ماه چگونه می تواند برق تولید کند؟
بعضی از محققان به دور از سیاره ما به آسمان شب نگاه می کنند. به نظر می رسد، یک راه وجود دارد که ما می توانیم از ماه تولید برق – به لطف جزر و مد ایجاد شده توسط کشش گرانشی ماه اعمال می شود در اقیانوس های زمینی. زمین توسط خورشید و ماه تنگ شده است. خورشید ماه را به اندازه کره زمین می کشد، اما ماه بسیار نزدیک به زمین است – حدود ۲۳۹،۰۰۰ مایل دورتر، در مقایسه با فاصله ۹۳ میلیون مایل بین خورشید و زمین. در هنگام حرکت به سمت جزر و مد در اینجا بر روی زمین، اندازه تپه ها نزدیک می شود: ماه بیش از دو برابر نیروی گرانشی در زمین است تا خورشید. [منبع: دفتر تحقیقات دریایی].
فکر می کنید آب هایی که بر روی زمین پیدا می شوند به عنوان یک پوشش یوگا که سیاره را پوشش می دهد. هنگامی که ماه این پوشش را به سمت آن می کشد، آن را گسترش می دهد به طوری که آن را از بین می برد و در هر طرف گسترش می یابد. این جزر و مد تورم، بالا است. بسته بندی شده در پایین و بالا باریک ترین کشش است. این جایی است که جزر و مد کم است. کشیدن ماه ثابت است؛ این چرخش زمین در محور خود است که باعث می شود مناطق مختلف به تجربه بالا و پایین جزر و مد.
از آنجا که این جزر و مد قابل پیش بینی در زمین وجود دارد، برخی از نقاط در اطراف این سیاره با حرکت جزر و مدی طراحی شده است. در صفحه بعدی چگونگی پیدا کردن.
تولید برق برق توربین زیر آب
گرانش گرانشی ماه در آب بدن باعث ایجاد جزر و مد می شود. به نوبه خود، این حرکت باعث ایجاد انرژی جنبشی می شود که توسط آب انجام می شود. هر چیزی که حرکت می کند، دارای انرژی جنبشی است – چه آن باد و یا یک توپ را به پایین تپه. انرژی جنبشی را می توان توسط انسان از طریق آسیاب های بادی استخراج کرد. محققان تلاش می کنند تا از طریق یک طراحی شبیه به یک آسیاب بادی به قدرت جزر و مدی برسند.
توربین های زیر آب (و یا جزر و مد) یک مفهوم نسبتا ساده است، تا آنجا که فن آوری برش پیشرفته می رود. آنها اساسا آسیاب های بادی بر روی یک کف اقیانوس یا بستر رودخانه نصب شده اند. جریان آب زیرزمینی تولید شده توسط جزر و مد، چرخش تیغه ها مانند یک پروانه هواپیما را تنظیم می کند. این توربین ها به یک جعبه دنده متصل می شوند که به یک ژنراتور الکتریکی وصل شده است. این تولید برق است که توسط کابل به ساحل حمل می شود. هنگامی که آن را به شبکه برق متصل می شود، برق می تواند توزیع شود [منبع: دانشمند جدید].
گرچه توربین های زیر آب اساسا همان چیزی است که به عنوان آسیاب های بادی کار می کنند، اما مزایای آنها نسبت به عموزاده های بالای زمین آنهاست. آسیاب های بادی نیاز به زمین، به خصوص مزارع باد – مجموعه ای از ده ها یا صدها آسیاب بادی. آینده استفاده از زمین (چگونگی توسعه زمین و آنچه که برای آن استفاده می شود) در حال تبدیل شدن به موضوع اصلی بحث است. با ۶ میلیارد نفر در این سیاره و شمارش، فضا در حق بیمه است
– نه فقط برای مسکن، بلکه برای تولید محصول و بیشتر. توربین های زیر آب بر این مشکل غلبه می کنند.
یکی دیگر از مزیت های جذب انرژی زیر آب از چگالی بالا آب است. آب چگال تر از هوا است، به این معنی که همان مقدار انرژی را می توان توسط یک توربین زیر آب به عنوان یک آسیاب بادی تولید کرد، اما در سرعت های پایین تر و در ناحیه کمتر. چه چیز بیشتر، در حالی که مقدار باد که در هر منطقه از زمین عبور می کند می تواند غیر قابل پیش بینی باشد، انرژی جنبشی مناطق جزر و مدی قابل اعتماد است. افت و جرقه قابل پیش بینی است، منطقه ای که می تواند در آن جریان داشته باشد، می تواند در مقدار کیلووات ساعت برق تولید شده در هر توربین باشد.
دانشمندان مقدار انرژی موجود در یک استخر جزر و مد را در طول ماهها بررسی کرده اند. دو اندازه گیری اصلی وجود دارد. متوسط سرعت بهار حداکثر سرعت حرکت جزر و مدی است که می تواند در یک منطقه در طی یک ماه یافت شود. میانگین نقطه ناپیوسته نوری پایین ترین نقطه سرعت است که یک منطقه جزر و مدی در یک ماه تجربه می کند. منبع: Trust کربن. این دو اندازه گیری می تواند کمک به تقریب بیشترین و کمترین میزان سرعت در هر یک از استخرهای شنا را در طی یک ماه داشته باشد.
علاوه بر جزر و مد، ویژگی های دیگری نیز وجود دارد که سرعت آب را تحت تاثیر قرار می دهند. زمین های اطراف – به عنوان مثال، آیا منطقه سنگی یا شنی است – تعیین می کند که چگونه آب حرکت می کند. این که آیا یک ناحیه جزر و مدی باریک یا وسیع است یا خیر نیز می تواند سرعت را تحت تأثیر قرار دهد. یک کانال باریک می تواند حرکت آب را متمرکز کند و باعث می شود سرعت آن افزایش یابد.
خصوصیات حرکات جزر و مدی و ویژگی های آب در کاغذ می تواند مورد توجه قرار گیرد، اما تا زمانی که آزمایشات واقعی در جهان انجام نمی شود، شناخت واقعی از تاثیر توربین های جزر و مدی می تواند آغاز شود. در صفحه بعد، در مورد برخی از پروژه های سراسر جهان که کمک به محققان برای درک بهتر توان تولید توربین زیر آب است، می توانید دریابید.
غواصی بدون آزمایش آب؟
محققان آبزی یک حرکت بسیار خوبی در حرکت آب در مناطق جزر و مد دارند، اما برخی عوامل هنوز ناشناخته هستند. بعضی از محققان ترس از این دارند که انسانها بتوانند فنآوریهای توربین زیر آب را سریعا به پیش ببرند، بدون درک کامل تاثیری که میتواند داشته باشد. منبع: روچ. چه اتفاقی می افتد وقتی که تعداد زیادی توربین زیر آب در مناطق جزر و مدی متمرکز می شوند؟ در حالی که انرژی نمی تواند ایجاد یا نابود شود، می توان آن را دستگیر و به سایر کاربردهای دیگر منتقل کرد، مانند انجام نیازهای برق ما. اما به یاد داشته باشید که انرژی سینتیکی که در اقیانوس گرفته شده بود در خدمت محیط زیست آبوهوا بود – شاید به طریقی که هنوز به طور کامل درک نمی کنیم.
یکی از دلایلی که برخی از آنها می ترسند این است که فناوری جذاب است. توربین های زیر آب هیچگونه انتشار CO2 ندارند. و این تکنولوژی خوش خیم است: تولید انرژی توربین منفعل است، به سادگی گرفتن برخی از انرژی جنبشی در حرکت جزر و مدی و تبدیل آن به برق.
داده های کمی در مورد تاثیر توربین های زیر آب می تواند بر روی اکوسیستم های دریایی داشته باشد. یک تیغه به سرعت در حال چرخش می تواند به راحتی با کشیدن انگشت یک ماهی کوچک کوچک را به هم زدن تبدیل کند. عاشقان ماهی خوشحال خواهند شد تا یاد بگیرند که در حال حاضر توربین های زیر آب به آرامی چرخش می یابند – یک چرخش از ۱۰ تا ۲۰ چرخش در دقیقه (دور در دقیقه) [منبع: دانشمند جدید]. توربین هایی که دو پا در ثانیه حرکت می کنند، برای ماهی بسیار خطرناک نیستند. اما در مورد توربین های نسل بعدی که ممکن است با نرخ سریعتر چرخانده شوند؟
عدم درک اثرات زیست محیطی توربین ها هم به همین ترتیب است. سوالات باقی می ماند که به چه نوع اثر محیط زیست آب بر روی فن آوری خواهد شد. برای مثال، آیا بارناکل در توربینها یا روتورها تجمع یافته است، آنها را کند می کند یا حتی آنها را متوقف می کند؟
برای پاسخ به این سوالات، پروژه های خلبان توربین زیر آب در سراسر جهان ایجاد شده است. اولین تولید کننده برق در پایین کانال Kvalsund در نروژ است. این توربین دارای تیغه های ۳۳ پا است که با نرخ ۷ دور در دقیقه چرخش می کند و نزدیک به ۶۶ فوت ارتفاع در بالاترین نقطه ی زیر سطح آب قرار دارد. در سپتامبر ۲۰۰۳، ژنراتور توربین به شبکه برق Hammerfest، یک روستای محلی متصل شد. توربین تک تولید سالانه ۷۰۰،۰۰۰ کیلووات ساعت – که به طور متوسط ۳۵ خانه در منطقه را تامین می کند [منبع: روچ].
گروه دیگری به بررسی تاثیر توربین ها بر زندگی آبزیان می پردازد. Verdant Power پنج توربین ۳۵ کیلووات را با تجهیزاتی برای نظارت بر زندگی آب های اطراف به کار برد. ماهی ها در ۵۴ فوت (۱۸ متر) تجهیزات شناسایی و ردیابی می شوند و داده ها ثبت می شوند. تا کنون، توربین ها هیچ گونه ماهیئی نداشته اند [منبع: Verdant].
Verdant همچنین در یک پروژه در رودخانه نیویورک شرقی شرکت کرده است. شش جفت توربین ۳۵ کیلووات جزر و مد در یک کانال با جریاناتی که با سرعت ۴ گره جریان می یابد (حدود ۴٫۶ مایل در ساعت) نصب شده است. شش توربین در حال حاضر برق تولید می کنند که یک فروشگاه مواد غذایی و گاراژ پارکینگ را در اختیار دارد. Verdant در حال برنامه ریزی برای اضافه کردن توربین های بیشتر به کانال است که باید برق کافی برای قدرت ۴،۰۰۰ خانه تولید کند. [Source: Popular Mechanics].
بریتانیا همچنین در حال بررسی توانایی تولید برق توربین زیر آب است. شرکت U.K. از شرکت Turbines جریان جرثقیل یک جفت توربین به یک شمع واحد متصل شده است که به سمت دریای خلیج شمال شرقی ایرلند رانده شده است. توربین عظیم هستند هر تیغ ۶۰ پا است. توربین ها با چرخش، ۱٫۲ مگاوات برق تولید می کنند. منبع: New Scientist.
