اقرأ في هذا المقال
- ما هي تيارات المحيط؟
- تاريخ طاقة تيارات المحيط
- كيفية التقاط الطاقة من التيارات البحرية
- إمكانيات استخراج الطاقة من تيارات المحيط
بشكل عام فإن محيطات العالم هي مصدر واسع وكبير غير مستغل للطاقة المتجددة النظيفة والموثوقة، والتي يمكن التنبؤ بها، حيث تعد الطاقة المستخرجة من محيطات العالم حل بديلاً عن الطاقة المستخرجة من الوقود الأحفوري (الفخم والنفط والغاز)، ومن أهم الطاقات المستخرجة من المحيطات هي طاقة تيارات المحيط.
ما هي تيارات المحيط؟
هي عبارة عن تيارات تتكون من مكونات أفقية ورأسية لنظام دوران مياه المحيطات الناتجة عن الجاذبية واحتكاك الرياح وتغير كثافة المياه في أجزاء مختلفة من المحيط، حيث تشبه تيارات المحيطات عادةً الرياح الموجودة في الغلاف الجوي من حيث أنها تنقل كميات كبيرة من الحرارة من المناطق الاستوائية للأرض إلى القطبين، وبالتالي قد تلعب أدواراً مهمة في تحديد مناخ المناطق الساحلية، وبالإضافة إلى ذلك تؤثر تيارات المحيطات ودوران الغلاف الجوي على بعضها البعض.
تاريخ طاقة تيارات المحيط
لقد بدأ الاستخدام المحتمل للتيارات البحرية من المحيطات كمصدر للطاقة في لفت الانتباه في منتصف السبعينيات بعد أزمة النفط الأولى، وفي عام 1974 قد تم تقديم العديد من التصاميم المفاهيمية حول الطاقة المستخرجة من تيارات المحيط، وفي عام 1976 أجرت شركة جنرال إلكتريك البريطانية على سبيل المثال دراسة ممولة جزئياً من الحكومة خلصت إلى أن الطاقة البحرية الحالية تستحق المزيد من البحث التفصيلي.
كما شهدت الثمانينيات ايضاً عدداً من المشاريع البحثية لتقييم أنظمة الطاقة البحرية الحالية، حيث كانت بعض الدول الرئيسية التي أجريت فيها الدراسات هي: المملكة المتحدة وكندا واليابان، وما بين عامين (1992-1993) حددت مراجعة طاقة تيار المد والجزر مواقع محددة في مياه المملكة المتحدة ذات سرعة تيار مناسبة لتوليد ما يصل إلى 58 تيراواط / سنة، وأكدت أن إجمالي موارد الطاقة البحرية الحالية قادرة نظرياً على تلبية حوالي 19٪ من الطلب على الكهرباء في المملكة المتحدة على سبيل المثال، وتشمل البلدان المهتمة بتطبيق تقنيات الطاقة الحالية للمحيطات والسعي لتطبيقها الاتحاد الأوروبي واليابان والصين.
كيفية التقاط الطاقة من التيارات البحرية
بشكل عام تتولد تيارات المحيط القوية من مزيج من درجات الحرارة والرياح والملوحة وقياس الأعماق ودوران الأرض، وتعمل الشمس كقوة دافعة أساسية مسببة الرياح واختلافات درجات الحرارة التي تؤثر على التيارات، ونظراً لأن التيارات المحيطية ثابتة إلى حد ما في كل من السرعة والتدفق وتحمل كميات كبيرة من الطاقة فإن هناك العديد من المواقع المناسبة لنشر أجهزة استخراج الطاقة مثل التوربينات، حيث قد تكون التوربينات القادرة على تسخير الطاقة الحركية لتيارات المحيط غير واضحة عن توربينات التيار البحري الأخرى، ومع ذلك يمكن تصميمها أو تحسينها لسرعات تدفق منخفضة بالنسبة للتيارات في المد والجزر.
وقد لا تحتاج هذه التوربينات إلى حساب كمية تدفق التيارات، حيث يتمثل الاختلاف الرئيسي فقط في المكان الذي قد توجد فيه الأجهزة (في عمود الماء)، كما تميل بعض التيارات البحرية القوية إلى أن تكون أبعد من تيارات المد والجزر، والتي تميل إلى أن توجد في المياه الساحلية أو الداخلية.
وهذا بدوره قد يؤدي إلى الانتشار في المياه العميقة، ونظراً لأن تيارات المحيط تكون أعلى في عمود الماء فإن الهياكل الأساسية الثابتة لدعم التوربين تصبح غير عملية لتسخير طاقة تيار المحيط، ولكن بدلاً من ذلك يتم تعليق الأجهزة من منصات سطح راسية أو ربطها بهياكل طافية مقيدة موجودة بقاع البحر، وبعد ذلك يتم إنتاج الكهرباء من التيارات المحيطية عن طريق ربط مولد بالتوربين، ويتم نقل الطاقة مرة أخرى إلى الشاطئ عبر كابل تحت سطح البحر.
إمكانيات استخراج الطاقة من تيارات المحيط
وفقاً لبعض الأبحاث يقدر إجمالي الطاقة العالمية المستخرجة من التيارات المحيطية بحوالي (5000 جيجاواط) مع كثافة طاقة تصل إلى (15 كيلو واط / م)، وإن إمكانيات توليد الطاقة الكهربائية من تيارات المد البحري هائلة بشكل كبير، حيث يوجد هناك عدة عوامل تجعل توليد الكهرباء من التيارات البحرية أمراً جذاباً للغاية عند مقارنته بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى وهم كما يلي:
- عوامل الحمل العالية الناتجة عادةً عن خواص السوائل والقدرة على التنبؤ بالموارد، بحيث تكون على عكس معظم مصادر الطاقة المتجددة الأخرى، والتي يمكن معرفة التوفر المستقبلي للطاقة والتخطيط له.
- المورد الكبير الذي يمكن استغلاله بتأثير خفيف على البيئة، وبالتالي قد يقدم هذا أحد الأساليب الأقل ضرراً لتوليد الكهرباء على نطاق واسع.
- إنشاء جدوى منشآت للطاقة البحرية الحالية لتوفير اكبر طاقة من الشبكة الأساسية، وخاصةً إذا تم ربط صفيفين منفصلين أو أكثر مع فترات ذروة تدفق متوازنة.
