بررسی نیروگاه های جزر و مدی

    
بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی نیروگاه های جزر و مدی

تولید برق از جذر و مد

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی نیروگاه های جزر و مدی

فصل اول

انرژیهای قابل حصول از دریا

1-1- معرفی انرژی های قابل حصول از دریاها

1-2- انرژی جزر ومد دریا

1-3- انرژی امواجدریا

ویژگی های منبع

1-3-2- اثرات زیست محیطی

1-4- انرژی حرارتی دریا

تكنولوژی سیكل بسته برای OTEC

1-5- انرژی اختلاف غلظت نمك

فصل دوم

جـزر و مــد

2-1- منشاء و تاریخچه جزر و مد

2-2- مكانیسم تشكیل جزر و مد

2-3- تركیب اثر ماه و خورشید برروی جزر و مد

2-4- نسبت نیروهای مولد جزر و مد ماه و خورشید

2-5- اثر اینرسی آب برروی جزر و مد

2-6- اثر عدم تقارن مدار زمین و ماه برروی جزر و مد

2-7- سایر پارامترهای موثر در جزر و مد

2-8- كاربردهای جزر و مد

2-9- مقدار انرژی قابل استحصال از جزر و مد

فصل سوم

شرایط بهره برداری از نیروگاه جزر و مدی

3-1- شرایط مكان مناسب برای احداث نیروگاه جزر و مدی

3-2- كشورهای دارای پتانسیل جزر و مدی بالا

3-3- عوامل موثر بر دامنه جزر و مد

3-4- نكات اساسی طراحی نیروگاههای جزر و مدی

3-4-2- نحوه و تجهیزات آبگیری نیروگاه جزر و مدی

فصل چهارم

نیروگاه جزر و مدی

4-1- روشهای مختلف تولید برق از انرژی جزر و مد

4-2- سیستم یك حوضچه ای

4-2-3- سیستم دوطرفه حوضچه به دریا و بالعكس

4-3- سیستم دو حوضچه ای

4-4- سیستم تركیبی شامل دو حوضچه

4-5- نیروگاههای جزر و مدی در حالت تلمبه ذخیره ای

4-6- نیروگاههای جزر و مدی بهره برداری شده

4-7- بررسی سواحل ایران برای استفاده از انرژی جزر و مدی برای تولید برق

4-8- مسائل زیست محیطی نیروگاههای جزر و مدی

4-9- نتیجه گیری

فصل پنجم

سیاست‌های وزارت نیرو در توسعه كاربرد انرژی‌های نو

1- ایجاد بستر مناسب از طریق شناسایی و برآورد منابع و مطالعات امكان سنجی

2- ایجاد بسترهای فنی مناسب و ظرفیت سازی

3- ایجاد بسترهای قانونی

4- فعال سازی بخش خصوصی

5- فعال سازی تحقیقات

6- انجام پروژه های نمایش عملكرد

7- اطلاع رسانی، آگاه سازی و آموزش

فصل ششم

مشكلات و موانع پیش روی توسعه انرژی‌های  تجدیدپذیر در ایران

1- عدم شناخت كافی و آگاهی از تمام جوانب انرژیهای نو نظیر منبع، تكنولوژی، اثرات اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی آن

فعالیت‌های وزارت نیرو برای حل این مشكل

2- بالا بودن هزینه های سرمایه گذاری اولیه

3- فقدان قانون و مقررات ویژه انرژیهای تجدیدپذیر در ایران

4- یارانه های انرژی

5- فقدان عزم عمومی قانونگذاری و مسئولان در این زمینه

6- فعالیتهای موازی دستگاه ها و عدم توجه به وظایف قانونی دستگاه ها

فصل هفتم

مقالات فارسی

مقاله نخست

توسعه انرژیهای تجدیدپذیر

چكیده

مقدمه

مراحل توسعه انرژیهای تجدیدپذیر

تحقیق و توسعه در انرژی

تشویق به توسعه تجاری

كمك به كشورهای در حال توسعه

اجرا نمونه انتقال فن آوری نیروگاه های برق بادی در كشور

نتیجه گیری

مقاله دوم

مروری بر دورنمای انرژی جزر و مد و امواج دریا

چكیده

1- مقدمه

2- انرژی جزر و مدی

3- انرژی امواج

فصل هشتم

ترجمه مقاله

(انرژی تجدیدپذیر)

انرژی تجدیدپذیر

نیروی جزر و مد

فیزیك جزر و مد

اثرات جاذبه و نیروی گریز از مركز

تولید برق از جزر و مد

پره های جزر و مدی

توربین های جزر و مدی

محدودیت نیروگاههای جزر و مدی

تغییرات جزر و مدی

تغییرات اكولوژی

نیروگاههای جزر و مدی در استرالیا

نیروگاههای جزر و مدی: چگونگی كار آنها

نیروگاههای جزر و مدی: تاریخچه و محل

نیروگاه جزر و مدی: طرح و مشكلات

اثرات اجتماعی

نتیجه

توسعه نیروگاههای جزر و مدی در دهانه رودخانه ها و محیطهای دریایی

انرژی جزر و مد

جزر و مد: انرژی وابسته به نیروی جاذبه

بهره بردرای از منابع

انرژی جزر و مدی از جهت اقتصادی

اثرات محیطی

نتایج

روشهای تولید برق

پیـوسـت

مقدمه
در این فصل انرژی های قابل حصول از آب دریاها و تكنولوژی استحصال از آنها به اختصار بیان می شود.
1- انرژی جزر و مد دریا
2- انرژی امواج دریا
3- انرژی حرارتی دریا
4- انرژی اختلاف غلظت نمك آب دریا

1-2- انرژی جزر ومد  دریا
در این فصل به اختصار به انرژی جزر و مد دریاها پرداخته شده است و در فصل‌های بعد جامع تر بیان خواهد شد.
جزر و مد و جریانات جزر و مدی نتیجه اثر نیروهای جاذبه اجسام آسمانی است. این نیروها سبب افزایش ارتفاع سطح آب شده كه این افزایش نیز سبب ایجاد جریانات افقی جزر و مدی می شود.
انرژی این جریانات افقی را می توان از طریق ساختن سدهایی در كنار دریاها مهار نمود. از نظر مقایسه انرژی حاصل از جزر و مد بسیار مشابه واحدهای برق- آبی است. مقدار انرژی بدست آمده از جریانات جزر و مدی بسیار قابل ملاحظه است.


1-3- انرژی امواج دریا
ویژگی های منبع
انرژی امواج دریا عبارت است از انرژی مكانیكی منتقل شده از باد كه امواجی با پریود كوتاه، آنرا بصورت انرژی پتانسیل و جنبشی در خود ذخیره می كنند.
در میان منابع متعدد انرژیهای اقیانوسی، انرژی حمل شده توسط امواج دارای بیشترین درصد انباشتگی است. بعنوان نمونه، انرژی موثر موج در حالت های عمومی، نسبت به انرژی حاصل از تابش مستقیم خورشید در شدیدترین تابش ها، از تراكم بسیار بالاتری برخوردار است. بنابراین ابزاری كه بعنوان مبدلهای انرژی امواج مورد استفاده قرار می گیرند، انرژی خود را با چگالی به مراتب بالاتر نسبت به تجهیزات انرژی خورشیدی تولید و عرضه می نمایند.
موج ها بخاطر جرم آبی كه نسبت به سطح متوسط دریا جابجا شده، انرژی پتانسیل و بخاطر سرعت ذرات آب، انرژی جنبشی با خود حمل می كنند. انرژی ذخیره شده از طریق اصطكاك و اغتشاش، و با شدتی كه بستگی به ویژگی امواج و عمق آب دارد، تلف می شود. موجهای بزرگ در آبهای عمیق انرژی خود را با كندی بسیار از دست می‌دهند، در نتیجه سیستمهای امواج بسیار پیچیده هستند و اغلب هم از بادهای محلی و هم از طوفانهایی كه روزهای قبل در دوردست اتفاق افتاده اند سرچشمه می گیرند.
امواج توسط ارتفاع، طول موج (فاصله بین قله‌های متوالی) و دوره تناوبشان (زمان بین قله های متوالی) مشخص می شوند. قدرت امواج معمولاً برحسب كیلووات بر متر بیان می شود كه نمایانگر نرخ انتقال انرژی از عرض یك خط فرضی بطول یك متر و موازی با جبهه موج می باشد.

با توجه به شكل 1-1 ملاحظه‌می‌شود كه مشخصه موج در زمان θ مشابه به آن در زمان O است. با این تفاوت كه به اندازه فاصله x= θ/y= θ(n/m) نسبت به زمان O جابجا شده است. این موج دارای حركت پیوسته‌ای در جهت x با سرعت   است. بنابراین امواج دریا دارای هر دو نوع انرژی پتانسیل و جنبشی خواهد بود.
كل انرژی یك موج برابر مجموع انرژی های پتانسیل و جنبشی آن می باشد كه در نهایت چگالی توان (در واحد سطح) برابر است با:
 
P: پریونیت توان g: شتاب جاذبه
A: واحد سطح gc: ضریب تبدیل
ρ: چگالی آب    f: فركانس موج
همانطور كه ملاحظه می شود چگالی توان با مجذور دامنه (a2) مرتبط است.
شكل 1-1- شكل موج با دامنه a و طول موج λ برای زمانهای θ و 0

شدیدترین بادهای بین عرض های جغرافیایی 40 تا 60 درجه در هر دونیمكره شمالی و جنوبی می وزند. همچنین بادهایی با سرعت كمتر در مناطق بادهای تجاری (بین عرض های جغرافیایی 30 درجه از خط استوا) بعلت نظم نسبی شان، وضعیت موجی بالقوه جذابی را ایجاد می كنند.
سواحلی كه در معرض بادهای غالب و میدان وزش طولانی هستند، احتمالاً دارای بزرگترین دانسیته انرژی موجی می باشند.
بعنوان مثال، انگلستان، سواحل غربی ایالات متحده و سواحل جنوبی نیوزیلند بطور عالی در معرض عوامل فوق بوده و از وضعیت موجی بسیار خوبی برخوردارند. شكل 1-2 دانسیته انرژی امواج را در بعضی نقاط منتخب نشان می دهد.
شكل 1-2- انرژی سالانه امواج در مناطق خاص

1-3-1- مبدل های انرژی امواج
فكر استخراج انرژی از امواج دریا در طی قرن اخیر، گاه و بیگاه نظر بعضی ها را بخود جلب كرده است. ولی كوشش جدی برای بنیانگذاری یك تكنولوژی موثر، از اواسط دهه 1970 میلادی شروع شده از آن زمان تابحال تحقیقاتی در 13 كشور جهان انجام شد و دستگاهها و ماشین آلات زیادی ساخته شده اند.
دستگاهها را براساس نوع حركت می توان دسته بندی كرد. این حركت‌ها به دسته‌های زیر تقسیم می شوند:
1- بالا و پایین رفتن 
2- بالا و پائین رفتن و غلتیدن
3- غلتیدن، نوسان كردن ستون آب
4- پس زنی
در ادامه به اختصار روش كار سه نوع از مبدل های امواج ارائه شده است:
1- طرح ستون نوسانگر آب (OWC)
2- طرح ماشین شناور موج- نیرو
3- طرح ژنراتور نوع دلفین

1- طرح ستون نوسانگر آب  (OWC)
بعنوان یكی از رضایت بخش ترین روشهای استحصال انرژی اقیانوسی، گزینه‌ای است كه در سالهای اخیر فعالیت های دامنه داری در جهت اجرا و بهینه سازی آن صورت پذیرفته است. در این روش، از تولید جریان هوای فشرده توسط حركت رفت و بازگشتی سطح موثر موج، بعنوان عامل محرك یك توربین هوای متصل به ژنراتور استفاده می شود.
هندسه عمومی در طرحهای مختلف واحدهای نیروگاهی با ستون نوسانگر آب عبارت است از محفظه ای با دو انتهای باز كه بصورت قائم در معرض امواج قرار می گیرد. سطح آزاد آب، حجم داخل استوانه را به دو ناحیه تقسیم می كند، بگونه ای كه هردو ناحیه در یك انتهای خود، دارای بازشدگی با ابعاد مشخص می باشند. وضعیت نصب سازه به شكلی است كه جهت بازشدگی تحتانی به سمت امواج قرار داشته و در نتیجه، در هنگام كار نیروگاه سطح آب داخل محفظه متأثر از تلاطم خارجی امواج، بصورت واداشته به نوسان در می آید. در اثر حركت رفت و بازگشتی سطح آب داخل محفظه، حجم ناحیه فوقانی متناوباً تغییر نموده و متأثر از آن، فشار نسبی هوای محصور در این قسمت - متناسب با  تابع تغییرات حجم مزبور- بصورت ضربانی حول مقدار فشار سطح آزاد نوسان می‌نماید. مجرای تعبیه شده در منتهی‌الیه ناحیه فوقانی، جریان تحت فشار هوای داخل محفظه را به سمت یك توربین هوا هدایت می سازد. حاصل این فرآیند، انتقال انرژی جنبشی جریان هوای مزبور به محور یك ژنراتور الكتریكی و در نتیجه تولید برق خواهد بود.
در رابطه با طرحهای نیروگاهی اجرایی نیز در كشورهایی نظیر ژاپن، انگلستان، نروژ، پرتقال و ایرلند واحدهای آزمایشی و نمونه مختلفی با ساز و كار ستون نوسانگر آب به مرحله اجرا در آمده است.
در حال حاضر هند تنها كشوری است كه برق حاصل از نیروگاه موجی خود را به شبكه برق سراسری متصل نموده و طرحهای كاربردی دیگری را در دست اجرا دارد.

2- طرح ماشین شناور موج- نیرو
همچنانكه شرح داده شد حركت از لبه موج بصورت افقی است ولی ذرات آب بصورت عمودی جابجا می شوند با استفاده از شناورها می توان این حركت عمودی را تبدیل به انرژی مكانیكی كرد یكی از طرحهای ارائه شده توسط آقای مارتین در شكل 1-3 آمده است.

شكل 1-3- طرح یك ماشین شناور موج- نیرو
یك شناور 4 گوش كه توسط 4 میله مهار شده است به سمت بالا و پائین می تواند حركت كند. این مجموعه به 4 تانك معلق در زیر آب متصل شده است و براساس قانون نیروی شناوری در سطح آب به صورت پایداری قرار می گیرد. لذا این مجموعه نسبت به سطح آب ساكن خواهد ماند و فقط شناور براساس حركت موج به سمت بالا و پائین حركت می كند. این شناور به یك پیستون متصل است كه براثر حركت، هوا را از لوله بالایی گرفته و آن را در كمپرسور فشرده می سازد و آنگاه این هوای فشرده توسط لوله هایی به تانك های خالی پایه هدایت می‌شود. بنابراین 4 تانك پایه در واقع دو منظوره هستند، شناوركردن مجموعه و مخزن هوای فشرده.
هوای فشرده در این تانكها به نوبت برای راه اندازی یكی از توربین های هوا به كار می روند كه این توربین یك ژنراتور را به حركت درآورده و انرژی الكتریكی توسط كابلهای زیردریائی به ساحل انتقال داده می شود...