תחנות כוח הידרואלקטריות וגאות והשפל הן כיום מתקני אנרגיה מבטיחים למדי. חומר זה ישקול את האנרגיה של גאות ושפל: היתרונות והחסרונות של תחנות כוח גאות ושפל, עקרון הפעולה, הפעלת TPPs וחפצים מתוכננים לבנייה.
מקורות אנרגיה חלופיים במבט אחד
היום, מקורות אנרגיה מבטיחים מעסיקים את מוחותיהם של לא רק אנשי איכות הסביבה ומדענים, אלא גם אנשי עסקים, מהנדסים ומשקיעים. מקורות אנרגיה חלופיים (גאות ושטף, שמש, רוח) מעוררים עניין בשל רווחיותם ואיום נמוך יחסית על הבטיחות הסביבתית. בשנת 2010, מקורות אספקת אנרגיה לא מסורתיים היוו כ-5% מסך כל צריכת האנושות. כמעט 2% (מהערך העולמי) נוצרו על ידי תחנות כוח גאות ושפל.
איך פועלות תחנות כוח גאות ושפל
אנרגיית גאות וזרימה מעניינת את האנושות בעיקר בגללהבלתי נדלה. הניסיונות הראשונים להשתמש בו לתמיד נעשו מאז המאה העשירית, אז החלו ליצור סכרים קטנים עם מאגרי מים, ומאוחר יותר טחנות תבואה. אבות טיפוס דומים של תחנות כוח גאות ושפל מודרניות עדיין בשימוש בכלכלה הלאומית.
עם גילוי החשמל, "תחנות כוח" מכניות הוחלפו ב"תחנות כוח" מוכרות יותר לאדם המודרני. כיום, אנרגיית הגאות והשפל של הים מסובבת את להבי הטורבינות העצומות, והופכת לאנרגיה חשמלית. לפיכך, נעשה שימוש באותו עיקרון כמו לפני כמה מאות שנים, רק מעט שונה כדי להתאים לתנאים מודרניים ולצרכים מוגברים.
בעיות אנרגיה בשפל וזרימה
בניית תחנות כוח לגאות היא משימה יקרה מאוד. בנוסף, מנקודת מבט פיננסית, בניית TPPs גדולים מועילה, וזה לחלוטין לא מתאים לאזורים מרוחקים או דלילים. נושאים אחרים כוללים:
- הספק משתנה של תחנת הכוח הגאות והשפל, עקב השינוי בגובה הגאות (וגם אנרגיית הגאות משתנה) כל שבועיים;
- אי התאמה בין התקופה הרגילה של היום השמש לזמן התרחשות הגאות והשפל;
- מעבר בין זמן ייצור אנרגיה אופטימלי לצריכה;
- במקרים מסוימים יש צורך במקורות כוח נוספים ליד תחנת הכוח הגאות והשפל.
קיים גםהדעה שהפעלה אקטיבית של תחנות כוח גאות ושפל תוביל לבעיות סביבתיות שלא היו ידועות בעבר לאנושות - האטת סיבוב כדור הארץ. זה האחרון אינו מאושש על ידי מקורות מוסמכים בחוגים מדעיים. הפעלת מספר רב של TPPs תגדיל את אורך היום בכמות קטנה פי תשעה מאנרגיית הגאות והשפל (גרר גאות טבעי).
היתרונות של בניית תחנות כוח גאות ושפל
על רקע אסונות ותאונות שמתרחשות רק לעתים רחוקות בתחנות כוח גרעיניות, אך משאירות זיכרון של עצמן לאורך זמן, מקורות אנרגיה חלופיים נראים כאלטרנטיבה בטוחה. אמנם ישנם אתגרים רבים בבניית תחנות כוח גאות ושפל, אך ישנם גם יתרונות רבים:
- קיימות. במקרה של PES, ההסתברות לאסון מעשה ידי אדם עם זיהום לאחר מכן של שטחים עצומים מצטמצמת לכמעט אפס. אין גם פליטות מזיקות לאטמוספירה כתוצאה משריפת דלק.
- אמינות. תחנות כוח גאות ושפל פועלות באופן קבוע הן במצב סטנדרטי והן בעומסי שיא.
- עלות אנרגיה נמוכה. בהשוואה לסוגים אחרים של תחנות כוח, ל-PES יש עלות נמוכה של אנרגיה, אשר אושרה על ידי התוצאות האמיתיות של הפעולה.
- יעילות גבוהה. היעילות של המרת אנרגיה טבעית לאנרגיה שמיש מגיעה ל-80%, בעוד שתחנות כוח רוח מספקות עד 30% יעילות, ואנרגיה סולארית- בממוצע 5-15%, אך במקרים מסוימים ניתן היה לתקן יעילות של 35%.
La Rance: תחנת הכוח הראשונה של גאות ושפל
נקודת ההתייחסות להתפשטות תחנות כוח גאות ושפל הייתה 1967, כאשר לה ראנס, ה-TPP הראשון שנמצא בצרפת, באזור ההיסטורי של בריטני, הופעל. השימוש באנרגיית הגאות והשפל כאן נבע מגאות ושפל משמעותיים, שהגיעו לשלושה עשר וחצי מטרים בגובה רגיל של שמונה מטרים.
קיבולת ה-La Rance TPS היא 240 מגוואט, והעלות של יחידת אנרגיה אחת (קוט"ש) נמוכה פי אחד וחצי מהרגיל בתחנות כוח צרפתיות. הסכר של תחנת הכוח מבצע לא רק את הפונקציות של הבטחת פעילות רציפה של מתקן האנרגיה, אלא הוא גם גשר שעליו עובר הכביש, המחבר בין הערים דינארד וסנט מאלו. בנוסף, "לה ראנס" היא אטרקציה תיירותית פופולרית המושכת עד מאתיים אלף מטיילים לצרפת.
PES בדרום קוריאה: תחנת הכוח החזקה ביותר
Sikhvinskaya TPP הוא עוד מתקן יוצא דופן של אנרגיה חלופית, שנמצא בחוף הצפון מערבי של דרום קוריאה במפרץ מלאכותי. תחנת הכוח הופעלה ב-2011 ודחפה במהירות את ה-TPP הראשון בעולם למקום השני מבחינת קיבולת.
באופן ישיר, קדם להקמת תחנת הכוח הצורך ליצורמאגר מים מתוקים. מאוחר יותר, איכות המים החלה להידרדר, ובשנת 1997 (לאחר אישור הניחוש ופיתוח פתרונות על ידי מכון המחקר הימי), הוחלט לעשות חור בסכר. זה איפשר להשתמש באנרגיה של הגאות והשפל. בניית ה-TPP החלה ב-2003 והייתה אמורה להתחיל ב-2009. עקב עיכובים בבנייה, תחנת הכוח הושקה ב-2011.
תחנות כוח גאות ושפל במקומות אחרים בעולם
מדינות גאות ושפל אינן מוגבלות לצרפת המתקדמת ולדרום קוריאה המתקדמת מבחינה טכנולוגית. תחנות כוח גאות ושפל פעלו ב:
- UK;
- נורווגיה;
- קנדה;
- China;
- הודו;
-
ארצות הברית של אמריקה.
כמה מדינות נוספות מתכננות לבנות מתקנים כאלה.
תחנות כוח גאות ושפל ברוסיה
ברוסיה נעשה שימוש באנרגיית גאות ושפל מאז 1968 כחלק מהפעלת TPP ניסיוני בקיסלה גובה בים ברנטס (בתמונה). בתקופת ברית המועצות פותחו פרויקטים לבניית עוד שלוש תחנות כוח גאות ושפל (אחת בים הלבן ושתיים בים אוחוצק). שום דבר לא ידוע על המצב הנוכחי של שני המתקנים, בעוד ל-Mezen TPP, שמתוכנן באזור ארכנגלסק, יש סיכוי להפוך לתחנת הכוח הגאות והשפל החזקה בעולם. עוד בשלב התכנון נמצא ה- TPP הצפוני בחצי האי קולה.
תכניות לשימוש עתידי
אנרגיית גאות וזרימה מוכרת על ידי הקהילה העולמית כמקור מבטיח, כך שכמה פרויקטים של TPP מפותחים באופן פעיל במדינות שונות בעולם. כך, בעתיד הקרוב מתוכננות להקים תחנות כוח גאות ושפל בדרום קוריאה, סקוטלנד, מדינת גוג'ראט ההודית, ניו יורק והעיר סוונסי בבריטניה. שימוש רציונלי במשאב כזה יקטין משמעותית את נתח האנרגיה המתקבל בדרך המסורתית, לקראת פתרון ידידותי יותר לסביבה, אמין ובטוח.
