(اگر حوصله خوندن متن نداری، کلیپ کاملش رو قرار دادیم تماشا کن و لذت ببر)
تغییرات آب و هوایی و افزایش نیاز به انرژی در کل دنیا، استفاده از منابع مختلف انرژی تجدیدپذیر را ضروری کرده است. یکی از منابع عظیم در بین انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی اقیانوس‌ها می‌باشد. انرژی اقیانوس‌ها شامل انرژی حاصل از امواج، جریان‌ها و جزر رو مد است. در صورت استفاده درست و کامل از این انرژی‌ها، می‌توانیم به‌طور کامل انرژی موردنیاز خود را از انرژی‌های تجدیدپذیر تامین نماییم. انرژی جزر و مدی یکی از انواع انرژی آبی بوده که می توان انرژی حاصل از جزر و مد طبیعی را به انرژی الکتریسیته تبدیل کرد. در این مقاله قصد داریم در ابتدا به مرور روش‌های رایج در تولید انرژی از جزر و مد بپردازیم. سپس یکی از قابل اعتمادترین فناوری‌ها در این زمینه به نام Andritz خواهیم پرداخت و چگونگی تولید برق از جزر و مد با کمک این توربین‌های آبی را برای شما توضیح خواهیم داد.
روش‌های رایج در تولید انرژی از جزر و مد
جزر و مد ناشی از اثرات ترکیبی نیروی گرانشی زمین است که در اثر حرکت ماه، خورشید و چرخش زمین اتفاق می‌افتد. جزر و مدی که در سواحل اتفاق می‌افتد می‌تواند به‌صورت خفیف یا کامل انجام گیرد. برای تولید انرژی از جزر رو مد، سازه‌های تولیدکننده برق باید در خطوط ساحلی با حداقل ارتفاع 5 متر قرار گیرند. تکنولوژی‌های مختلفی شامل سدهای جزر و مدی، فنس‌های جزرومدی و توربین‌های آبی برای تولید انرژی الکتریسیته از جزر رو مد دریا توسعه پیدا کردند.
نرم افزار GMS به شما در شبیه سازی منابع آب های زیر زمینی کمک می کند. در دوره آموزش GMS مجموعه ما شرکت کنید تا به راحتی بتوانید وضعیت این منابع را شبیه سازی و تحلیل کنید.
سدهای جزر و مدی
سدهای جزر و مدی یکی از انواع بهینه تولید انرژی از دریا می‌باشد که متشکل از یک سد بوده که از انرژی موجود در اختلاف ارتفاع آب در جزر کامل و خفیف برای تولید انرژی استفاده می کند. این انرژی از طریق چرخش توربین یا فشرده سازی هوا الکتریسیته تولید می کند.
فنس‌ها جزر و مدی و توربین های آبی
فنس‌های جزر و مدی توربین‌هایی بوده که شبیه نرده گردان‌های غول‌پیکر عمل می‌کنند. در حالی‌که توربین‌های آبی شبیه توربین‌های بادی هستند. در هر دو حالت جزر و مد به صورت مکانیکی توربین‌ها متصل به ژنراتورها را به حرکت در می‌آورد که منجر به تولید الکتریسیته می‌شود.
مزیت های تولید الکتریسیته از جزر و مد
چگالی آب اقیانوس ها 832 برابر بیشتر از هوا می‌باشد به همین دلیل جریان آب نیروی بیشتری را وارد کرده و در نتیجه انرژی بیشتری نیز تولید خواهد کرد. نصب سازه برای تولید انرژی جزر و مدی بسیار آسان بوده و انرژی حاصل از آن کاملا تجدید پذیر می‌باشد. این نوع تولید انرژی هیچگونه انتشار گاز گلخانه‌ای نداشته و کمترین آثار مخرب زیست محیطی را به همراه دارد. با توجه به اینکه الگوی جزر و مد اقیانوس‌ها کاملا شناخته شده، مقدار انرژی حاصل از آن نیز کاملا قابل پیش‌بینی می‌باشد. همین موضوع استفاده از این روش تولید الکتریسیته برای توزیع برق در شبکه را بسیار جذاب کرده و آن را از سایر انرژی‌های تجدیدپذیر متمایز می کند.
با شرکت در دوره آموزش WEAP می توانید از قابلیت های نرم افزار سیستم ارزیابی و برنامه ریزی آب استفاده کنید.
معرفی توربین‌های آبی Andritz
توربین‌های آبی غول پیکر Andritz برای اولین بار در سال 2003 با نام HS 300 مورد استفاده قرار گرفتند. در سال 2004 با اتصال به شبکه توزیع برق، اولین توربین تولید کننده الکتریسته از جزرومد در نوع خود در دنیا بودند که برق تولید شده از جزر و مد را مستقیم به شبکه توزیع برق انتقال می دادند.
برای شروع از یک نمونه 300 کیلوواتی برای تولید برق استفاده شد که می توانست 1/5 گیگاوات ساعت برق به شبکه توزیع انتقال دهد. کارایی این نمونه اولیه بسیار بالا بوده و در 98 درصد زمان‌هایی که دوره مورد استفاده قرار گرفت، کاملا در دسترس بود. براساس تجربه های بدست آمده از تست نمونه 300 کیلوواتی، توربین‌های یک مگاواتی HS 1000 در آب‌های خروشان اروپا زیر نظر مرکز انرژی دریایی اروپا در اورکنی انگلستان شروع به کار کرد.
مکانیابی برای استقرار توربین‌های آبی
اولین قدم برای پیاده‌سازی یک سایت و استقرار توربین های Andritz در آن، ارزیابی شرایط مختلف در هر سایت است. مهمترین معیارهایی که برای انتخاب موقعیت برای پیاده‌سازی پروژه باید مورد توجه قرار گیرد شامل سرعت جریان جزر و مدی، عمق آب، تأثیر امواج و جریان‌ها، دسترسی به شبکه توزیع برق، میزان جریان ورودی، تعرفه‌های مالی می‌باشند. این ارزیابی‌های باعث می‌شود تا میزان انرژی تولید شده بهینه شده و میزان هزینه مصرفی برای تولید برق به صرفه گردد.
ساخت و راه‌اندازی توربین های Andritz
مهمترین قسمت‌های تشکیل دهنده توربین‌های آبی Andritz شامل ماژول، توربین و پیشرانه می‌باشد. سازه ماژول که توربین آبی روی آن قرار می‌گیرد باید به گونه‌ای طراحی شوند که بتواند در بستر دریا با شرایط بررسی شده، وزن توربین را روی خود نگهداری کند.
از جمله چالش‌هایی که در فرآیند ساخت این نوع توربین‌های آبی وجود دارد، طراحی و ساخت پیچیده تیغه‌ها و پیشرانه‌ها می‌باشد. به این دلیل که طراحی و ساخت تیغه ها نیاز به تخصص‌های مختلف از جمله هیدرودینامیک محاسبات ساختاری، بهینه‌سازی عملکرد و مواد دارد. همچنین پیشرانه‌ها باید به گونه‌ای مهندسی شوند که اثرات ارتعاش و انبساط حرارتی را کاهش می‌دهند.
پس از ساخته شدن ماژول نگهدارنده و توربین در خشکی، توسط کشتی به محل اصلی قرار گیری توربین ها منتقل می شوند. در ابتدا ماژول‌ها به کمک ماشین‌های سنگین به آرامی در آب قرار گرفته و پس از مقاوم سازی، توربین‌ها روی ماژول قرار می‌گیرند. عمر هر یک از توربین‌های ساخته شده حدود 25 سال تخمین زده شده که بطور میانگین هر 5 سال نیاز به سرویس دارند تا عملکرد بهینه آن حفظ شود.
اتصال به شبکه توزیع برق
پس از راه‌اندازی توربین در محل اصلی خود زمان انتقال کابل ها از توربین‌ها به خشکی و اتصال به شبکه توزیع برق می باشد. برای این کار کابل‌ها از زیر اقیانوس‌ها به ساحل منتقل شده و به پست‌هایی که در سواحل تاسیس می‌شوند انتقال می‌یابند. نصب تجهیزات الکتریکی، اتصال کابل و تنظیمات مربوط به سیبستم کنترل همه به صورت کاملا پیشرفته صورت می‌پذیرد. اکنون توربین می‌تواند از انرژی جزر و مد به صورت پایدار برق تولید کند.
جریان جزر و مد روتور را به حرکت در آورده که از طریق ژنراتور برق تولید می‌کند. برق تولید شده از طریق کابل های زیرزمینی به ایستگاه های برق مستقر در ساحل منتقل می‌شود. توربین‌های HS 1000 پس از اتصال به شبکه توزیع برق می‌توانند الکتریسیته مورد نیاز حدود 500 خانواده را تامین کنند.
آسیب‌های زیست محیطی توربین های آبی Andritz
همیشه مسائل زیست محیطی برای مدیران این پروژه در اولویت قرار داشته و به دنبال روش‌هایی برای تولید انرژی تجدیدپذیر بودند که با طبیعت سازگار باشد. ماژول و توربین‌های آبی Andritz روی آن، در زیر دریا حداقل تداخل در حمل و نقل و فعالیت‌های ماهیگیری دارند. ارزیابی های مختلفی که توسط شرکت سازنده و سازمان های حفاظت از محیط زیست انجام پذیرفت نشان داد که توربین های آبی تا به امروز هیچ اثر بدی روی زندگی ماهی ها و سایر موجودات دریایی نداشته است.
با گذر زمان حتی اگر سوخت های فسیلی موجود به پایان نرسند، به دلیل آثار مخرب استفاده از این نوع سوخت ها، مجبور به کنار گذاشتن آنها خواهیم شد. به همین دلیل باید به دنبال منابعی باشیم که به صورت پایدار انرژی مورد نیاز خود را از آنها تامین کنیم. یکی از این منابع، انرژی‌های موجود در دریاها و اقیانوس‌ها می‌باشد که می‌توانند در کنار سایر منابع، ما را از استفاده سوخت‌های فسیلی بی نیاز کند.
برای یافتن پاسخ سوال‌هایتان شما را به تماشای این کلیپ زیبا دعوت می کنیم. لازم به ذکر است که ترجمه این کلیپ به طور
کامل و اختصاصی توسط تیم انجمن تخصصی مهندسی علوم آب صورت گرفته است. لطفا در بازنشر این کلیپ رعایت حقوق کپی رایت و لوگو مجموعه را در نظر داشته باشید. با تشکر از شما مخاطب فرهیخته.
