استفاده از تمام رویکردهای نوآورانه با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر جزر و مدی و بادی برای تولید انرژی الکتریسیته امری بسیار ضروری است. در این میان استفاده از فناوری‌های روز دنیا مانند توربین، برای کاهش آلودگی از یک‌سو و از سوی دیگر افزایش تولید انرژی پاک توانسته است که تا حدودی به توقف روند استفاده از سوخت‌های فسیلی کمک کند.
در این مقاله سعی در توصیف روش‌های بسیار هوشمندانه برای تولید الکتریسیته از طریق جزرومد و انرژی بادی شده است. این روش‌ها شامل:
- توربین تبدیل انرژی پیلامیس (Pelamis)
- توربین بادی داریوس (darrieus)
- توربین‌های جزر و مدی با استفاده از محور افقی (Vertical Axis)
- توربین‌های جاذب نقطه‌ایی (Point absorber)
اگرچه تعداد روش‌های تولید انرژی الکتریسیته با استفاده از جزرومد بسیار متنوع است ولی بهره‌وری روش‌های گفته‌شده از دیگر روش‌ها بیشتر است.
تبدیل انرژی امواج به‌وسیله توربین پیلامیس (Pelamis)
محتویات مقاله
توربین تبدیل انرژی پیلامیس (Pelamis)
توربین پیلامیس (Pelamis) یک مبدل برای تبدیل انرژی جنبشی به الکتریسیته، دارای بخش‌های استوانه‌ای غوطه‌ور در آب است که به‌وسیله سیلندرهای هیدرولیکی به یکدیگر متصل شده است. با حرکت امواج در راستای توربین، استوانه‌های غوطه‌ور در آب جابه‌جاشده و باعث حرکت پمپ‌های هیدرولیکی متصل به توربین شده که درنتیجه آن توربین به حرکت درآمده و تولید انرژی الکتریسیته خواهد کرد. تمام انرژی تولیدشده از آن‌ها به کابل اصلی انتقال یافته از آنجا به ساحل و به مصرف‌کننده می‌رسد. به‌وسیله یک کابل فشار قوی می‌توان چندین دستگاه از توربین پیلامیس را به یکدیگر متصل کرد.
توربین بادی داریوس(Darrieus)
استفاده از توربین‌های بادی به‌صورت افقی محور در جهان بسیار مرسوم است ولی استفاده از این نوع، دارای معایبی است که کاربرد آن را برای تولید انرژی با مشکلاتی همراه کرده است. به‌عنوان‌مثال استفاده از آن‌ها در مناطق شهری غیرممکن است، و وجود این مبدل‌های تأمین انرژی باعث ایجاد صدماتی به محیط‌زیست نیز خواهد شد. از دیگر معایب این نوع توربین هزینه بسیار بالا برای ساخت، تعمیر و نگهداری است.
از طرفی دیگر استفاده از توربین‌های بادی عمودی محور به دلیل نداشتن آلودگی صوتی در محیط‌های شهری بدون مشکل خواهد بود و همچنین هزینه احداث و نگهداری آن نیز به‌مراتب پایین‌تر از نوع بادی مرسوم است. از دیگر مزایای استفاده از این نوع توربین می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- استفاده از این نوع توربین نیاز به سازه بسیار مستحکم ندارد.
- در مناطقی که سازه‌های بلند طبیعی و یا دست‌ساز انسان مانع وزش باد می‌شود استفاده از این نوع توربین بسیار مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.
- به مکانیسم بسیار پیچیده برای تولید و یا کنترل الکتریسیته نیاز ندارد.
- به محیط‌زیست آسیب کمتری می‌رساند.
- درنهایت هزینه تعمیرات و نگهداری آن به‌مراتب پایین‌تر است.
ازاین‌رو به دلایل گفته‌شده در بالا استفاده از توربین بادی داریوس در مناطق صعب‌العبور و همچنین مناطق روستایی باراندمان بالاتری همراه خواهد بود.
توربین‌های بادی نسل جدید داریوس (Darrieus)
توربین‌های جزر و مدی با استفاده از محور افقی (Vertical Axis)
توربین جزر و مدی که به‌عنوان مبدل انرژی جزر و مدی نیز شناخته‌شده است، برای تولید برق به‌وسیله انرژی جنبشی ناشی از حرکت آب استفاده می‌شود. این توربین‌ها بسیار شبیه توربین‌های بادی هستند با این تفاوت که در زیردریا از آن استفاده می‌شود.
با استفاده از روش‌هایی برای تقویت جریان آب می‌توان راندمان آن‌ها را افزایش داد. استفاده از کانال‌های آب رو برای افزایش دبی جریان می‌تواند روش بسیار خوبی برای افزایش راندمان این نوع توربین باشد.
با چرخش آن، انرژی موردنیاز برای ولید الکتریسیته به‌وسیله ژنراتور به دست خواهد آمد که با استفاده از بافه‌های فشارقوی می‌توان این انرژی را به ساحل و ازآنجا به مصرف‌کننده رساند.
از مزایای استفاده از این توربین می‌توان به هزینه نگهداری کمتر و بازدهی چند برابری نسبت به نوع بادی اشاره کرد.
توربین جزر و مد
توربین‌های جاذب نقطه‌ایی (Point absorber)
این نوع توربین‌ها انرژی امواج را در تمام جهات دریافت کرده و به‌وسیله آن تولید الکتریسیته خواهند کرد و دارای چندین شناور بر روی بازوهای متحرک هستند. این بازوها معمولاً در نزدیکی بدنه به‌صورت شناور می‌مانند. انرژی امواج باعث حرکت این بازوها شده و درنتیجه آن پمپ‌های هیدرولیک متصل به توربین نیز به حرکت درآمده و تولید الکتریسیته می‌کند. از مزایای استفاده از این نوع سیستم می‌توان به بازده بسیار بالا در محیط‌های خشن و طوفانی اشاره کرد. همچنین به دلیل غوطه‌ور نشدن در آب احتمال خوردگی و همچنین اشکالات ناشی از فشار فیزیکی امواج بر قطعات این نوع توربین بسیار کمتر است.
توربین جاذب نقطه‌ای
منبع:
https://phys.org/news/2012-05-scotland-turbine-harness-tidal-power.html
