انرژی امواج دریا و انرژی اقیانوسی

برای مشاهده فیلم روی شکل زیر کلیک کنید.

دیدگاه تاریخی:

بحران نفت به خصوص پس از جنگ اعراب و اسراییل در ١٩٧٣ و بحران انرژی در اواخر قرن بیستم باعث افزایش قیمت نفت شد. بر این اساس استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در اولویت قرار گرفت و کشورهایی که مرز آبی گسترده دارند به این فکر افتادند که از انرژی موج دریا برای تولید انرژی استفاده نمایند.

برخی نیروگاه های آبی به صورت شناور روی آب هستند، برخی نیز در کنار ساحل انرژی آب را به برق تبدیل می کنند.

استفاده از انرژی موج

باد باعث به وجود آمدن موج می‏ گردد. توان انرژی موج در طول ١ کیلومتر ساحل حدود ٨٠ کیلووات می‏ باشد. مولدهای برق در طول ساحل می ‏توانند این انرژی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. بازده چنین ژنراتورهایی حدود ٥٠% است، بنابراین یک نیروگاه موجی به طول ٢٥ کیلومتر، توانایی تولید ١٠٠٠ MW برق دارد.

چنین نیروگاه هایی به صورت شناور ساخته می‏شوند تا بتوانند به راحتی با موج بالا و پایین بروند. این مولدها با هر بار نوسان می‏ توانند مقداری انرژی الکتریکی تولید نمایند.

آیا بر اساس شكل زیر می توانید طرز كار مولد موجی را توضیح دهید؟

مزایا:

انرژی موج دریا از نوع تجدیدپذیر می ‏باشد. چنین منابعی نیازی به میلیون ها سال زمان برای به وجود آمدن ندارند و بی‏پایان می ‏باشند. تولید انرژی به این روش آلودگی در بر ندارد. این نیروگاه ها در طول زمستان می‏توانند بیشترین میزان انرژی را تولید كنند و خوشبختانه در چنین زمان هایی به انرژی بیشتری نیازمند هستیم.

مولدهای كوچك موجی می ‏توانند در نواحی دور دست كه انتقال برق مقرون به صرفه نیست به كار روند.

مضرات:

توان تولید شده در نیروگاه های موجی ثابت نبوده و بستگی به شرایط موج دریا دارد. هزینه ساخت ژنراتورهای موجی زیاد و ساخت آن ها دشوار است. كابلی كه به وسیله آن مولدهای موجی به هم متصل می شوند برای قایق‏ها و كشتی ها مشكل آفرین می‏باشد. در ضمن انتقال برق از طریق كابل نیز خطرناك است زیرا ممكن است كابل لخت شده و جریان برق وارد آب شود و موجودات دریایی را به خطر اندازد. در ضمن این نیروگاه ها باید طوری ساخته شوند كه در شرایط بد و طوفانی صدمه نبیند.

موج چیست و چگونه به ‌وجود می ‌آید؟

با شنیدن کلمه موج معانی مختلفی ممکن است به ذهن خطور کند. مثلاً در استادیوم فوتبال گاهی تماشاچیان به عنوان تشویق گروهی "موج مکزیکی می‌دهند" ! و با نظم خاصی در سر جای خود به بالا و پایین حرکت می ‌کنند.

گاهی در مسائل اجتماعی - سیاسی از موج سخن به میان می ‌آید. مثل "موج بنیادگرایی"

البته در فیزیک، اصطلاح موج یک معنی خاص دارد.

وقتی سنگی را بر روی سطح دریاچه یا استخر آب می ‌اندازید، حلقه‌های موج شکل گرفته و به بیرون حرکت می ‌کنند.

همچنین وقتی انتهای یک طناب را به بالا و پایین حرکت می ‌دهیم موج به‌وجود می ‌آید.

موج حاصله در طناب و آب دو مثال معروف از امواج هستند. ما در آینده با انواع دیگر موج آشنا می ‌شویم. اما در حال حاضر بیشتر با امواج مکانیکی سروکار خواهیم داشت.

شاید بارها امواج به‌وجود آمده در دریا را مشاهده کرده باشید که به سمت ساحل حرکت می ‌کنند و این حرکت پی‌در‌پی روی می ‌دهد. آیا این حرکت مداوم امواج باعث می ‌شود آب اقیانوس‌ها دائماً به ساحل منتقل شده و آب آنها کم و یا خشک گردد؟

البته که این اتفاق روی نمی‌دهد!

امواج آب با سرعت مشخص به سمت ساحل حرکت می ‌کند. اما هر ذرّه آب فقط حول یک نقطه تعادلی مشخص نوسان می‌ کند.

تصویر زیر امواج به‌وجود آمده توسط قایق موتوری را نشان می ‌دهد که به سمت ساحل و قایق ماهیگیر به پیش می ‌روند. اگرچه امواج دائماً به سمت قایق حرکت می ‌کنند اما هیچ حجمی از آب توسط قایق موتوری به سمت بیرون جابجا نمی ‌شود. امواج آب بر خلاف حرکت آب در رودخانه هیچ حرکت یکسویه‌ای در آب به‌وجود نمی ‌آورند، بلکه امواج آب فقط یک آشفتگی و تغییر شکل ظاهری در آب هستند که شروع به حرکت می ‌کنند.

این موضوع توسط قایق ماهیگیر تأیید می ‌شود زیرا با رسیدن و عبور موج، قایق ماهیگیر فقط دچار نوسان شده و هیچ حرکتی به همراه موج نخواهد داشت.

امواج می ‌توانند مسافتهای طولانی را طی کنند اما هر ناحیه از محیط (مثل آب یا طناب) فقط یک حرکت محدود خواهد داشت. بنابراین اگرچه موج ماده نیست اما همانند ماده می‌تواند حرکت کند.

موج متشکل از نوساناتی است که بدون انتقال ماده حرکت می‌کند. امواج انرژی را از یک محل به محل دیگر حمل می‌کنند.

چگونگی انتقال موج

اجازه دهید نگاه نزدیک ‌تری به چگونگی به‌ وجود آمدن و انتقال موج بیاندازیم. در ابتداء حرکت یک تک موج یا تَپ را بررسی می‌کنیم. ممکن است توسط حرکت سریع بالا - پایین دست در یک طناب، یک تک موج به ‌وجود آید. دست یک طرف طناب را به سمت بالا می ‌برد و ازآن جا که ذرّات طناب به یکدیگر متصّل ‌اند، این امر باعث اعمال نیرو به ذرّات دیگر می ‌شود و آن ها نیز به ترتیب به سمت بالا حرکت می ‌کنند.

در لحظاتی که ذرّات طناب پی در پی شروع به بالا آمدن می ‌کنند موج به پیش می رود.

در این هنگام، دست طناب را به سمت پایین می ‌کشد و متناظراً ذرّات مجاور شروع به پایین آمدن می ‌کنند.

این موضوع به تدریج به ذرّات کناری نیز منتقل می ‌شود. بنابراین یک تک موج یا تَپ به‌ وجود می ‌آید. در حقیقت این نیروی بین ذرّات است که باعث حرکت موج به جلو می ‌شود.

امواج در سایر محیط ‌ها نیز به شکل مشابهی به ‌وجود آمده و منتقل می ‌شوند.

با توجه به ارزیابی های انجام شده ظرفیت تولیدی نیروگاه امواج 195/3mw می باشد که نسبت به نیاز کشور به نسبت 1% کم است و استفاده از انرژی امواج به طور کلی با ژنراتورهای معمول در منطقه خلیج فارس و دریای عمان مقرون به صرفه نیست .

نتیجه گیری:

با توجه به تجارب و مطالعات انجام شده ، بهره برداری از انرژی امواج در سطح گسترده با استفاده از ژنراتورهای خاص امکان پذیر می باشد لازم است این امر در راستای استحصال انرژی عظیم امواج در وسعت سواحل شمال و جنوب ایران نیز مورد توجه واقع گردد . استفاده از ژنراتورهای مناسب بویژه ژنراتور القایی در توربین برق امواج و عملکرد ژنراتورهای القایی متصل به شبکه در نیروگاه های برق امواج و مسائل مربوط به این گونه نیروگاهها شناسایی شده و برنامه توسعه ی بهره برداری انرژی امواج در مجموعه انرژی های تجدید پذیر را در اولویت بالاتری قرار داد همچنین در مناطق تجاری و توریستی به خصوص سواحل جنوبی خزر استفاده از سیستم تهویه مطبوع وابسته به آب دریا بسیار مهم است و امید می رود در آینده این سیستم ها در سواحل شمالی کشور کاربرد داشته باشند .

انرژی امواج دریا و انرژی اقیانوسی

موج چیست و چگونه به ‌وجود می ‌آید؟

چگونگی انتقال موج

مطالب مشابه :

انرزی امواج دریا

انرژی امواج دریا

انرژی امواج دریا و انرژی اقیانوسی

امکان سنجی انرژي امواج دریا در استان بوشهر

انرژی امواج دریا و منشأ آن

انرژی امواج دریا

بررسی امکان تولید انرژی الکتریکی با استفاده از مهار بخشی از انرژِی امواج جزیره سیری