تولید برق از طریق جزر و مد: منبعی قدرتمند و پایدار
در میان منابع متنوع انرژیهای تجدیدپذیر، انرژی جزر و مد به دلیل ماهیت قابل پیشبینی و قدرت بالای خود، جایگاه ویژهای دارد. اقیانوسها و دریاها منبع عظیمی از انرژی هستند و حرکت منظم جزر و مد فرصتی بینظیر برای تولید برق پاک فراهم میکند. اما تولید برق از طریق جزر و مد چگونه انجام میشود و چه پتانسیلی برای آینده انرژی جهان دارد؟
جزر و مد چیست و چگونه انرژی تولید میکند ؟
پدیدهای طبیعی است که در اثر نیروی گرانش ماه و خورشید بر آبهای اقیانوسها و دریاها رخ میدهد. جزر و مد باعث بالا و پایین رفتن سطح آب در سواحل میشود. این حرکت منظم و قدرتمند آب، حاوی انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل قابل توجهی است که میتوان آن را مهار کرده و به انرژی الکتریکی تبدیل نمود.
جزر و مد یک پدیده کاملاً قابل پیشبینی است. زمان و ارتفاع جزر و مد را میتوان با دقت بالایی برای سالها پیشبینی کرد، که این ویژگی انرژی جزر و مد را به منبعی قابل اطمینان برای تولید برق پایدار تبدیل میکند.
روشهای اصلی تولید برق توسط جزر و مد
برای مهار جزر و مد و تبدیل آن به برق، از فناوریهای مختلفی استفاده میشود که هر کدام مزایا و چالشهای خاص خود را دارند:
-
سدهای جزر و مدی (Tidal Barrages):
این روش شبیه به سدهای برقآبی است. یک سد در دهانه یک خلیج یا خور با دامنه جزر و مد بالا ساخته میشود. در هنگام مد (بالا آمدن آب)، دریچههای سد باز میشوند تا آب وارد حوضچه پشت سد شود. سپس دریچهها بسته میشوند. در هنگام جزر (پایین رفتن آب)، اختلاف سطح آب بین حوضچه و دریا ایجاد میشود. آب از طریق توربینهای نصب شده در سد به سمت دریا جریان مییابد و باعث چرخش توربینها و تولید برق میشود. این روش پتانسیل تولید برق در مقیاس بزرگ را دارد، اما هزینه ساخت بالایی داشته و میتواند تأثیرات زیستمحیطی قابل توجهی بر اکوسیستم منطقه داشته باشد.
-
ژنراتورهای جریان جزر و مدی (Tidal Stream Generators):
این فناوری شبیه به توربینهای بادی زیر آب است. توربینها در مناطقی با جریانهای قوی جزر و مدی در بستر دریا یا معلق در آب نصب میشوند. جریان آب باعث چرخش پرههای توربین و تولید برق میشود. این روش نیاز به ساخت سد ندارد و تأثیر زیستمحیطی کمتری نسبت به سدهای جزر و مدی دارد. نصب و نگهداری آنها در محیط دریایی عمیقتر میتواند چالشبرانگیز باشد.
-
تالابهای جزر و مدی (Tidal Lagoons):
این روش ترکیبی از دو روش قبلی است. یک سازه (معمولاً به شکل دایره یا بیضی) در دریا ساخته میشود که یک حوضچه مصنوعی ایجاد میکند. این حوضچه مانند سدهای جزر و مدی عمل میکند و از اختلاف سطح آب بین داخل تالاب و دریا برای چرخاندن توربینها و تولید برق استفاده میشود. این روش انعطافپذیری بیشتری در انتخاب مکان دارد و میتواند تأثیرات زیستمحیطی کمتری نسبت به سدهای بزرگ داشته باشد.
مزایای انرژی جزر و مد
استفاده از جزر و مد برای تولید برق مزایای مهمی دارد:
- قابلیت پیشبینی بالا: برخلاف سایر منابع تجدیدپذیر، زمان و میزان تولید برق از جزر و مد کاملاً قابل پیشبینی است، که این امر مدیریت شبکه برق را آسانتر میکند.
- چگالی انرژی بالا: آب بسیار چگالتر از هوا است، بنابراین جریانهای آبی با سرعت نسبتاً کم نیز میتوانند انرژی قابل توجهی تولید کنند.
- پایداری و عمر طولانی: تأسیسات انرژی جزر و مد معمولاً عمر عملیاتی بسیار طولانی دارند.
- کربن صفر: تولید برق از جزر و مد در حین بهرهبرداری هیچگونه گاز گلخانهای منتشر نمیکند.
چالشها و ملاحظات
در کنار مزایا، انرژی جزر و مد با چالشهایی نیز روبروست:
- هزینه اولیه بالا: ساخت و نصب تأسیسات انرژی جزر و مد، به خصوص سدها، بسیار پرهزینه است.
- تأثیرات زیستمحیطی: سدهای جزر و مدی میتوانند بر مهاجرت ماهیها و اکوسیستمهای ساحلی تأثیر بگذارند. ژنراتورهای جریان نیز ممکن است بر حیات دریایی تأثیرگذار باشند.
- مکانهای مناسب محدود: تنها سواحلی با دامنه جزر و مد بالا یا جریانهای قوی برای بهرهبرداری اقتصادی از این انرژی مناسب هستند.
- نگهداری در محیط دریایی: محیط شور و خورنده دریا میتواند چالشهایی را برای نگهداری تجهیزات ایجاد کند.
پتانسیل جهانی و وضعیت انرژی جزر و مد در ایران
پتانسیل تولید برق از جزر و مد در سواحل مختلف جهان، به خصوص در مناطقی مانند کانادا، بریتانیا، فرانسه، کره جنوبی و استرالیا قابل توجه است. در حال حاضر چندین نیروگاه تولید انرژی جزر و مد در مقیاس بزرگ در جهان فعال هستند.
در ایران، سواحل جنوبی کشور، به خصوص در خلیج فارس و دریای عمان، دارای پدیده جزر و مد هستند. اگرچه دامنه جزر و مد در این مناطق به اندازه برخی از نقاط ایدهآل جهان نیست، اما بررسیهای اولیه نشاندهنده پتانسیل محدود اما قابل بررسی برای استفاده از این انرژی، به خصوص با استفاده از فناوریهای ژنراتور جریان جزر و مدی، در برخی نقاط خاص است. نیاز به مطالعات جامعتر و ارزیابی دقیق اقتصادی و زیستمحیطی برای تعیین امکانسنجی پروژههای انرژی جزر و مد در ایران وجود دارد.
نتیجهگیری
تولید برق از طریق جزر و مد یک راهکار قدرتمند و قابل پیشبینی برای تأمین بخشی از نیاز انرژی آینده جهان است. با وجود چالشهایی مانند هزینه بالا و تأثیرات زیستمحیطی، پیشرفت فناوریها و افزایش نیاز به منابع انرژی پاک، انرژی جزر و مد را به گزینهای جذاب در سبد انرژیهای تجدیدپذیر تبدیل کرده است. با سرمایهگذاری در تحقیق و توسعه و انتخاب مکانهای مناسب، میتوان از این منبع عظیم و پایدار اقیانوسها برای تولید برق پاک بهره برد و گامی مهم در جهت آیندهای پایدارتر برداشت.