اقرأ في هذا المقال
ما هي طاقة المحيطات؟
تشير طاقة المحيطات إلى جميع أشكال الطاقة المتجددة المشتقة من البحر، حيث أن هناك ثلاثة أنواع رئيسية من تكنولوجيا طاقة المحيطات وهم الأمواج والمد والجزر وحرارة المحيط، كما لا تزال جميع أشكال هذ الطاقة من المحيط في مرحلة مبكرة من التسويق، حيث أن طاقة الأمواج أكثر تكلفة من تقنيات المحيطات الأخرى، وتم نشر نطاق المد والجزر في مواقع على مستوى العالم، حيث يوجد مصدر مد وجزر قوي (على سبيل المثال La Rance في فرنسا، Sihwa في كوريا الجنوبية).
كيف تعمل طاقة المحيطات؟
عادةً تتولد طاقة الأمواج عن طريق تحويل الطاقة الموجودة داخل أمواج المحيطات إلى كهرباء، حيث هناك العديد من تقنيات طاقة الأمواج المختلفة التي يتم تطويرها وتجربتها لتحويل طاقة الأمواج إلى كهرباء.
كما تأتي أيضاً طاقة المد والجزر في شكلين وكلاهما يولد الكهرباء، وأن الشكل الأول هو حصاد تقنيات نطاق المد والجزر للطاقة الكامنة الناتجة عن فرق الارتفاع بين المد العالي والمنخفض، والشكل الثاني هو حصاد تقنيات تيار المد والجزر، حيث تلتقط الطاقة الحركية للتيارات المتدفقة داخل وخارج مناطق المد والجزر (مثل شواطئ البحر)، وتعمل أجهزة تيار المد والجزر في صفائف أيضاً على غرار توربينات الرياح.
وأيضاً تتولد الطاقة الحرارية للمحيطات من خلال تحويل فرق درجة الحرارة بين سطح مياه المحيط والمياه العميقة، كما قد تكون محطات تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات (OTEC) قائمة على الأرض وكذلك أيضاً عائمة.
ما هي أشكال طاقة المحيطات؟
طاقة الأمواج:
بشكل عام تدفع الرياح العالمية أمواجاً مستمرة بقوة كبيرة يستطيع رواد الشواطئ التعرف عليها بسهولة على أنها قوية ولا يمكن إيقافها، وتتضمن التصميمات التي تم تصميمها لالتقاط هذه الطاقة أجهزة تشبه العوامات ذات المكابس، حيث أنها تحتوي على بوابات تتأرجح ذهاباً وإياباً في قاع المحيط وعلى موانع تشبه الثعابين تلتف مع الأمواج، وعلى توربينات مثبتة داخل أنابيب عند حافة المحيط التي تدور ذهاباً وإياباً مع اندفاع المياه للداخل والخارج.
كما إن المورد الإجمالي لهذه الطاقة كبير وعالمي، ولكن تسخيره مكلف شيء ما، حيث أن الأمواج نفسها تعمل على اتلاف أو تآكل المعدات، وفي النهاية سيشمل التقاط طاقة الأمواج هذه كمصدر للطاقة تبطين سواحل المحيط بمئات الأميال من محطات الطاقة، وهو إنجاز غير قابل للتصديق على الأرجح نظراً للمخاوف بشأن التأثيرات المحتملة على البيئة البحرية.
طاقة المد والجزر:
بشكل عام ترفع جاذبية القمر المحيطات عدة أقدام مرتين يومياً في دورات قد تُعرف باسم المد والجزر، حيث يتطلب تسخير طاقة المد والجزر تقنية مشابهة لتلك التي تستخدم في الطاقة الكهرومائية التقليدية، لذا فإن هذا المورد يعد موثوق به وبسيط ومتجدد، ومع ذلك فإن توافر المياه المتساقطة ومتطلبات كسب الارتفاع الكبير بين المد والجزر المنخفض يحد من الجدوى الحقيقية لتسخير طاقة المد والجزر.
كما تتراوح تقديرات قدرة طاقة المد والجزر من 3 إلى 4 تيراواط من إجمالي الطاقة، وهي كبيرة بما يكفي لإحداث فرق، ولكنها ليست كبيرة بما يكفي لتلبية المعدل الإجمالي لاستهلاك الطاقة في العالم، وتوجد الظروف المثلى لإنتاج طاقة المد والجزر في أماكن قليلة حول العالم مثل: منطقة نوفا سكوشا في كندا وبعض المناطق الموجودة في شمال فرنسا.
تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات
يستخدم تصميم آخر يحمله المحيط يُعرف باسم تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات الاختلافات في درجات الحرارة بين سطح المحيط الدافئ نسبياً، والذي تسخنه عادةً الشمس وأعماق المحيط الباردة لتشغيل محطة توليد الطاقة، ولسوء الحظ نظراً لصغر الاختلافات في درجات الحرارة، فإن هذه الأنظمة تعاني من انخفاض الكفاءة.
وتم افتتاح مرفق اختبار التبادل الحراري التابع لشركة (Makai Ocean Engineering) في يوليو 2011 على سبيل المثال، حيث تم تصميمه للبحث والتطوير والتوسع في هذا المجال من طاقة المحيطات، وقد توصلت هذه الشركة إلى أنه من خلال إضافة التوربينات والمولدات للمنشأة يمكن توفير الطاقة الكهربائية للشبكة، ويمكن أيضاً إتقان العديد من إجراءات التشغيل والتحكم قبل إنشاء مصانع تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات على شكل واسع النطاق.
ما هي أهمية طاقة المحيطات؟
إن استخدام طاقة المحيطات يمكن أن يفيد البشر والبيئة ككل بشكل كبير، حيث أن جميع الطاقات المتجددة هي مصادر لا تنضب، مما يعني أن البشر لن ينفدوا أبداً من هذه الطاقات المتجددة لتوليد الطاقة، ويعد الوقود هو أحد مصادر الطاقة المستخدمة على نطاق واسع، ولكنها تنتج غازات دفيئة أو نفايات، ومع ذلك فإن طاقة المحيطات مفيدة بهذه الطريقة، ونظراً لأنها قابلة للتجديد فإنها لا تتطلب أي وقود، كما قد تدوم محطات توليد الطاقة التي تنتج طاقة المحيطات لفترة طويلة (تدوم لفترة أطول من محطات الطاقة التقليدية)، وبمجرد تصميم التكنولوجيا لهذه الطاقة فإنها لا تنطوي على أي استثمار أو أموال أخرى في المستقبل، ومن ثم فهي مورد أرخص على المدى الطويل.
