אנרגיית גאות ושפל , המכונה גם אנרגיית גאות ושפל, היא סוג של אנרגיה המתקבלת על ידי ניצול תנועת הגאות והשפל. תופעה טבעית זו נובעת מכוח המשיכה הכבידתי בין כדור הארץ, הירח והשמש. הגאות גורמת לעלייה וירידה של מפלס הים פעמיים ביום, אשר ניתן להשתמש בהם לייצור חשמל באמצעות טורבינות הידרואלקטריות. הבדלים אלה במפלס המים, אשר באזורים מסוימים יכולים להיות ניכרים, הופכים למקור צפוי ובר קיימא של אנרגיה מתחדשת.
כיצד פועלת אנרגיית הגאות והשפל?
פעולת אנרגיית הגאות והשפל היא פשוטה יחסית, ויש לה קווי דמיון רבים עם אנרגיה הידרואלקטרית. התהליך מתחיל בבניית סכרים או סכרים באזורים בהם יש הבדל גובה ניכר לגאות בין גאות (גובה מקסימלי) לשפל (גובה מינימלי).
- כאשר הגאות עולה, המים זורמים אל שפך הנהר דרך שערי הצפה פתוחים המאפשרים את כניסתם.
- ברגע שמגיעים לגאות והצטבר עומס מים, השערים נסגרים כדי למנוע את נסיגת המים.
- כאשר הגאות כבה, המים האגורים משתחררים לים דרך טורבינות, ומייצרים אנרגיה חשמלית.
הטורבינות בהן נעשה שימוש הן הפיכות , כלומר הן מאפשרות ייצור חשמל הן כאשר הגאות והן כאשר הגאות יורדת. מערכת מודולרית ופשוטה זו של שערים וטורבינות היא דרך יעילה לרתום את אנרגיית הגאות והשפל.
השימוש בסכרים אלה אינו הטכנולוגיה היחידה הזמינה. ישנם גם גנרטורים של זרמי גאות ושפל , אשר מנצלים את האנרגיה הקינטית של מים זורמים, בדומה לטורבינות רוח תת-ימיות. למערכת זו, המכונה גנרטורים של זרמי גאות ושפל (TSG), יש השפעה סביבתית נמוכה יותר ועלויות מופחתות בהשוואה לסכרים מסורתיים.
שימוש באנרגיית גאות ושפל
האנושות משתמשת באנרגיית גאות ושפל מאז ימי קדם. במצרים העתיקה השתמשו במנגנונים ראשוניים כדי לנצל את תנועת המים. באירופה, במאה ה-1956, כבר השתמשו בטחנות גאות. אחת המפעלים האחרונים בפעילות נסגרה ב-XNUMX בדבון, בריטניה.
עם זאת, הפיתוח התעשייתי האמיתי של מקור אנרגיה זה התרחש במאה ה-20, עם הקמתן של תחנות כוח גאות ושפל. בשנת 1966, למשל, נחנכה תחנת הכוח הגאות והשפל לה ראנס בצרפת, והיא נותרה אחת הגדולות בעולם.
פארקי גאות בעולם
ישנם מיקומים ספציפיים ברחבי העולם שבהם ניתן לרתום את אנרגיית הגאות והשפל בצורה הטובה ביותר. הטופוגרפיה של קרקעית הים והשונות בין הגאות והשפל הם שני גורמים קובעים. אלה כמה מהמקומות החשובים ביותר:
- מפרץ פאנדי, קנדה: כמה מהגאות הגבוהה בעולם מתועדים כאן, עם הבדלים של עד 16 מטרים בין גאות לשפל.
- מפרץ לה ראנס, צרפת: ביתה של אחת מתחנות הכוח הגדולות והגאות הראשונות.
- Severn Estuary, בריטניה: היכן שיש גם פרויקטים מתקדמים לנצל את הגאות והשפל.
באזורים כמו אסיה, דרום אמריקה והאיים הקריביים, קיימות גם הזדמנויות פיתוח להתקנת מפעלי גאות ושפל.
אנרגיית הגאות בספרד
לספרד מספר פרויקטים בולטים בחקר ופיתוח טכנולוגיות אנרגיית גאות ושפל. מכון קנטבריה להידראוליקה הוא אחד ממרכזי המחקר החשובים ביותר בתחום זה. שם, יש להם מיכלי ניסוי שבהם הם מדמים תנאי גלים וגאות אמיתיים כדי לקדם את המחקר שלהם.
בשנת 2011 נחנכה תחנת הכוח הגאות והשפל הראשונה בספרד, הממוקמת במוטריקו, גיפוזקואה. מפעל זה יכול להפיק 600.000 KWh של אנרגיה בשנה, אשר שווה ערך לצריכה של 600 בתים. עם מפעל זה נמנעות מדי שנה פליטות של מאות טונות של CO2, השווה להשפעה המטהרת של יער בשטח של 80 דונם.
יתרונות וחסרונות של אנרגיית גאות ושפל
לאנרגיית גאות ושפל מספר יתרונות שהופכים אותה לאופציה אטרקטיבית לעתיד:
- זהו מקור אנרגיה מתחדש ובלתי נדלה, אשר תלוי אך ורק במשיכה הכבידה של הירח והשמש.
- הגאות והשפל הם צפוי ויציב בהשוואה למקורות אנרגיה מתחדשים אחרים כמו שמש או רוח.
- המתקנים הם שקט ויש להם עלות תחזוקה מופחתת.
עם זאת, יש לו גם כמה חסרונות , כגון:
- עלויות תשתית גבוהות, שמקורו בבניית סכרים או גנרטורים.
- השפעה סביבתית, שכן היא יכולה להשפיע על מערכות אקולוגיות מימיות.
- La הייצור הוא לסירוגין, שכן זה תלוי בגאות, אם כי אלה צפויים.
לאנרגיית גאות ושפל יש פוטנציאל עצום להפוך לאחד המקורות העיקריים של אנרגיה מתחדשת בעתיד. ככל שמתפתחות טכנולוגיות יעילות יותר כגון מחוללי זרם גאות ושפל וטורבינות צפות, עלויות מופחתות והפחתת ההשפעה הסביבתית יהפכו סוג זה של אנרגיה לעוד יותר כדאית.