المد والجزر من الظواهر الطبيعية المعروفة التي تحدث لمياه البحار والمحيطات وكثيرا ما يعرفون هذه الظواهر سكان سواحل البحار. فهم يرون مياه البحر ترتفع في بعض ساعات اليوم وتنخفض في البعض الآخر. وقد لا يعلم كثيرا منهم الكثير أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك الانخفاض يحدث عندما يكون القمر بعيدا عن هذه السواحل أي عندما يغيب القمر. علما بأن القمر يدور حول الأرض في مدار أهليجي أي بيضاوي الشكل دورة كل شهر هجري وأن الأرض تدور حول نفسها كل أربع وعشرين ساعة. فإذا ركزنا الانتباه على مكان معين وكان القمر ينيره في الليل فهذا معناه أنه قريب من ذلك المكان وان جاذبيته قوية. لذا ترتفع مياه البحر وبعد مضي أثنى عشرة ساعة من ذلك الوقت يكون القمر بالجزء المقابل قطريا أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر وأكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 400 ميغاواط حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى. ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية. فطاقة الأمواج للمحيطات يمكن أن توفر مصدرا غير محدود للطاقة المتجددة. إذ أن هناك طاقة ضخمة في المحيطات وفي مناطق كثيرة من العالم والتي تهب عليها الرياح بدرجة كافية من الثبات والقوة لتوفير موجات مستمرة وتعمل أجهزة طاقة الأمواج على استخراج الطاقة مباشرة من الحركة السطحية للأمواج التي يمكن تحويلها إلى الكهرباء عن طريق آلات طاقة الأمواج. وتوضع هذه الآلات في مواقع إما على الشاطئ أو في المياه العميقة في البحر. وهناك جهازان لطاقة الأمواج في المملكة المتحدة البريطانية : محول الطاقة المشغل بواسطة الطاقة البحرية المثبت على اليابسة على الجزيرة الاسكتلندية إيلاى وثعبان البحر بيلاميس في مركز الطاقة البحرية الأوروبية في اسكتلندا حيث يخضع للاختبار. وتشمل الخطط الأخرى على أجهزه في أوركنيز قبالة شمال اسكتلندا وكذلك قبالة الساحل الشمالي لكورنوال. . . و قوة المد والجزر تستغل طاقتها المدية حركة المياه الناجمة عن تيارات المد والجزر أو الارتفاع والانخفاض في مستويات البحار بسبب المد وإن لم تكن تستخدم بعد على نطاق واسع إلا أن لديها إمكانية لاستخدامها في توليد الكهرباء في المستقبل كما أنها أكثر قابلية للتنبؤ بها مقارنة مع طاقة الرياح والطاقة الشمسية. واصبح اليوم التكنولوجيا اللازمة لتسخير الطاقة المدية تكنولوجيا معروفة وراسخة إلا أنها لا تزال باهظة الكلفة كما أن هناك عدد قليل نسبيا من التطبيقات العملية بحوالي 40 تطبيق في جميع أنحاء العالم. وقد أنشأت المملكة المتحدة البريطانية بعض مواقع الطاقة المدية القليلة في العالم على الساحل الغربي كما تم تحديد ما لا يقل عن 30 موقع إضافي في جميع أنحاء بريطانيا. وأحد أكثر النماذج المتقدمة الذي يتم دعمه في الوقت الراهن في إطار برنامج التكنولوجيا التابع لوزارة الأعمال التجارية والمؤسسات والإصلاح التنظيمي ، هو مشروع تدفق البحر الذي تم تشغيله قبالة ساحل شمال (ديفون البريطاني ) منذ حزيران 2003. ولاستغلال ظاهرة المد والجزر لتوليد الطاقة الكهربائية توجد طريقتان أساسيتان هما : الطريقة الأولي : طريقة بناء السدود كما هو منفّذ في محطة بفرنسا والتي بُنيت عام 1966 وتعمل بقوة 240 ميجاوات). وبُني هذا السد للتحكم في التيارات الناتجة عن المد والجزر وتوجيه هذه التيارات بطريقة تمر في فتحات التوربينات أو المراوح. هذه التوربينات شبيهة بالمرواح التي تُستخدم لتوليد الطاقة من الرياح و لكن في حالة المد والجزر ثتثبت 24 مروحة على سد بطول إجمالي قدره 750 متر ويحجز 184 مليون متر مكعب من الماء. كل مروحة متصلة بتوربين يولد قوة 10 ميجاوات من الكهرباء. وقد بُني هذا السد عند مصب نهر الرانس. تُنصب هذه المراوح تحت سطح المياه في فتحات و بفعل التيارات المائية تدور هذه التوربينات و عبر ناقل الحركة تقوم بمضاعفة عزم الدوران و من ثم تستفيد من هذا العزم لتحريك المولد الذي و بفعل الحقل المغناطيسي يقوم بتوليد الطاقة الكهربائية. وهذه التوربينات قد تستخدم أيضاً الطاقة الفائضة من المحطات الأخرى ساعة الطلب الخفيف على الكهرباء ولإعادة ملئ الأحواض بالماء وإعادة استخدام الماء لتوليد الكهرباء في أوقات الذروة. ولكن استخدام هذه التكنولوجيا تعتمد على وجود الأماكن المناسبة عند مصبات الأنهار مثلا أو في مضايق البحار وهناك تقام السدود لاستخدامها. و للاستفادة من تيارات المد و الجزر التي هي بطبيعة الحال معكوسة الاتجاه لابد من تركيب المروحة على رأس متحرك ليتناسب مع اتجاه التيارات و بالتالي رفع نسبة الاستغلال و يميز هذه التكنولوجيا إذا ما قورنت بتكنولوجيا توليد الطاقة من الرياح أن كثافة المياه أعلى من كثافة الهواء ،و بالتالي يكون توليد الطاقة من الجزر للمروحة الواحدة أعلى عنه بالمقارنة بتوليد الكهرباء بواسطة الرياح ويتم ذلك عند سرعة دوران منخفضة من خلال استخدام ناقل الحركة. بالإضافة إلى وجود المحطة الفرنسية التي تعمل بالمد والجزر تبعتها محطة بكندا عام 1984 عند منطقة نوفاسكوتيا بقوة كهربائية قدرها 20 ميجاوات. كما بنت الصين عام 1986 في ولاية كسينجيانج محطة بقوة 10 ميجاوات. وأكبر محطة تضم 10 مولدات كهربائية ، يولد كل منها طاقة كهربائية قدرها 26 ميجاوات ،أي بقوة كلية 260 ميجاوات تُبنى حاليا ً في سيهوا بكوريا الجنوبية. وفي إنجلترا توجد تحت التخطيط محطة عملاقة عند مصب نهر سيفرن بين كاردف ومدينة بريستول ب 216 توربين سوف تولد 8500 ميجاوات وسوف تغطي 5 % من احتياجات إنجلترا من القوة الكهربائية. والطريقة الثانية طريقة الأبراج التي تعتمد على تثبيت مروحة أو مروحتان على برج متين بحيث تكون تلك المراوح تحت سطح الماء. و بنفس الطريقة المشروحة أعلاه تتحول طاقة حركة المروحة بواسطة المولد الكهربائي إلى كهرباء أيضا في سترانجفورد بشمال إيرلندا بُني البرج الجديد ويسمى ، وقد بدأ البرج إنتاج الكهرباء من التيارات البحرية والتي تصل سرعات المياه فيها نحو 50و2 متر في الثانية وقد تصل أحيانا ً إلى 10 متر في الثانية. هذا البرج بمروحتيه ينتج كهرباء بقوة 2و1 ميجاوات أي أن كل مروحة له تنتج نحو ضعف ما أنتجته المروحة السابقة موديل 2002 م وتستغل هذه الطريقة التيارات المائية ولا تشكل الأبراج عائقا بحريا ً كما في حالة بناء السدود. لهذا فهي أنسب من ناحية المحافظة على البيئة. . . ومبدأ عمل المحطات المدية الجزرية يشبه إلى حد ما المحطات الإلكهرومائية إلى أن السد في محطة المد والجزر أكبر بكثير من المحطة المائية. وتتكون المحطة المدية الجزرية من المكونات الرئيسية التالية : (أ) مكونات المحطة المدية ولما يلي (1) إن المكون الأول لمركز توليد الطاقة المدية هو الحوض المدي أو المصب إن إيجاد المكان المناسب الذي يحتوي على المصب ضروري لنجاح هذه المحطة و هذا المصب 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 المنصب فكلما زاد حجم المصب 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. الحاجز المدي يؤدي غرض قطع مياه البحر عن الماء في مصب النهر لذا فالماء يمكن أ ن يحصر بطريقة أو أسلوب مفيد من أجل أحداث الطاقة المدية. (3) المكون الثالث لهذه المحطات هو بوابات التحكم وهي مناطق من الحاجز يستطيع الماء أن يتدفق بحرية من وإلى خارج الصب هذه البوابات ليست مفتوحة بشكل دائم حيث يتم التحكم بها بواسطة مشغلي مركز الطاقة لتحديد التدفق الناسب من الماء إلى العنفات المدية وهذه البوابات ليس لها موقع محدد على الحاجز المدي ، البعض منها يكون محدد بشكل مباشر أمام وخلف العنفات المدية ويسمح للماء بالتدفق خلال العنفات و توليد الكهرباء و البعض الأخر يكون بعيدا عن العنفة للسماح لمشغلي المركز بملأ أو إفراغ المصب عند الرغبة. 4- المكون الرابع في مركز توليد الطاقة المدية هي العنفات المدية نفسها هذه العنفات مرتبة ضمن الحاجز المدي و تستقر بالقرب من قاع أرضية البحر وتصمم هذه العنفات بأسلوب مماثل للعنفة البخارية. تقع العنفات بين موضع بوابات التحكم على كلا المصب وجانب البحر من الحاجز المدي عندما تفتح هذه البوابات يندفع الماء خلالها إلى العنفات ليسرع الشفرات و توليد الكهربا ء. (ب) العنفات المد جذرية: وهناك تصميمين لمراكز توليد الطاقة المدية : من حيث نوع العنفات : النوع الأول وحيدة التأثير وهذه المراكز تولد الطاقة من تدفق الماء عبر العنفات في اتجاه واحد فقط و شأنها شأن العنفات البخارية حيث لا تستطيع العمل عندما يدور البخار باتجاه المعاكس. العنفات في هذه المراكز لا تستطيع العمل إلا عند مرور الماء في اتجاه واحد فقط عندما ينخفض مستوى الماء في البحر بشكل مناسب تفتح بوابات التحكم المتمركزة أمام و خلف العنفات حتى يجبر الماء على التدفق من خلال العنفة و تتسارع الشفرات لتوليد الكهرباء تغلق بوابات التحكم عندما يصل مستوى الماء في المصب إلى مستوى الماء المدي المنخفض في البحر يعود مستوى الماء في البحر للارتفاع بالمد العالي و تبدأ دورة ثانية و هكذا. و النوع الثانى 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: العنفات ثنائية التأثير و بالمقارنة بين هذين النوعين نجد انه من البديهي بان العنفات ثنائية التأثير سوف تولد كمية من الطاقة أكبر 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. ] الدول التي تستفيد من هذه الطاقة. . تابع بالعدد القادم غدا الحلقة الحادي عشر بعنوان(إنتاج الكهرباء بالطاقة الجيوحرارية )
: Shukri -_alzoatree@yahoo. com
