انرژی اقیانوس ها

منشا انرزی اقیانوسی چیست؟

برای آشنایی با انرژی اقیانوس ها ابتدا باید با جزر و مد آشنا شوید؛ نیروی گرانشی که بین ماه  و خورشید و زمین  سبب بالا و پایین رفتن منظم آب اقیانوس ها در سراسر جهان می شود که نتیجه آن امواج جزر و مدی می باشد. بنابراین بهتر است یادآوری مختصری درباره نیروی گرانشی و ماهیت آن داشته باشیم.

نیروی گرانشی یکی از انواع نیروهاست. نیروی گرانشی بین هر دو جسم و ذره ای که در جهان بتوان در نظر گرفت، وجود دارد؛ مقدار این نیرو به جرم دو جسم و فاصله ی که بین آن ها بستگی دارد یعنی اگر جرم دو جسم کم و یا فاصله ی بین آن ها زیاد باشد این نیرو خیلی کم است. (نیروی گرانشی ضعیف ترین نیرو از میان چهار نیروی الکتریکی، نیروی مغناطیسی، نیروی هسته ای و نیروی گرانشی است)

ماه نیرویی بیش از دو برابر نیرویی که خورشید بر امواج جزر و مد تاثیر می گذارد، اعمال می کند. در نتیجه جزر و مد تابعی از گردش ماه به دور زمین است. ایجاد موج در روز و سیکل جزر در هر سطح  جزئی از اقیانوس وجود دارد. دامنه ارتفاع موج  جزر و مد در اقیانوس های آزاد بسیار کم است، این در حالی است که  در مرکز موج بالغ بر صدها کیلومتر آشفتگی ایجاد می شود.

نزدیک سواحل دریا، سطوح آب می‌توانند تا 24 متر بالا كشیده شوند. تنها حدود 24 نقطه وجود دارد كه دارای شرایط مناسب و حدود جزر و مدهای كافی (حدود 6 متر) برای تولید انرژی به صرفه است. ساده‌ترین سیستم تولید نیرو برای دستگاه های جزر و مدی شامل سدی به صورت مانع در عرض مدخل كولاب حاشیه‌ای دریا است. دروازه‌های آبگیر مانع به ظرف جزر و مد هنگام جزر و مدهای بزرگ اجازه ورود آب را می‌دهد و آب را از میان سیستم توربین خروجی عبور می‌‌‌دهد. این زمان كه بین بالاترین نقطه مد و پایین ترین نقطه جزر وجود دارد را ebb tide می‌گویند.

حصارهای جزر و مدی می‌توانند انرژی جزر و مد را مهار كنند، یک حصار جزر‌‌ و ‌مدی دارای توربین‌های قائم محور هستند كه روی یک حصار سوار شده است. تمام آبی كه عبور می‌كند به درون توربین‌ها رانده می‌شود. این تأسیسات در نواحی مانند كانال‌های بین خشكی‌ها نیز می‌توانند بكار گرفته شوند. حصارها تأثیر زیست محیطی كمتری نسبت به موانع جزر و مدی دارند، اگرچه می‌توانند برای حركت حیوانات بزرگ دریایی مشكل ساز باشند. هزینه نصب حصارهای جزر و مدی نیز كمتر از موانع جزر و مدی است. یک حصار جزر و مدی در سواحل فیلیپین در حال فعالیت است.

توربین‌های جزر و مدی تكنولوژی جدیدی هستند كه در بسیاری از نواحی جزر و مدی به كار گرفته می‌شود. اساساً آن ها توربین‌های بادی هستند كه در هر محلی كه جریان جزر و مدی قوی دارد، واقع شده‌اند. از آنجا كه آب 800 مرتبه چگال تر از باد است، توربین‌های جزر و مدی مجبور به داشتن مقاومت بیشتری از توربین‌های بادی خواهند بود. این توربین‌ها سنگین‌تر و گران‌تر هستند اما قادرند انرژی بیشتری را به دام بیاندازند.

انرژی امواج

موج در اثر وزش باد روی سطح اقیانوس بوجود می‌آید. در امواج اقیانوس انرژی خارق‌العاده‌ای وجود دارد. مجموع نیروی امواجی كه خطوط ساحلی دنیا را در می‌نوردند، 2 تا 3 میلیون مگاوات تخمین زده می‌شود. سواحل غربی ایالات متحده و اروپا و سواحل ژاپن و نیوزلند محل های مناسبی برای مهار انرژی امواج اقیانوس هستند. یكی از راه های مهار انرژی امواج این است كه خط سد امواج را به كانال های باریک كج كرده و در آنجا متمركز كنیم. این كار باعث افزایش نیرو و اندازة امواج می‌شود. سپس امواج می‌توانند به ظرف‌هایی كانال كشی شده و یا مستقیماً برای گرداندن توربین‌ها به كار روند. هیچ دستگاه انرژی موجی تجاری بزرگی وجود ندارد، اما انواع كوچک آن موجود می‌باشند، در آینده ای نزیدیک مكان های ساحلی كوچک بهترین وضعیت را برای تولید انرژی موجی كافی برای جوامع محلی ایجاد خواهند کرد.

تبدیل انرژی حرارتی اقیانوس (OTEC)

انرژی خورشید سطح آب اقیانوس را گرم می‌كند. در نواحی استوایی، سطح آب تا بیش از 40 درجه گرم تر از درون آب است. این اختلاف حرارتی می‌تواند برای تولید برق به كار برده می‌شود. سیستم OTEC باید اختلاف دمایی حداقل 25 درجه سیلیوس داشته باشد تا بتواند كار كند، هاوایی از سال 1970 برای OTEC مورد بررسی قرار گرفت. امروزه به دلایلی که در زیر به آن اشاره می کنیم هیچ عملكردی وجود ندارد.

1.  سیستم‌های OTEC بهرة‌ بالای انرژی ندارند.

2. پمپ كردن آب مشكل مهندسی بزرگی‌ست.

3. برق باید به خشكی انتقال یابد که برای رسیدن به تكنولوژی لازم جهت تولید و انتقال اقتصادی برق از سیستم 10 تا 20 سال وقت نیاز است.

خورشید

تحقیقاتی برای ساخت مزارع خورشیدی روی اقیانوس انجام شده است. اقیانوس ها 70 درصد سطح كرة زمین را می‌پوشانند. برخی عقیده دارند كه نزدیک سواحل كامل ترین محل برای مزارع خورشیدی است. اخیراً، انرژی خورشیدی در سكوهای نزدیک به ساحل و برای راه اندازی تجهیزات دریایی كنترل از راه دور به كار گرفته شده است. انرژی خورشیدی منبع انرژی تجدید پذیری است كه آزاد و سالم است.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی