بشكل عام تعد المحيطات خزاناً هائلاً للطاقة ذات الكثافة العالية، وطاقة المحيطات هي الأعلى من بين مصادر الطاقة المتجددة والمستدامة الأخرى بالنسبة للطاقة، حيث يمكن أن يغطي استخدام مورد الطاقة هذا جزءاً كبيراً من الطلب على الكهرباء في جميع أنحاء العالم، وحالياً يعتبر استغلال طاقة المحيطات هو أمراً محتملاً لتوليد الطاقة الهائلة في المستقبل القريب جداً.
ما هي طاقة المحيطات؟
هي عبارة عن الطاقة المستمدة عادةً من الرياح أو الأمواج أو المد والجزر أو التيارات البحرية وتحويلها إلى طاقة كهربائية مستدامة على نطاق واسع، حيث يتم تسخير تلك الكهرباء لاحقاً للاستفادة منها في المنازل أو الشركات، كما أن تقنيات التحويل قابلة للتكيف بسهولة، ويمكن دمجها في البنية التحتية الحالية للمرافق، وطاقة المحيطات هي ايضاً مصدر مهم من مصادر الطاقة المتجددة،
ما هي أنواع طاقة المحيطات؟
يوجد هناك عدد من مصادر الطاقة المتجددة المحتملة الأخرى قيد الدراسة، ويمكن تجميع العديد منها معاً كمصادر طاقة محيطية، حيث تتضمن هذه القائمة طاقة المد والجزر وطاقة الأمواج وطاقة تيار المحيطات وتحويل الطاقة الحرارية للمحيطات، كما يتم تصنيف طاقة المحيطات المتجددة على أساس خصائص المحيط المستخدمة مثل الحركة أو الحرارة أو الملوحة، وفيما يلي بعض أنواع طاقة المحيطات:
طاقة الأمواج:
تتشكل عادةً الموجات عن طريق نقل الطاقة من حركة الغلاف الجوي (الرياح) إلى سطح المحيط، حيث يتم تحديد ارتفاع الموجة من خلال سرعة الرياح وطول الوقت الذي تهب فيه الرياح وعمق وطبوغرافيا قاع البحر، كما تتشكل الموجات ايضاً عن طريق العواصف الكبيرة، والتي تعمل على توليد موجات عاصفة محلية يمكن أن تسافر مسافات طويلة قبل الوصول إلى الشاطئ.
وتتوافق طاقة الأمواج جيداً مع الطلب عليها نظراً لأن حوالي 44٪ من سكان العالم يعيشون حالياً على بعد 150 كم من ساحل البحر، والنقطة ذات الصلة هي أن طاقة الأمواج هي مصدر محتمل للطاقة المتجددة لجميع البلدان التي لديها ساحل بحري تقريباً، حيث يمكن حصادها في البحار المفتوحة أو حتى على السواحل.
ولكن قد يوجد هناك بعض العيوب لطاقة الأمواج، واكثرها شيوعاً هو تغيرات الارتفاع والتردد والاتجاه المتغيرة للغاية للمحولات البحرية للموجات، والتي قد تؤدي جميعها إلى تعقيد تصميم أجهزة التحويل، فعلى سبيل المثال في بعض المواقع البحرية يجب تصميم المحولات لتحمل قوة الموجات الثقيلة، مما يزيد من كلفتها وصعوبة صيانتها.
طاقة المد والجزر:
ينتج المد والجزر عن جاذبية نظام الأرض والقمر والشمس، حيث تؤدي موجات المد والجزر إلى مستويات مختلفة من البحر من مكان على الجرف القاري إلى آخر في أي وقت، وهذا يتسبب في تدفق عمود الماء أفقياً ذهاباً وإياباً (تيارات المد والجزر) على الرف مع اهتزازات المد والجزر في مستوى سطح البحر.
كما إن طاقة المد والجزر هي الطاقة المتولدة من حركات المد والجزر، حيث يحتوي المد والجزر على كل من الطاقة الكامنة المرتبطة بالتقلبات الرأسية في مستوى سطح البحر، والطاقة الحركية المرتبطة بالحركة الأفقية لعمود الماء، كما يمكن تسخيره باستخدام تقنيتين رئيسيتين:
- قناطر المد والجزر: تعتمد قناطر المد والجزر (أو البحيرات) على صعود وهبوط المد والجزر، وهي تتكون بشكل عام من وابل يحيط بحوض كبير للمد والجزر، ويدخل الماء إلى الحوض من خلال بوابات سد في الحاجز ويتم إطلاقه من خلال توربينات منخفضة الرأس لتوليد الكهرباء.
- مولدات تيار المد والجزر: تعتمد مولدات تيار المد والجزر على التيارات المدية أو البحرية، وهي هياكل قائمة بذاتها مبنية في قنوات أو مضائق أو على الرف، وهي ايضاً مصممة لتسخير الطاقة الحركية للمد والجزر. كما أنها في الأساس عبارة عن توربينات تولد الكهرباء من تيارات المد والجزر المتدفقة أفقياً (مماثلة لتوربينات الرياح).
طاقة تيارات المحيط :
يمكن للتيارات البحرية أن تحمل كميات كبيرة من الماء مدفوعة إلى حد كبير بالمد والجزر، وهذه التيارات تكون نتيجة لتأثيرات الجاذبية للحركة الكوكبية للأرض والقمر والشمس، ويمكن العثور على سرعات التدفق المعزز، حيث تلعب التضاريس تحت الماء في المضائق بين الجزر والبر الرئيسي أو في المياه الضحلة حول الرأس دوراً رئيسياً في تعزيز سرعات التدفق، مما ينتج عنه طاقة حركية ملحوظة.
كما تعمل ايضاً الشمس كقوة دافعة أساسية مسببة الرياح واختلافات في درجات الحرارة، ونظراً لوجود تقلبات صغيرة فقط في السرعة الحالية وموقع التدفق مع الحد الأدنى من التغييرات في الاتجاه فقد تكون تيارات المحيطات مواقع مناسبة لنشر أجهزة استخراج الطاقة مثل التوربينات.
إن إمكانيات توليد الطاقة الكهربائية من تيارات المد البحري هائلة، حيث يوجد هناك عدة عوامل تجعل توليد الكهرباء من التيارات البحرية أمراً جذاباً للغاية عند مقارنته بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى وهم: اولاً عوامل الحمل العالية الناتجة عن خواص السوائل (القدرة على التنبؤ بالموارد)، ثانياً المورد الكبير المحتمل الذي عادةً يمكن استغلاله بتأثير بيئي ضئيل، وبالتالي يقدم أحد الأساليب الأقل ضرراً لتوليد الكهرباء على نطاق واسع.
