الفرق بين المراجعتين لصفحة: «الطاقة/منشآت المد والجزر/1»

 

== التفسير الفيزيائي لظاهرة المد و الجزر: THE PHYSICAL EXPLANATION: ==

تؤثر كل من الشمس والقمر على الأرض و على مياه البحار والمحيطات بفعل الجاذبية حيث تسبب جاذبية الشمس للأرض ما يسمى بالمد الشمسي solar tide و تؤثر جاذبية القمر بما يسمى بالمد القمري Lunar tide ويسبب هذان المدان حركة دورية ومتوقعة للمياه جيئة وذهاباعلى شواطئ الأرض.

وهناك ما يسمى بالمد الأعظمي والمد الأصغري حيث يكون في المد الأعظمي التأثير مضاعف للمدان الشمسي والقمري .

أما في المد الأصغري فيكون التأثير لكل مد على حدى ويكون المد الأعظمي ربيعيا و المد الأصغري شتويا أو خريفيا ويبن الشكل التالي ما ذكرنا سابقا .

إن مبدأ عمل المحطات المدية الجزرية يشبه إلى حد ما المحطات الإلكترومائية إلى أن السد في محطة المد والجزر أكبر بكثير من المحطة المائية .

وتتكون المحطة المدية الجزرية من المكونات الرئيسية التالية:

1- إن المكون الأول لمركز توليد الطاقة المدية هو الحوض المدي أو الصب إن إيجاد المكان المناسب الذي يحتوي على المصب ضروري لنجاح هذه المحطة و هذا الصب لا يكون من صنع الإنسان وإنما يكون طبيعيا وان الحوض المدي يكون ميزة جغرافية و ليس من السهولة إيجاده أو تصنيعه فالمصب المناسب يجب أن يكون مجسما ضخما من الماء المحاط كليا بالأرض مع فتحة صغيرة إلى البحر إن كمية الطاقة التي يمكن أن تولدها من هذه المحطة يتبع لحجم الصب فكلمى زاد حجم الصب تزيد كمية الطاقة.

2- إن المكون أو العنصر الثاني يؤثر في توليد الطاقة المدية هو الحاجز المدي هذا الحاجز يبدو مثل الحائط الذي يفصل الحوض المدي عند باقي البحر أسفل هذا الحاجز يكون مثبتا على قاع البحر وقيمة هذا الحاجز تكون فوق أعلى مستوى يمكن أن يصل إليه الماء من المد الأعظمي.

 

 

وهناك تصميمين لمراكز توليد الطاقة المدية : من حيث نوع العنفات :

ثنائية التأثير تعمل العنفات ثنائية التأثير بنفس مبدأ الوحيدة التأثير تقريباً تبدأ الدورة كدورة وحيدة التأثير مع أن مستوى الماء في المصب ينخفض و يرتفع مستوى الماء في البحر بالشروط المدية تفتح بوابات التحكم أمام و خلف العنفات لذلك يندفع الماء خلال العنفات لتوليد الكهرباء ، عندما يصبح مستوى الماء داخل المصب بنفس مستوى الماء في البحر تغلق بوابات التحكم.

يبقى مستوى الماء في المصب مرتفع والماء في البحر سوف يصل لحالة المد المنخفض. عندما ينخفض مستوى مياه البحر بما فيه الكفاية يعاد فتح البوابات أمام و خلف العنفة و يتدفق الماء خارج المصب من خلال العنفات حيث تولد الكهرباء عند مرور الماء على الشفرات في الاتجاهين و هذا ابتكار جديد في تقنية الطاقة الحدية حيث تصمم الشفرات للفتل و التسريع بنفس الاتجاه بغض النظر من اتجاه تدفق الماء عليها ويبين الشكل التالي الدورة المدية للعنفات ثنائية التأثير:

و بالمقارنة بين هذين النوعين نجد انه من البديهي بان العنفات ثنائية التأثير سوف تولد كمية من الطاقة اكبر بمرتين من الطاقة التي تولدها

العنفات أحادية التأثير و لكن عمليا لا يمكن للعنفات ثنائية التأثير أن تولد هذه الكمية بسبب ضياعات الوقت بسبب إغلاق و فتح بوابات التحكم ثنائية التأثير .

 

مركز لتوليد الطاقة الحدية الشكل الموضح جانباً إن المحطة مميزة لأنها تعتبر البيت الأول و الأهم لمراكز توليد الطاقة المدية في امريكاالشمالية فقط و في عام 1984 تولت شركة انابولس العملية في محطة التوليد الجيدة و صمم أول مشروع بتجربة حكومية إقليمية و اتحادية لبحث استثمار لطاقة من البحر و تساهم الآن هذه المحطة بطاقة تصل إلى و تقدمها للشبكة الإقليمية هذه الطاقة المنتجة يمكن أن تزود 4500 منزل بالكهرباء يبدأ بإنشاء مشروع المحطة عام 1980 و جلب المشروع آمال كبيرة بالتقنية التي ستطبق و هذا ليس من اجل الطاقة المدية فقط و إنما من اجل الأنهار الرئيسية في كافة أنحاء كندا يقع المركز على جزيرة صغيرة على مصب نهر انابولس بالقرب من خليج خوندي المد الأكبر في العالم حوالي 16 متر و نجدها في خليج خوندي بالإضافة إلى المد الاستثنائي فهناك عامل آخر و هو الموقع المفضل للمحطة فمحطة انابولس تقع الآن على طريق أو مجرى مجهز ببوابات تحكم للتحكم بتسيير عمل الحوض أو البركة و هذا هو المطلوب ويبين الشكل التالي مقطعا طوليا في محطة أنابولس.

تعتبر انابولس من أولى المحطات لتوليد الطاقة المدية الصغيرة تتبع في انابولس عمليات يومية لمعالجة إنتاج الكهرباء بواسطة العنفة وحيدة التأثير حيث عندما يعلو الماء 1.6 متر أو أكثر يبدأ الإنتاج حيث تفتح 18 بوابة تحكم بشكل جماعي بوابات التحكم هذه تشبه الستائر المعدنية على شكل شرائح دائرية التي تتحكم بتدفق الماء خلال العنفة عندما تفتح يتدفق الماء خلالها بتدفق قدره 400 متر مكعب بالثانية و تدور العنفة في المجرى أربعة شفرات هائلة و تستمر مرحلة توليد الطاقة حتى يهبط مستوى ارتفاع الماء ضمن 1.6 متر من وصول المد الذي يحدث كل أربع ساعات فقط .

خلال فترة 12 ساعة تعمل محطة أنابولس خمس ساعات و تتوقف من الدوران أو العمل لمدة 7 ساعات في حدود عشر ساعات دوران في اليوم تولد حوالي 30 غيغا واط ساعي من الكهرباء سنويا أن الطاقة المنتجة ثابتة إلى حد لا باس به لكن ممكن تغييرها بالاعتماد على المد و على الطقس , يضاعف الإنتاج تقريبا عند ارتفاع المد لكن الضغط البارومتري يتغير مع تحرك العواصف داخل و خارج المنطقة ، إن العنفة المستعملة في هذه المحطة هي عنفة أحادية التأثير من نوع STRAFLO والموضحة الشكل التالي:

 

 

يعتبر مركز لتوليد الطاقة المدية حاليا أقدم و اكبر مراكز الطاقة المدية في العالم و ما يزال يعمل حتى الآن إن مركز توليد الطاقة المدية صمم أوليا في عام 1954 لكن لم يكتمل التركيب حتى عام 1967 مركز إنتاج الطاقة المدية LA RANCE سمي بهذا الاسم لأنه يقع على نهر LA RANCEعلى ساحل في فرنسا على الرغم من أن المركز يقع على البحر و له نفس التكلفة في أي موقع آخر لمركز الطاقة المدية في البحر و مركز يقع على نهاية النهر على المصب و يكون لمد النهر مد مشابه لمد البحر يحيط المصب بنهرLA RANCE و يتراوح مجاله المدي بأعلى من 13.5متر ويبين الشكل التالي الاختلاف بين مستوى البحر عند المد الحالي ونهر larance..

 

 

 

للتغلب على مشكلة وقوع الأسماك في العنفات المدية تم اقتراح نموذج يعرف باسم الاسيجة المدية و هي موضحة بالشكل التالي:

و أن هذا النوع من الصفات هو الأكثر رغبة في الاستثمار و ذلك لأمرين:

- تساعد على توفير الأسماك في المصب.