היום, משאבים בלתי מתחדשים מהווים חלק גדול מהאנרגיה שאנו מנצלים. זה אומר בסופו של דבר שהמשאבים האלה יתכלו בסופו של דבר. בנוסף, חלק גדול מהאנרגיה הזו תורם באופן משמעותי ל התחממות כדור הארץ על ידי שחרור גזי חממה אל אוירה.
כתוצאה מכך, אנו זקוקים למקורות אנרגיה חלופיים. כתוצאה מכך, עלינו לחשוב על היתרונות והחסרונות של אנרגיית הגאות, כמו גם על החשיבות המתרחבת של הפיכת תנועת הגאות והשפל ל אנרגיה נקייה.
בנוסף לדלקים מאובנים, העולם מציע לנו גם מקורות שונים של אנרגיה מתחדשת שבה נוכל להשתמש. בנוסף לאנרגיית גאות ושפל, זה יכול לכלול גם מקורות כמו רוח ו אנרגיה סולארית.
לאנרגיה המסורתית יש השלכות סביבתיות הרות אסון. כתוצאה מכך אנו זקוקים לפתרונות אמינים וארוכי טווח, ונראה שהפקת אנרגיית גאות ושפל היא אפשרות מבטיחה לעמוד בדרישות האנרגיה העתידיות שלנו.
תוכן העניינים
מהי אנרגיית גאות ושפל?
אנרגיית גאות ושפל הוא סוג של אנרגיה מתחדשת הממירה אנרגיה מהגאות והזרמים המשתנים של האוקיינוס לחשמל שמיש. מטחי גאות ושפל, מחוללי זרמי גאות ושערי גאות הם כמה דוגמאות לטכנולוגיות השונות שניתן להשתמש בהן כדי לרתום את כוח הגאות והשפל.
כל הסוגים הרבים הללו של מפעלי אנרגיית גאות ושפל מעסיקים טורבינות גאות ושפל, לכן חשוב להבין כיצד טורבינה יכולה לרתום את האנרגיה הקינטית של הגאות והשפל להפקת אנרגיה.
בדומה לאופן שבו טורבינות רוח קוצרות אנרגיית רוח, טורבינות גאות רותמות אנרגיית גאות. להבי הטורבינה מונעים על ידי המים הזורמים כאשר הגאות והזרמים משתנים. גנרטור מסובב על ידי הטורבינה, אשר לאחר מכן מייצר אנרגיה.
יתרונות וחסרונות אנרגית גאות
לכוח הגאות יש יתרונות וחסרונות משלו, בדיוק כמו לכל צורת אנרגיה אחרת. להלן היתרונות והחסרונות העיקריים של אנרגיית גאות ושפל
יתרונותיו של Tאנרגיה אידאלית
- בר קיימא
- אפס פליטת פחמן
- יכולת חיזוי גבוהה
- תפוקת חשמל גבוהה
- מייצר אנרגיה בקצב איטי
- ציוד עמיד
1. בר קיימא
אנרגיית גאות ושפל היא מקור אנרגיה מתחדש, כלומר היא לא נגמרת בזמן שהיא נצרכת. לכן, על ידי שימוש באנרגיה שהגאות והשפל מייצרים כשהם משתנים, אינך מפחית את יכולתם לעשות זאת בעתיד.
אנו יכולים להשתמש במקור אנרגיה מתחדש זה באופן רציף כדי לספק את האנרגיה הדרושה לנו, בין אם אנו משתמשים במחוללי נחלים, זרמי גאות ומטחים, לגונות גאות, או אפילו כוח גאות ושפל דינמי.
כוח המשיכה של השמש והירח, השולט בגאות והשפל, לא ייעלם בזמן הקרוב. אנרגיית גאות ושפל היא מקור מתחדש מכיוון שהיא קבועה, בניגוד לדלקים מאובנים, שבסופו של דבר ייגמרו.
2. אפס פליטת פחמן
תחנות כוח גאות ושפל מספקות חשמל מבלי לייצר גזי חממה, מה שהופך אותן למקור אנרגיה מתחדש. מציאת מקורות אנרגיה אפס פליטה חיונית מאי פעם מכיוון שהם אחד התורמים העיקריים לשינויי האקלים.
3. יכולת חיזוי גבוהה
הזרמים בקו הגאות צפויים מאוד. מכיוון שגיאות שפל וגאות עוקבים אחר מחזורים מבוססים היטב, קל יותר לחזות מתי ייווצר חשמל במהלך היום. כתוצאה מכך, אנו יכולים לתכנן מערכות המשתמשות ביעילות בגאות הללו. הצבת מערכות אנרגית גאות ושפל שבו נצפה בתשואות האנרגיה הטובות ביותר, כדוגמה.
מכיוון שניתן לחזות במדויק את עוצמת הגאות והזרמים, זה גם מקל לדעת כמה כוח יופק על ידי טורבינות. גודל המערכת והקיבולת המותקנת, לעומת זאת, שונים באופן מהותי.
הסיבה לכך היא עקביות הגאות והשפל, שלעתים חסרה לרוח. מפעלי אנרגיית גאות יכולים לייצר כמות נכבדת של חשמל, אם כי הטכנולוגיה פועלת אחרת כתוצאה מכך.
4. הספק גבוה
מתקני חשמל שמשתמשים בגאות יכולים לייצר הרבה חשמל. מים צפופים יותר פי 800 מאוויר, וזה אחד הגורמים העיקריים לכך. המשמעות היא שבהשוואה לטורבינת רוח שווה בגודלה, טורבינת גאות ושפל תייצר משמעותית יותר אנרגיה.
בנוסף, בשל צפיפותם, מים יכולים להניע טורבינה אפילו בקצב נמוך. כך שגם בתנאי מים פחות ממושלמים, טורבינות גאות ושפל יכולות לייצר כמויות אדירות של חשמל.
5. מייצר אנרגיה בקצב איטי
מכיוון שלמים יש צפיפות גבוהה יותר מהאוויר, הגאות עדיין יכולה לספק אנרגיה גם כשהיא נעה לאט יותר. בהשוואה למקורות אנרגיה כמו אנרגיית רוח, זה הופך אותו ליעיל למדי. בנוסף, קיים סיכוי שטורבינת רוח לא תייצר אנרגיה כלל ביום ללא רוח.
6. ציוד עמיד
מתקני כוח גאות ושפל יכולים לשרוד הרבה יותר מאשר חוות סולאריות או רוח. לעומת זאת, הם יכולים לשרוד עד פי ארבעה יותר זמן. מטחי גאות הם ביצורי בטון הממוקמים לאורך שפכי הנהר.
תוחלת החיים של מבנים אלה יכולה להגיע ל-100 שנים. לה ראנס בצרפת היא המחשה מצוינת לכך. היא החלה את פעילותה בשנת 1966 ונשארה בפעולה מאז ומפיקה אנרגיה נקייה. בהשוואה לציוד אנרגיית שמש ורוח, שבדרך כלל מחזיק מעמד 20 עד 25 שנה, זה דבר טוב.
בנוסף, תלוי ביעילות, הציוד עלול להתקלקל ובסופו של דבר להתיישן. אז, בטווח הארוך, כוח גאות ושפל היא אלטרנטיבה טובה יותר מנקודת מבט חסכונית.
חסרונות של אנרגיית גאות
- מיקומי התקנה מוגבלים
- תחזוקה וקורוזיה
- יקר
- השפעות על הסביבה
- ביקוש אנרגיה
1. מיקומי התקנה מוגבלים
אתר ההתקנה המוצע לתחנת כוח גאות ושפל חייב לעמוד בכמה תקנים מחמירים לפני שניתן להתחיל בבנייה. הם חייבים להיות ממוקמים על קו חוף, מה שמגביל את המדינות שנמצאות לאורך החוף כמיקומי תחנות פוטנציאליים.
אתר מתאים חייב לעמוד גם בקריטריונים אחרים. למשל, יש לבחור מקומות שבהם הפרש הגבהים בין גאות ושפל מספיק להנעת טורבינות, לתחנות כוח גאות ושפל.
זה מגביל את המיקומים שבהם ניתן לבנות את תחנות הכוח, מה שהופך את זה למאתגר להפעיל כוח גאות ושפל באופן כללי. כיום קשה ויקר לספק אנרגיה למרחקים גדולים יותר. הסיבה לכך היא שזרימות גאות מהירות רבות מתרחשות ליד ערוצי שילוח ולעתים רחוקים מדי מהרשת.
זהו עוד מכשול לשימוש במקור אנרגיה זה. בכל זאת יש תקווה שהטכנולוגיה תתקדם וניתן יהיה להתקין מכשירי אנרגיית גאות ושפל בים. מצד שני, בניגוד לאנרגיה הידרומית, אנרגיית הגאות והשפל לא גורמת להצפה בקרקע.
2. תחזוקה וקורוזיה
מכונות עלולות להחליד עקב תנועה תכופה של מים ומים מלוחים עצמם. הציוד של תחנת הכוח הגאות דורש אפוא תחזוקה שוטפת.
המערכות עשויות להיות גם יקרות מכיוון שיש להשתמש בחומרים עמידים בפני קורוזיה בתכנון שלהן. יצירת אנרגיית גאות ושפל מצריכה ציוד שיכול לשרוד חשיפה מתמדת למים, מהטורבינות ועד הכבלים.
המטרה היא להפוך את מערכות אנרגיית הגאות והשפל לאמינות וללא תחזוקה ככל שניתן, מכיוון שהן יקרות ומאתגרות לתפעול. אפילו עדיין, תחזוקה עדיין נחוצה, והעבודה על כל דבר שקוע מתחת למים קשה יותר.
3. יקר
ההוצאות הראשוניות הגבוהות של כוח גאות ושפל הן אחד החסרונות העיקריים שלה. מכיוון שלמים יש צפיפות גבוהה יותר מאשר אוויר, טורבינות אנרגיית גאות ושפל חייבות להיות חזקות הרבה יותר מטורבינות רוח. בהתאם לטכנולוגיה שהם משתמשים בהם, לתחנות שונות לייצור כוח גאות ושפל יש עלויות בנייה שונות.
מטחי גאות ושפל, שהם בעצם סכרים בעלי חומות נמוכות, הם חומר הבנייה העיקרי של רוב תחנות הכוח הגאות והשפל שנמצאות כיום בשימוש. בשל הצורך להתקין מבנה בטון גדול וכן טורבינות, בניית מטח גאות היא יקרה מאוד.
אחת הסיבות העיקריות לכך שכוח הגאות היה איטי לתפוס הוא מחסום העלות.
4. השפעות על הסביבה
אנרגיית גאות ושפל אינה מועילה לחלוטין מבחינה סביבתית, למרות שהיא מתחדשת. המערכת האקולוגית בסביבה הקרובה עלולה להיות מושפעת באופן משמעותי מבניית מפעלים המייצרים אנרגיית גאות ושפל. טורבינות גאות ושפל חוות את אותה בעיה עם התנגשויות של חיים ימיים כמו שטורבינות רוח עושות עם ציפורים.
כל מין ימי שמנסה לשחות על פני להבי טורבינה כשהם מסתובבים, מציג א סיכון לנזק קטסטרופלי או מוות. בנוסף, הם מסכנים את הצמחייה המימית על ידי שינוי מבנה השפך באמצעות שינויים בתצהיר סחף. טורבינות גאות ושפל מייצרות גם רעש תת-מימי נמוך שמזיק ליצורים ימיים כמו כלבי ים.
עוד יותר נזק למערכת האקולוגית שמסביב הם מטחי גאות ושפל. הם לא רק מביאים לאותן בעיות שטורבינות עושות, אלא יש להן גם השפעה דומה לזו של סכרים. מטחי גאות ושפל משבשים את נדידת הדגים ומביאים לשיטפונות המשנים לצמיתות את הנוף.
5. ביקוש לאנרגיה
בעוד שכוח גאות ושפל אכן מייצר כמויות חשמל צפויות, הוא לא עושה זאת ברציפות. אמנם ידוע העיתוי המדויק של ייצור החשמל של תחנת הכוח הגאות, אך ייתכן שההיצע והביקוש לאנרגיה אינם תואמים.
לדוגמה, חשמל גאות ושפל יופק בערך בצהריים אם גאות היא באותו זמן. בבוקר ובערב יש בדרך כלל את צריכת האנרגיה הגבוהה ביותר, כאשר באמצע היום יש את הביקוש הנמוך ביותר.
לכן, למרות הפקת כל החשמל הזה, תחנת הכוח הגאות והשפל לא תידרש. כדי למקסם את השימוש באנרגיה שהיא מייצרת, כוח גאות ושפל יצטרך להיות משולב עם אחסון סוללה.
סיכום
ניצול האנרגיה שנוצרת על ידי הזזת גאות ושפל וזרמי אוקיינוס, כוח הגאות והשפל ממיר אותה לחשמל שימושי. מטחי גאות ושפל, מחוללי זרמי גאות וגדרות הם רק כמה דוגמאות לטכנולוגיות השונות שניתן להשתמש בהן כדי לרתום את כוח הגאות והשפל.
היתרונות העיקריים של כוח גאות ושפל הם היותו אמין, נטול פחמן, מתחדש ומציע תפוקה גדולה של כוח.
החסרונות העיקריים של כוח גאות ושפל כוללים את העובדה שיש מעט מקומות להתקנה, הוא יקר, הטורבינות עלולות לפגוע במערכת האקולוגית, ותפוקת הכוח לא תמיד עונה על דרישת שיא האנרגיה.
לאנרגיית הגאות והשפל יש פוטנציאל לעקוף מקורות אנרגיה אחרים ככל שמתקדמים טכנולוגיות כוח גאות ואגירת אנרגיה.
המלצות
- 20 עובדות על אנרגיה הידרו שלא ידעת
. - כלי רכב המונעים במימן: דעו את היתרונות והחסרונות
. - כיצד פועלת אנרגיה הידרואלקטרית
. - יתרונות וחסרונות של אנרגיה גיאותרמית
. - כיצד פועל דלק ביולוגי? 10 שלבים לייצור דלק ביולוגי
איש סביבה מונע תשוקה בעל פה. כותב תוכן מוביל בחברת EnvironmentGo.
אני שואף לחנך את הציבור על הסביבה ובעיותיה.
זה תמיד היה על הטבע, אנחנו צריכים להגן ולא להרוס.