בסביבה הנוכחית, ייצור חשמל הפך לצורך רווח עקב הביקוש הגלובלי הגובר. למרבה המזל, ישנם מקורות אנרגיה שונים, שרבים מהם מתחדשים, כלומר אינם פוסלים את משאבי הטבע ומציעים אלטרנטיבה נקייה יותר לדלקים מאובנים. ביניהם בולט ה אנרגיית גאות דינמית, דרך לנצל את תנועות הגאות והשפל להפקת חשמל.
מאמר זה בוחן בפירוט את המאפיינים, הפעולה והרלוונטיות של טכנולוגיה מתפתחת זו שיכולה לשנות את הדרך בה אנו מייצרים אנרגיה. כמו כן, נעריך את היתרונות והחסרונות שלו, כמו גם את הכדאיות הכוללת שלו.
פרדיגמת אנרגיה
נכון לעכשיו, נפט זה ממשיך להיות המקור העיקרי לאנרגיה עולמית, המשמש הן לייצור דלק והן לייצור מוצרים נגזרים. עם זאת, לניצול שלו יש בעיה משמעותית: נפט הוא משאב שאינו מתחדש. המשמעות היא שאחרי מיצוי, לא ניתן יהיה לשקם אותו במשך מיליוני שנים. יתר על כן, השימוש האינטנסיבי בו מייצר פליטת גזי חממה, האחראים לשינויי האקלים.
לכן, אנרגיות מתחדשות הם מושכים את תשומת הלב של מדענים, חברות וממשלות ברחבי העולם. אנרגיות אלו מתקבלות ממקורות שבניגוד לדלקים מאובנים, אינם מתכלים עם השימוש בהם. ביניהם בולט ה אנרגיית מי ים, המנצלת את תנועות הגאות והשפל להפקת חשמל. בדרך זו, מוצע מקור אנרגיה נקי ובר קיימא.
פעולת אנרגיית גאות ושפל
התכונה העיקרית של אנרגיית מי ים זוהי התלות שלו בתנועת המים. בניגוד למקורות אנרגיה אחרים כמו שמש או רוח, אנרגיית גאות ושפל מציעה יכולת חיזוי ייחודית: ניתן לחשב מחזורי גאות ושפל בדיוק רב. המשמעות היא שבטווח הארוך, אנרגיית גאות ושפל יכולה לספק זרימת חשמל יציבה וניתנת לחיזוי.
ישנם שני כוחות עיקריים הגורמים לגאות והשפל: משיכה הכבידה של ה סול ו לונה עֲלֵי אֲדָמוֹת. בפרט, לירח תפקיד בסיסי, שכן קרבתו לכדור הארץ יוצרת כוח משיכה גדול יותר על המים באזורי החוף. שינויים בעוצמת המשיכה הזו גורמות לגאות ושפל, להניע כמויות גדולות של מים שניתן להשתמש בהן להפקת אנרגיה.
כדי לנצל את התנועה הזו, ממוקמים מתקני אנרגיית גאות ושפל נהרות עמוקים, פיות או שפכים. במקומות אלו ניתן לנצל את ההבדל במפלס המים בזמן גאות ושפל לייצור חשמל באמצעות טורבינות הידראוליות.
אנרגיית גאות דינמית
ישנן שלוש שיטות עיקריות לרתום אנרגיית גאות ושפל:
- מחולל זרם גאות ושפל: מערכת זו משתמשת באנרגיה הקינטית של מים נעים כדי לסובב טורבינות, דומה מאוד לאופן שבו טורבינות רוח פועלות באנרגיית רוח. שיטה זו פחות פולשנית וזולה יותר מהחזקות מסורתיות.
- סכר הגאות: סכרי גאות ושפל משתמשים באנרגיה הפוטנציאלית האצורה בהפרש הגובה בין גאות ושפל. מערכת זו, על אף שהיא יעילה, דורשת תשתית גדולה ובעלת השפעה אקולוגית גבוהה.
- דינמיקה של גאות ושפל או אנרגיית גאות ושפל דינמית: זו יותר טכנולוגיה תיאורטית מאשר מעשית, אבל יש לה פוטנציאל גדול. הוא מורכב מבניית סכרים ענקיים, באורך של 30 עד 50 קילומטרים, מהחוף ועד הים. סכרים אלה ייצרו הבדלים במפלס המים, ויגרמו לזרמים שישמשו להנעת טורבינות.
יתרונות וחסרונות של אנרגיית גאות דינמית
כמו כל מקור אנרגיה, לאנרגיית גאות ושפל דינמית יש גם יתרונות וגם חסרונות:
יתרונות:
- האם מקור אנרגיה מתחדשת: הגאות והשפל לעולם לא ייעלמו, אז זהו מקור בלתי נדלה של אנרגיה.
- יש א השפעה סביבתית נמוכה מבחינת פליטות: בניגוד לאנרגיה גרעינית או פחמימנים, הוא אינו מייצר תוצרי לוואי רעילים או גזים מזהמים.
- La חשמל שנוצר הוא צפוי: על ידי הכרת מחזורי הגאות והשפל, ניתן לחזות בדיוק מתי האנרגיה הזו תהיה זמינה.
חסרונות:
- Su היעילות נמוכה יחסית בהשוואה למקורות אנרגיה מתחדשים אחרים כמו שמש או רוח.
- למתקנים יש א עלות בנייה גבוהה ותחזוקה, מה שמגביל את הכדאיות שלו באזורים רבים.
- יכול להיות א השפעה משמעותית על מערכות אקולוגיות ימיות, המשפיעים על החי והצומח המקומיים.
תיאורי מקרה של אנרגיית גאות
ברחבי העולם, יש כבר כמה פרויקטים המנצלים את אנרגיית הגאות והשפל. למרות שהטכנולוגיה הזו עדיין בחיתוליה, היא הוכיחה את עצמה כאופציה מעשית במקומות עם תנאים נוחים. כמה מהפרויקטים הבולטים ביותר כוללים:
- לה ראנס סנטרל (צרפת): נחנך בשנת 1966, הוא אחד מההספקים המותקנים הוותיקים והגדולים בעולם, המפיק 240 מגה וואט.
- סיהווה אגם סנטרל (דרום קוריאה): תחנת הכוח הגאות והשפל הגדולה בעולם, בהספק של 254 MW, נחנכה ב-2011.
- פרויקט לגונת הגאות של Swansea (בריטניה): המטרה שלה היא לייצר יותר מ-320 מגה-וואט, אך היא עדיין בשלב התכנון.
השימוש במפעלים אלה במקומות כאלה הראה כי בהשקעה נכונה, אנרגיית גאות ושפל יכולה להוות חלופה אמינה לצורות אחרות של אנרגיה מתחדשת.
עם המידע הזה, ברור שלאנרגיית גאות ושפל דינמית, למרות שעדיין בשלב התיאורטי במקרים רבים, יש פוטנציאל גדול להפוך למקור אנרגיה רלוונטי בעשורים הקרובים.