Mitambo ya kuzalisha umeme kwa maji na mawimbi kwa sasa ni vifaa vya nishati vinavyoonyesha matumaini. Nyenzo hii itazingatia nishati ya ebbs na mtiririko: faida na hasara za mitambo ya nguvu ya mawimbi, kanuni ya uendeshaji, TPP za uendeshaji na vitu vilivyopangwa kwa ajili ya ujenzi.
Vyanzo vya nishati mbadala kwa muhtasari
Leo, vyanzo vya nishati vinavyotarajiwa vinashughulika na mawazo ya sio tu wanamazingira na wanasayansi, bali pia wafanyabiashara, wahandisi na wawekezaji. Vyanzo vya nishati mbadala (ebb na mtiririko, jua, upepo) ni vya manufaa kutokana na faida yao na tishio la chini kwa usalama wa mazingira. Mnamo 2010, vyanzo visivyo vya asili vya usambazaji wa nishati vilichangia karibu 5% ya jumla inayotumiwa na wanadamu. Takriban 2% (ya thamani ya kimataifa) ilitolewa na mitambo ya kuzalisha umeme kwa mawimbi.
Jinsi mitambo ya mawimbi ya umeme inavyofanya kazi
Ebb na mtiririko wa nishati huwavutia wanadamu kimsingi kwa ajili yakekutokuwa na mwisho. Majaribio ya kwanza ya kuitumia kwa manufaa yamefanywa tangu karne ya kumi, wakati walianza kuunda mabwawa madogo na hifadhi ya maji, na baadaye mills ya nafaka. Vielelezo sawa vya mitambo ya kisasa ya kufua umeme wa mawimbi bado vinatumika katika uchumi wa taifa.
Kwa ugunduzi wa umeme, "mitambo ya nguvu" ya mitambo ilibadilishwa na inayojulikana zaidi kwa mwanadamu wa kisasa. Leo, nishati ya mawimbi ya bahari huzunguka blade za turbine kubwa, ikibadilishwa kuwa nishati ya umeme. Kwa hivyo, kanuni hiyo hiyo inatumika kama karne kadhaa zilizopita, ilibadilishwa kidogo tu ili kuendana na hali ya kisasa na mahitaji yaliyoongezeka.
Ebb na matatizo ya mtiririko wa nishati
Kujenga mitambo ya kufua umeme wa mawimbi ni kazi ya gharama kubwa sana. Kwa kuongeza, kutoka kwa mtazamo wa kifedha, ujenzi wa TPP kubwa ni ya manufaa, ambayo haifai kabisa kwa mikoa ya mbali au yenye wakazi wachache. Masuala mengine ni pamoja na:
- nguvu inayobadilika-badilika ya mtambo wa kufua umeme, kutokana na mabadiliko ya urefu wa mawimbi (na nishati ya mawimbi pia hubadilika) kila baada ya wiki mbili;
-
tofauti kati ya muda wa kawaida wa siku ya jua na wakati wa kutokea kwa mawimbi;
- kuhama kati ya muda bora zaidi wa kuzalisha nishati na matumizi;
- katika baadhi ya matukio vyanzo vya ziada vya nguvu vinahitajika karibu na kituo cha kuzalisha umeme.
Pia ipomaoni kwamba operesheni hai ya mitambo ya nguvu ya mawimbi itasababisha shida za mazingira ambazo hazikujulikana hapo awali kwa wanadamu - kupungua kwa mzunguko wa Dunia. Mwisho haujathibitishwa na vyanzo vyenye mamlaka katika duru za kisayansi. Uendeshaji wa idadi kubwa ya TPPs utaongeza urefu wa siku kwa kiasi mara tisa chini ya nishati ya mawimbi (natural tidal drag).
Faida za kujenga mitambo ya kuzalisha umeme kwa wingi
Kutokana na majanga na ajali ambazo hutokea mara chache sana kwenye vinu vya nishati ya nyuklia, lakini zikiacha kumbukumbu zenyewe kwa muda mrefu, vyanzo vya nishati mbadala vinaonekana kama njia mbadala salama. Ingawa kuna changamoto nyingi katika kujenga mitambo ya kuzalisha umeme kwa njia ya mawimbi, pia kuna faida nyingi:
- Uendelevu. Kwa upande wa PES, uwezekano wa maafa yanayosababishwa na mwanadamu na uchafuzi unaofuata wa maeneo makubwa hupunguzwa hadi karibu sifuri. Pia hakuna uchafu unaodhuru angani kutokana na mwako wa mafuta.
- Kutegemewa. Mitambo ya kuzalisha umeme kwa njia ya mawimbi hufanya kazi kwa uthabiti katika hali ya kawaida na katika upakiaji wa kilele.
- Gharama ya chini ya nishati. Ikilinganishwa na aina nyingine za mitambo ya kuzalisha umeme, PES ina gharama ya chini ya nishati, ambayo ilithibitishwa na matokeo halisi ya uendeshaji.
- Ufanisi wa hali ya juu. Ufanisi wa kubadilisha nishati asilia kuwa nishati inayoweza kutumika hufikia 80%, wakati mitambo ya upepo hutoa hadi 30% ufanisi, na nishati ya jua.- kwa wastani 5-15%, lakini katika baadhi ya matukio iliwezekana kurekebisha ufanisi wa 35%.
La Rance: Kiwanda cha kwanza cha nguvu za maji
Njia marejeleo ya uenezaji wa mitambo ya kufua umeme wa mawimbi ilikuwa 1967, wakati La Rance, TPP ya kwanza iliyoko Ufaransa, katika eneo la kihistoria la Brittany, ilipoanzishwa. Matumizi ya nishati ya mawimbi hapa yalitokana na mawimbi makubwa, kufikia mita kumi na tatu na nusu na urefu wa kawaida wa mita nane.
Uwezo wa TPS ya La Rance ni MW 240, na gharama ya uniti moja ya nishati (kWh) ni mara moja na nusu chini kuliko kawaida kwa mitambo ya kuzalisha umeme ya Ufaransa. Bwawa la mmea wa nguvu hufanya sio tu kazi za kuhakikisha uendeshaji usioingiliwa wa kituo cha nishati, lakini pia ni daraja ambalo barabara hupita, kuunganisha miji ya Dinard na St. Aidha, "La Rance" ni kivutio maarufu cha watalii ambacho huvutia hadi wasafiri laki mbili hadi Ufaransa.
PES nchini Korea Kusini: mtambo wenye nguvu zaidi
Sikhvinskaya TPP ni kituo kingine bora cha nishati mbadala, ambacho kinapatikana kwenye pwani ya kaskazini-magharibi ya Korea Kusini katika ghuba ya bandia. Kiwanda cha kuzalisha umeme kilianza kufanya kazi mwaka wa 2011 na haraka kusukuma TPP ya kwanza duniani hadi nafasi ya pili kwa uwezo wake.
Moja kwa moja, ujenzi wa kituo cha kuzalisha umeme ulitanguliwa na hitaji la kuundahifadhi ya maji safi. Baadaye, ubora wa maji ulianza kuzorota, na mwaka wa 1997 (baada ya kuthibitisha hunches na kuendeleza ufumbuzi na taasisi ya utafiti wa baharini), iliamuliwa kufanya shimo kwenye bwawa. Hii ilifanya iwezekane kutumia nishati ya ebbs na mtiririko. Ujenzi wa TPP ulianza mwaka 2003 na ulipangwa kuanza mwaka 2009. Kutokana na ucheleweshaji wa ujenzi, kituo hicho kilizinduliwa mwaka 2011.
Mitambo ya kuzalisha umeme kwenye mawimbi kwingineko duniani
Ebb na nchi za mtiririko sio Ufaransa inayoendelea na Korea Kusini iliyoendelea kiteknolojia pekee. Mitambo ya kuzalisha umeme ya mawimbi inaendeshwa katika:
- UK;
- Norway;
- Canada;
- Uchina;
- India;
- Marekani ya Amerika.
Baadhi ya majimbo zaidi yanapanga kujenga majengo kama haya.
Mitambo ya kuzalisha umeme kwenye mawimbi nchini Urusi
Nchini Urusi, nishati ya mawimbi imetumika tangu 1968 kama sehemu ya operesheni ya TPP ya majaribio kwenye Kisla Guba katika Bahari ya Barents (pichani). Wakati wa nyakati za Soviet, miradi ilitengenezwa kwa ajili ya ujenzi wa mitambo mingine mitatu ya nguvu ya mawimbi (moja katika Bahari Nyeupe na mbili katika Bahari ya Okhotsk). Hakuna kinachojulikana kuhusu hali ya sasa ya vifaa vyote viwili, wakati TPP ya Mezen, ambayo inaundwa katika eneo la Arkhangelsk, ina nafasi ya kuwa kituo cha nguvu zaidi cha nguvu duniani. Pia katika hatua ya usanifu ni TPP ya Kaskazini kwenye Peninsula ya Kola.
Mipango ya matumizi ya baadaye
Ebb na mtiririko wa nishati unatambuliwa na jumuiya ya ulimwengu kama chanzo cha kutegemewa, hivyo kwamba miradi kadhaa ya TPP inaendelezwa kikamilifu katika nchi mbalimbali za dunia. Kwa hivyo, katika siku za usoni imepangwa kujenga mitambo ya nguvu ya mawimbi huko Korea Kusini, Scotland, jimbo la India la Gujarat, New York na jiji la Swansea nchini Uingereza. Matumizi ya busara ya rasilimali kama hiyo yatapunguza kwa kiasi kikubwa sehemu ya nishati inayopatikana kwa njia ya kitamaduni, kuelekea suluhisho la kirafiki, la kutegemewa na salama zaidi kwa mazingira.
