوابات التحكم عندما يصل مستوى الماء في المصب إلى مستوى الماء المدي المنخفض في البحر يعود مستوى الماء في البحر للارتفاع بالمد العالي وتبدأ دورة ثانية إلى غير ذلك. ويبين الشكل التالي الدورة المدية العنفات وحيدة التأثير.

النوع الثاني

ثنائية التأثير تعمل العنفات ثنائية التأثير بنفس مبدأ الوحيدة التأثير تقريباً تبدأ الدورة كدورة وحيدة التأثير مع حتى مستوى الماء في المصب ينخفض ويرتفع مستوى الماء في البحر بالشروط المدية تفتح بوابات التحكم أمام وخلف العنفات لذلك يندفع الماء خلال العنفات لتوليد الكهرباء، عندما يصبح مستوى الماء داخل المصب بنفس مستوى الماء في البحر تغلق بوابات التحكم. يبقى مستوى الماء في المصب مرتفع والماء في البحر يفترض أن يصل لحالة المد المنخفض. عندما ينخفض مستوى مياه البحر بما فيه الكفاية يعاد فتح البوابات أمام وخلف العنفة ويتدفق الماء خارج المصب من خلال العنفات حيث تولد الكهرباء عند مرور الماء على الشفرات في الاتجاهين وهذا ابتكار حديث في تقنية الطاقة الحدية حيث تصمم الشفرات للفتل والتسريع بنفس الاتجاه بغض النظر من اتجاه تدفق الماء عليها.

خزان المد والجزر