جزر و مدهای اقیانوس به غولهای فولادی تبدیل شدند — توربینهای بستر دریا ۱٫۵ مگاوات در اسکاتلند میچرخند
اعتبار: Andritz Group
مهندسانی که از توربینهای بستر دریا برای تولید برق با بکارگیری سیستمهای نصبشده زیرآبی در سواحل اسکاتلند استفاده میکنند، جریانهای مدی خستگیناپذیر را به منابع قابل اطمینان انرژی پاک تبدیل میسازند. در آبهای آزاد در بخش داخلی (Inner Sound) از تنگه پنتلند، جریانهای دوجهته مدی هماکنون توربینهای عظیم ۱٫۵ مگاواتی را به حرکت درآوردهاند که نماد بلوغ فناوری انرژی جزر و مدی از نظر تولید پیشبینیپذیر و تأثیر کم بر سطح آب هستند. این غولهای زیرآبی نماد یک نقطه عطف مهم در توسعه منابع انرژی تجدیدپذیر اقیانوسی هستند.
توربینها انرژی را بهصورت کارآمد زیر آب جمع میکنند
توربینهای جریان جزر و مدی بر همان اصولی که توربینهای بادی عمل میکنند، کار میکنند؛ ولی توانایی عملکرد در محیطی بسیار چگالتر – آب دریا – را دارند. از آنجایی که آب حدود ۸۵۰ بار چگالتر از هواست، حتی سرعتهای متوسط جزر و مد میتوانند گشتاور قابلتوجهی بر پرههای توربین ایجاد کنند و این امکان را به توربینها میدهد تا جمعآوری مقدار قابلملاحظهای انرژی در هر دو فاز ریزش و صعود جزر و مد انجام دهند.
توربینهای اسکاتلندی بهعنوان بخشی از یک مجموعه فناوری پیشرفته انرژی جزر و مدی طراحی شدند که از روتور محور افقی، تنظیم متغیر سرعت پره و سامانه چرخش نازل استفاده میکند تا جمعآوری انرژی از جهتگیری مداوم و در حال تغییر جریان جزر و مد را به حداکثر برساند.
نصب در عمق بستر دریا با ایمنی انجام میشود
توربینهای مورد استفاده در اسکاتلند برای نصب در عمق بستر دریا بین حدود ۳۵ تا ۱۰۰ متر طراحی شدهاند؛ این کار با استفاده از لنگرهای گرانشی، میخها یا پایههای ستونی بسته به نوع بستر دریا انجام میگیرد. چون این توربینها بهطور کامل زیر آب میمانند، هیچ جلوهٔ بصری یا صوتی در سطح آب نخواهند داشت و ترافیک کشتیرانی معمولی را مختل نخواهند کرد. علاوه بر این، ماژولار بودن این فناوری امکان ترکیب چندین واحد بهصورت آرایهها را فراهم میسازد تا با توجه به منابع موجود و عوامل خاص سایت، میزان تولید برق افزایش یابد.
پروژه MeyGen پیشرو در توسعه انرژی جزر و مدی
در اسکاتلند، پروژه MeyGen پیشرفتهترین کاربرد تجاری این فناوری را تا امروز به خود اختصاص داده است. در سال ۲۰۱۴، توسعهدهندگان انرژی جزر و مدی یک سفارش خرید مهم برای سه توربین ۱٫۵ مگاواتی جریان جزر و مدی که در تنگه پنتلند نصب میشوند، صادر کردند؛ این مکان یکی از پرانرژیترین محیطهای جزر و مدی جهان است. پروژه MeyGen یکی از اولین سفارشات تجاری بزرگمقیاس برای توربینهای جزر و مدی بود و فاز اولی را نشان میداد که ممکن است به یک آرایهٔ جزر و مدی بسیار بزرگتر تبدیل شود.
سازگاری با جریانهای متغیر جزر و مدی
در این مکان، توربینها انرژی جنبشی را از جریانهای قوی جزر و مدی جمعآوری میکنند که بهقدری پرسرعت هستند که از حداکثر سرعت مورد نیاز برای تولید برق در مقیاس شبکه فراتر میروند. علاوه بر این، طراحی مستحکم توربینها که شامل سامانههای تنظیم زاویه پره و چرخش هستند، امکان تطبیق با تغییرات سرعت و جهت جریان را میدهد و تولید برق را در هر دورهٔ جزر و مدی به حداکثر میرساند.
جریانهای توانمند جزر و مدی درون صدا (Inner Sound) همراه با دقت کامل فرآیند مهندسی و آزمون، محیطی ایدهآل برای نشاندادن امکانپذیری تولید انرژی جزر و مدی زیر بستر دریا فراهم میآورند.
انرژی قابل پیشبینی از ثبات شبکه حمایت میکند
پس از تکمیل و اتصال به شبکه، توربینها بهدلیل طبیعت دورهای مداوم سیکلهای جزر و مدی که توسط نیروی جاذبهٔ زمین، ماه و خورشید ایجاد میشوند، انرژی تجدیدپذیر قابل پیشبینی تولید میکنند.
انرژی جزر و مدی نسبت به انرژی خورشیدی و بادی مزیت منحصر بهفردی دارد؛ زیرا میتوان آن را سالها پیش بهدقت پیشبینی کرد و این پیشبینی دقیق، لایهٔ اضافیای از پشتیبانی برای ثبات شبکه فراهم میآورد، ضمن اینکه دیگر انواع انرژیهای تجدیدپذیر نیز این نقش را دارند.
برنامههای آینده برای گسترش
اگرچه توربینهای ۱٫۵ مگاواتی که در حال حاضر نصب شدهاند، انتظار میرود در آینده نیز به تولید انرژی ادامه دهند، طرح بلندمدت برای آرایهٔ جزر و مدی شامل صدها توربین است که صدها مگاوات برق تولید میکنند تا به سبد انرژی تجدیدپذیر اسکاتلند اضافه شوند و امنیت انرژی محلی را تقویت کنند. بهدلیل طراحی ماژولار، نصب در بستر دریا و کماثر بر سطح آب، این فناوری گزینهٔ امیدبخشی برای کشورهای ساحلی است که به گسترش سبدهای انرژی تجدیدپذیر خود علاقه دارند. با پیشرفت فناوری انرژی اقیانوسی، پروژههای مشابه MeyGen نشان میدهند که جزر و مدها – ثابت و پیشبینیپذیر – میتوانند به روشی مقیاسپذیر برای تأمین انرژی جوامع تبدیل شوند؛ ساختارهای فولادی عظیم که عمیق زیر امواج ریشه دارند.