قدرت جذر و مد

0
7548

نیروگاه جذرو مد سیوا (Sihwa) به عنوان بخشی از پیشبرد کره در جهت افزایش سهم انرژی قابل تجدید در مصارف سوختی این کشور راه‌اندازی شد.
با تولید mw260 سیوا بعنوان بزرگترین نیروگاه قدرت در نوع خودش در جهان خواهد بود و برای منطقه دریاچه سیوا مزایای زیست‌محیطی زیادی به ارمغان خواهد آورد.
اقیانوسها، ذخایر بالقوه عظیم انرژی مجانی و سازگار با محیط‌زیست هستند که می‌توان برای تامین تقاضای انرژی آنها را مهار کرد. اقیانوسها ۹۷ درصد از منابع آبی را شامل می‌شوند و بیش از ۷۰ درصد سطح کره زمین را می‌پوشانند. جذر و مدها توسط چرخش زمین داخل میدان جاذبه ماه و خورشید تولید می‌شوند. حرکتی که در اثر جاذبه بین این سیارات وجود دارد سبب بالا و پایین رفتن پریودیک سطح آب اقیانوسها می‌شوند. در بیشتر سواحل، جذر و مدها دوبار در روز رفت و برگشت دارند و توسط نیروگاه جذر و مد می‌توان انرژی این حرکت را گرفت. یک نیروگاه جذر و مد می‌تواند بر روی یک دلتا، دهانه ورودی رودخانه به دریا و یا ساحل گسترانده شود، اما بروی دهانه ورودی رودخانه به دریا این انرژی راحت‌تر مهار می‌شود.
بهترین محل‌ها برای نیروگاههای جذرومد، جایی با بیشترین دسترسی به جذر و مدهاست و همچنین دهانه باریک رودخانه به دریا، سدهایی که برای این منظور ساخته می‌شوند می‌تواند حفاظی در مقابل طغیانهای ساحلی بوجود آورد و به عنوان سدهایی در مقابل یورش موج‌های بلند عمل کنند. علی‌الخصوص در محل‌های بزرگ، حضور راهی بروی سد، مزایای عمده‌ای بدنبال دارد.
بیشترین مزایای قابل توجه در نیروگاه جذرو مد این است که آنها آلودگی زیست‌محیطی بدنبال ندارند. همانند دیگر ذخایر قابل تجدید انرژی، انرژی جذرو مد جایگزین سوخت فسیلی شده و CO2 را در اتمسفر کاهش می‌دهد.

مزایا و قیمتها:
در حالی که نیروگاههای هیدروالکتریک در ساعت‌های مقرر به کار گرفته می شوند، نیروگاههای جذر و مد تنها در ساعت‌های خاصی از روز می‌توانند الکتریسیته تولید‌کننده، با مقادیر آب و جذر و مد کافی و فراهم شده.
قیمت سیستمهای جذرو مد بسته به خصوصیات زیست‌محیطی و جغرافیایی و زمین‌شناسی محل تغییر می‌کند. طبق مطالعات بعمل آمده هزینه‌های گزاف و زمان‌های درازمدتی که صرف ساخت می‌شود، از به اجرا درآمدن طرح‌های عظیم در این زمینه جلوگیری می‌کند. تنها نیروگاههای جذر و مد عظیم که مقدار سرمایه‌‌گذاری کلانی را می‌طلبند، اقتصادی خواهند بود. از عوامل عمده تاثیرگذاری بر روی هزینه‌ها درمحل نیروگاه می‌توان اندازه سدهای مورد نیاز و اختلاف ارتفاع سطح جذر و مد ها را نام برد. هرچند هزینه‌های ابتدایی یک نیروگاه جذر ومد در مقایسه با دیگر انواع نیروگاهها نسبتاً بالاست، اما مزایایی شامل هزینه‌های عملیاتی و نگهداری پایین دارند باتوجه به اینکه هیچ سوختی مورد نیاز نیست.
عوامل تاثیرگذار در هزینه‌های مورد نیاز در محل نیروگاه جذر و مد شامل اندازه سدهای مورد نیاز و تفاوت ارتفاع بین جذرو مدهاست.
تولید قدرت جذرو مد مزایای اضافی دیگر هم دارد شامل حمل و نقل پیشرفته علاوه بر پلهای ریلی بر روی دهانه‌های ورودی رودخانه به دریا و کاهش گازهای گلخانه‌ای توسط جایگزینی توان حاصله پاک به جای سوختهای فسیلی
پروژه‌ای که در این زمینه بتواند این مزایا را نشان دهد، نیروگاه جذرو مد سیوا است که توسط مهندس دوو (Daewoo) ساخته شده و بر روی سیوا در کره جنوبی بنا شده است. این پروژه ۲۵۰ میلیون دلاری و mw260 مگاواتی در کشور، در نوع خودش اولین محسوب می‌شود و انتظار می‌رود در جهت بهبود کیفیت آب دریاچه سیوا هم نقش خود را بخوبی ایفا کند.
دیگر مزایایی که این پروژه برای کره به همراه خواهد آورد شامل اکوسیستم وکیفیت آب قابل استرداد دریاچه سیوا، فعال‌سازی اقتصادی محلی، علاوه بر جاذبه‌های توریستی، کاهش واردات مواد نفتی خام و کاهش در آلودگی زیستی است.

جدول ۱- اطلاعات فنی سیوا
خروجی هر واحد (Mw/MwA) 26076/26
اندازه سر امواج (m) 5082
سرعت (r/min) 6403
قطر پایه (m) 705
فعالیت‌های قابل تجدید و جایگزین مورد نظر
توسعه صنعتی کره که در سالهای ۱۹۷۰ شروع شد، تمرکز بر روی تقویت انرژی و صنایع شیمیایی، شامل فولاد، کشتی‌سازی و سیمان است. کره به واردات انرژی بیش از حد وابسته است و سعی در تهیه و تدارک مطمئنی برای خود ازجای دیگر، برای مثال گاز از روسیه است. همچنین با این پروژه از توسعه و امتیاز خوبی در جهت عرضه انرژی قابل بازیابی برخوردار می‌شود.
هر واحد دارای ظرفیت ۲۶ مگاوات، قطر پایه ۵/۷ متر، سرعت ۲۹۰/۶۴ و حداقل ارتفاع مجاز ۸۲/۵ عمل می‌کند.
کره چهارمین واردکننده بزرگ مواد نفتی است و برای متنوع کردن منابع انرژی خود تامین تقاضای بالا انرژی، و برنامه‌های کاهش انتشار گاز گلخانه‌ای تلاش می‌کند. کره برای منابع انرژی دیگر خود برنامه‌ریزی می‌کند و قصد افزایش سهم انرژی‌های دیگر را در ترکیب سوختی‌اش از ۴/۱ درصد به ۵ درصد تا سال ۲۰۱۱ دارد. کره روزانه ۵/۲ میلیون بشکه نفت وارد می‌کند که نمایانگر مقدار کمی از نیازش است. هدف اصلی این کشور پروژه‌های باد و خورشیدی جهت استفاده بیشتر از انرژیهای قابل تجدید است. علاوه براین کره در حال تست کردن پتانسیل پروژه‌های جذر و مد در سواحلش است.
کره که در سال ۲۰۰۲ پیمان کیوتو را به تصویب رسانده به دنبال کشف راههای انجام پروژه‌های AIJ (فعالیت‌های اجرایی مشترک یا عام‌المنفعه) و CDM (مکانیزم توسعه پاک) است.
شرکت منابع آبی کره، کواکو (Kowaco) دارای نفوذی در سیستم آبی در کره است. کواکو ملزم به ایفای نقشش در جهت بهبود کیفیت زندگی مردم کره و حمایت از توسعه اقتصاد ملی است.

دریاچه سیوا:
دریاچه سیوا در نیمه غربی شبه جزیره کره در ایالات جیونگی (Gyeonggi) واقع شده است دریای غربی را توسط سد تا فاصله ۴km از شهر سیونگ (Siheung) مرزبندی کرده است. این دریاچه در سال ۱۹۹۴ برای تامین آب کشاورزی منطقه و برای توسعه زمینهای کشاورزی، صنعتی نزدیک شهرها و تامین آب آبیاری آنها توسط ساخت یک سد، بنا شد. در کنار ساخت دریاچه‌ای با وسعت ۵/۵۶km (یکی از بزرگترین دریاچه‌های دارای جزرو مد در کره) زمینی به مساحت ۱۷۳ کیلومتر مربع و ۳۳۰ میلیون متر مربع ارزش پیدا کرد.
در صورت قطع جریان‌های جذرو مد و با توجه با افزایش سریع جمعیت و بارهای بیهوده‌ صنعتی از کارخانه‌ای اطراف،‌کیفیت آب دریاچه سیوا سالها پس از ساخت سد بدتر می‌شد. نسبت آ‌ب‌های آلوده به آبهای تمیز و پخش پساب از کارخانه‌های اطراف هم در حال افزایش است.
در حالی که آلودگی در وضعیت وخیمی بسر می‌برد و به راه حل فوری نیاز دارد. به دلیل تغییرات سریع زیست‌محیطی و پایین‌ آمدن کیفیت آب در دریاچه سیوا، راهی به جز باز کردن دریاچه نماند. سد بر روی شارش ورودی به دریاچه گشوده خواهد شد و نیروگاه جذرو مد برای انرژی این جذر و مدها ساخته خواهد شد.

طراحی نیروگاه:
نیروگاه جذر و مد مانند یک سیستم تولید شارش سیلابی طراحی شده است. سیستم‌های تولید شاره توان را از آمد ورفت امواج از دریا به آبگیر (پشت سد) تولیدمی‌کنند. هنگام مد شارش آب به داخل توربین‌ها تولید الکتریسیته می‌کند دریچه‌های جداگانه‌ای که در کنار توربین‌ها تعبیه شده‌اند هنگام حالت برگشت باز می‌شوند.
هنگام جذر، دریچه‌ها بالا می‌روند و آب خارج می‌شود. در حالت افول و برگشت آب انرژی تولید نمی‌شود.
پروژه‌ نیروگاه سیوا در نوع خودش در کره اولین است. چنین برنامه‌ریزی شده است که سد ساخته شده برای گردش و تبادل آب بین دریاچه و دریا آب باز شود. این نیروگاه،‌وضعیت دریاچه را با جابجایی سالانه ۶۰ بیلیون تن از آب دریا بهبود بخشید. نیروگاه سیوا از ورود امواج هنگام مد، توان تولید می کند از اختلاف سطوح بین آب دریا و دریاچه مصنوعی سود می‌برد. کواکو به عنوان صاحب امتیاز پروژه نیروگاه را به مجموع خروجی ۲۶۰mw و تولیدتوان سالانه ۵۴۳ گیگاولت ساعت به اجرا درخواهد آورد.
نیروگاه سیوا شامل موتورخانه‌هایی برای ۱۰ توربین نوع لامپ الکتریک در ژنراتورها، دریچه‌ها و دیگر تجهیزات را شامل می‌شود. هر واحد ظرفیت mw26 دارد. ضخامت پایه ۵/۷ متر سرعت ۲۹/۶۴ ولت بر دقیقه و در اندازه مشخص ۸۲۰۰۰/۵ به کار انداخته می‌شوند عمل تخلیه آبگیر توسط هشت دریچه جدید و وجود دریچه‌های اضافی انجام خواهد شد.
هزینه کلی پروژه حدود ۲۵۰ میلیون دلار خواهد بود.

پیشنهادات رقابتی
پروژه، پروژه مناقصه بومی سنگین و پردرآمدی توسط شرکتهای مهندسی داخلی به عنوان شرکت‌های راهنما و تهیه‌کننده‌ها و شرکتهای مهندسی به عنوان پیمانکاران جزء بود. مسوولیت گروه‌ها مانند درخت برای پروژه تعریف شده بود. راهنماهای این گروه شرکت‌های داخلی کره‌ای متعهد، با تهیه‌کننده‌های تجهیزات وشرکت‌های مهندسی بودند تجمع شرکت‌های ساختمانی دوو (Daewoo) با مهندسی دوو و شرکت ساختمانی به عنوان راهنما در پروژه شریک شدند و توسط شرکت مشاوره مهندسی سامان (Sam-An) در مناقصه برنده شده و کواکو قرارداد را اعطا کرد. کواکو از بین شرکت‌کنندگان در مناقصه بر طبق معیارهای: قیمت (۳۰%)، تخصص فنی(۴۵%)، و مراجع (۲۵%) شرکت مورد نظر را انتخاب کرد. دوو به عنوان شرکت‌کننده برگزیده اعلام و موظف شد طرح‌های خود را با جزییات کامل قبل از اعطای پروژه به او آماده کند. در مناقصه دوو قیمت بالاتری را نسبت به رقیب خود هیوندا (Hyundai) ارایه کرد.
Va Tech Hydro به عنوان پیمانکار جزء دوو برای تهیه تجهیزات معین و خدمات با توجه به بخش‌های الکترومکانیکی مسوول خواهد بود.
Va Tech Hydro به عنوان تهیه‌کننده فنی پروژه نیروگاه سیوا عمل خواهد کرد و طراحی‌های جزیی برای تجهیزات توربین و ژنراتور ارایه خواهد داد.
علاوه بر این شرکت تمام تجهیزات اصلی برای توربین‌ها و ژنراتورها را تغذیه خواهد کرد. درحالی که دوو تجهیزات بدون هسته را تهیه خواهد کرد. تعهد Va Tech Hydro شامل محرک‌های توربین درزگیری محور توربین، جهت‌ها و هدهای روغن، دریچه‌ها، هسته‌های استاتور و سیم‌پیچی‌ها و قطب‌های رتور، جهت‌های ترکیبی، تحریک، مقره‌ها و سیستم scada است. راه‌اندازی تجهیزات الکترومکانیکی در اوایل سال ۲۰۰۷ جزء اولین تعهدات است. مراحل نصب نیروگاه جذرو مد به حالت پیوسته‌ای به انجام خواهد رسید. و چون محل کافی برای نگهداری وجود ندارد بخش‌های الکترومکانیکی و تجهیزات باید به موقع تحویل داه شده باشد.
بعلاوه Va Tech Hydro یک سری خدمات وسیعی ارایه خواهد داد. شامل نظارت بر ساخت بخش‌هایی که باید به دوو تحویل داده شود. نظارت بر قبل از نصب و بعد از نصب، نظارت بر انجام و ارایه سری آموزشی برای کارگذاری.
ارزش این قرارداد برای Va Tech Hydro تقریباً ۷۵ میلیون یورو (۹۳ میلیون دلار) است..
علاوه بر دلایل جانبی و فوریت بی‌نهایت پروژه نیروگاه جزرو مد سیوا، برنامه‌ریزی شده تا برای سال ۲۰۰۹ کامل شده باشد.
تیم پروژه یک تیم از متخصصان دوو،‌مهندسی سامان و Va Tech Hydro مسائل اقتصادی را محاسبه کردند و نهایتاً با امضاء اسناد قرارداد به نتیجه رسیدند.
نیروگاه سیوا باب جدیدی را در توسعه انرژی قابل تجدید محلی در کره جنوبی گشوده است. این نیروگاه واردات نفت را تقریباً ۸۶۰۰۰۰ بشکه (۴۳ میلیون دلار) کاهش خواهد داد. به همان خوبی سهمش را با ادامه گردش آب دریاچه در ارتقاء کیفیت آب را به ارمغان خواهد آورد.
اگر در مورد دریاچه سیوا طبق برنامه ریزی پیش برویم، کیفیت زندگی مردم کره بهبود خواهد یافت و توسعه اقتصاد ملی آنها تامین می‌شود با این اعطاء (پاداش) Va Tech Hydro در محقق کردن بزرگترین نیروگاه جذرو مد دنیا موقعیت مهمی را به دست خواهد آورد. VTH قصد دارد برای شرکت در پیشبرد ساخت نیروگاه‌های آبی بزرگ تلاش کندو درگیر پروژه‌های مشابه شود برای چندین پروژه هنگفت در سواحل غربی شبکه جزیره کره و محل‌‌های مورد نظر تحقیقاتی به عمل آمده است که برای توسعه قدرت جذرو مد هدف‌گذاری شده‌اند.

قدرت جذرومد: گذشته، حال، آینده
نیروگاه‌های جذرومد در اوایل دهه ۱۹۹۰ به وجود آمدند در آن زمان تنها یک مسیر جذرو مد مورد استفاده بود. ماشین‌های جذرومد در قرن ۱۸ میلادی ساخته شده است. وقتی با ماشین‌های باد و چرخ‌های آبی رقابت شدیدی داشتند. ماشین‌های جذرومدی با ورود موتورهای بخار ارزان از صحنه بیرون رفته است. تعداد کمی درنواحی دوردست باقی ماندند. مهمترین آنها عبارتند از: لورانوس LARANCE) اولین و بزرگترین نیروگاه با کارایی mv240 برای تولید اقتصادی بروی دهانه ورودی در شمال غربی فرانسه بین سالهای ۱۹۶۱-۱۹۶۷ ساخته شد. یک سد ۷۵ متری (شامل دریچه‌ها، موتورخانه‌ها، سد متحرک و خاکریز) به یک آبگیر ۱۷ کیلومتر مربع را محصور کرد. نیروگاه جذر و مد ۲۴ توربین کاپلان نوع لامپ الکتریک (bulb-type Kaplan turbines) با ظرفیت نامی mv10 برای هر کدام دارد.
آناپولیس (Anapolis) دومین نیروگاه جزرومد اقتصادی که در نیم کره غربی به کار گرفته شد. یک نیروگاه mv18 در آناپولیس رویال در ساحل نواسکاتیا (Nova scatia) در بای فاندی در کانادا (Bay of fundy) است که در سال ۱۹۸۴ ساخته شد. این پروژه ازیک سد کنترل شاری با یک توربین استافلو (Straflo) با ضخامت ۵/۷ متر استفاده می‌کند.
جاهای دیگر: بقیه نیروگاه‌ها شامل واحد آزمایشی ۴۰۰kw د رکیسلایا (kislaya Guna) ساخته شده ۱۹۶۸ در روسیه بر روی دریایی برنت (Barents) و ایستگاه ۳٫۴mw جیانکسیا (jianxia) در چین که بین سالهای ۱۹۸۰ و ۱۹۸۶ ساخته شده است.
از لحاظ فنی، در اروپا منابع جذر و مدی فراوانی در بریتانیای کبیر در دسترس است. محلی در دهانه سورن در نوب غربی انگلستان، توانایی بالقوه GW8 را دارا است و در چندین زمینه مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین پتانسیل زیادی در جنوب فرانسه موجود است. در شبه جزیره کوتنیتن (Cotentin) در نورماندی (Normandy) محل‌های دیگری که همه این پتانسیل را دارند وجود دارند، در آرژانتین، شیلی،‌استرالیا، کانادا، چین، هند، کره، روسیه با محدوده جزرومدی بین ۵/۴ و ۵/۱۱ متر تعدادی از این محلها از مرکز تقاضا دور هستند. بنابراین هر چند منابع قابل توجه با قیمت تجهیزات معقولی ارایه می‌دهند، هم‌اکنون سهم توسعه ناچیزی در حال برایمان بعهده خواهند داشت.

ترجمه از مهندس محسن فدایی‌نژاد
برگرفته از ماهنامه بین‌المللی مهندسی قدرت

دیدگاه خود را بیان کنید

لطفا پیام خود را وارد نمایید
لطفا نام خود را در این قسمت وارد نمایید