انرژی امواج چیست
علمی و تکنولوژی › علمی
- 97/11/02
انرژی موج در دریا و اقیانوس‌ها بر اثر وزش باد روی سطح آب، موج تولید می‌شود.انرژی مکانیکی باد که در اثر جذب نابرابر گرمای پرتوهای فروسرخ و نور مریی خورشید به وجود می آید ،به شکل انرژی پتانسیل گرانشی در آب دریا ذخیره شده که پس از مدت کوتاهی آب دریا آن را به شکل انرژی جنبشی (موج)پس می‌دهد. کل انرژی موجِ توزیع شده در زمین در حدود 2500 گیگاوات تخمین زده می‌شود که در حدود توزیع کلی انرژی جزر و مد است. انرژی موج منبع تجدیدپذیر است (انرژی برگشت‌پذیر) و معمولاً نسبت به انرژی باد بیشتر قابل تولید است. انرژیی که از امواج استخراج می‌شود دوباره به سرعت توسط برهمکنش با دو سطح اقیانوس پر می‌شود. انرژی موج نامنظم، نوسانی و دارای فرکانس پائین است که قبل از اضافه شدن به شبکه باید یه فرکانس 60 هرتز تبدیل شود و همچنین انرژی که از امواج استخراج می‌شود دوباره به سرعت توسط برهمکنش با دو سطح اقیانوس پر می‌شود. انرژی امواج عمدتاً ناشی از تأثیر باد روی سطح دریا است و باد، خود حالت خاصی از انرژی خورشیدی است که به عنوان منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر می‌تواند نقش مهمی در تأمین نیازهای روزافزون انرژی جهان ایفا نماید.
دیدگاه تاریخی
بحران نفت به خصوص پس از جنگ اعراب و اسراییل در 1973 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 كشورهایی كه مرز آبی گسترده دارند به این فكر افتادند كه از انرژی موج دریا برای تولید انرژی استفاده نمایند. برخی نیروگاه های آبی به صورت شناور روی آب هستند، برخی نیز در كنار ساحل انرژی آب را به برق تبدیل می كنند.
استفاده از انرژی موج
باد باعث به وجود آمدن موج می گردد. توان انرژی موج در طول 1 كیلومتر ساحل حدود 80 كیلووات می باشد. مولدهای برق در طول ساحل می توانند این انرژی را به انرژی الكتریكی تبدیل كنند. بازده چنین ژنراتورهایی حدود 50% است، بنابراین یك نیروگاه موجی به طول 25 كیلومتر، توانایی تولید 1000 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 الكتریكی تولید نمایند.
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 جریانبرق 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.
روش‌های استفاده از انرژی امواج
استفاده از استوانه های شناور
استوانه‌ها را طوری می‌سازند که بیشترین وزن آن‌ها در ته باشد و در قسمت پائین یک دریچه دارند. وقتی امواج می‌آید فشار آب دریچه (2) بسته می‌شود و هوای متوسط دریچه (1) تخلیه می‌شود، دریچه (3) نیز بسته‌است و هوا از طریق دریچه (4) خارج شده و موجب چرخش پره‌ها می‌گردد. وقتی موج پایین می‌رود، یک حالت مکش ایجاد می‌شود؛ لذا دریچه (1و2) بسته شده دریچه (3و4) باز می‌شود و هوا ضمن ورود به استوانه موجب چرخش پره‌ها می‌گردد. چرخش پره‌ها باعث چرخش توربینها و ژنراتورها برای تولید الکتریسته استفاده می‌شود.
استفاده از بادامک های شناور
وقتی موج می‌آید بادامک‌ها را می‌چرخاند و این حرکت چرخشی را به ژنراتور وصل می‌کنند. در واقع تعداد زیادی از این بادامک‌ها را توسط میله‌ای بهم وصل می‌کنند و مجموعه را در نزدیکی ساحل روی امواج می‌گذارند، این سیستم‌ها برای امواج سنگین کاربرد دارد.
استفاده از جزایر طبلک
سیستم طبلکی چیزی شبیه تیوپ اتومبیل است که دیواره‌های آن قابل ارتجاع می‌باشد. قسمت‌های داخلی تقسیم‌بندی، توربین جاگذاری کرده‌اند. این سیستم را به صورت شناور روی آب می‌اندازند و موج به آن‌ها ضربه وارد می‌کند. این ضربه به بدنه تیوپ وارد می‌شود و موجب فرورفتگی آن می‌شود. فرورفتگی باعث فشرده شدن هوای داخل آن شده در نتیجه هوای فشرده از یک محفظه وارد محفظه دیگر می‌شود و باعث چرخش توربینها می‌شود.
