بریتانیا به بررسی قدرتمندترین توربین جزر و مدی جهان برای دستیابی به انرژی پاک می‌پردازد

پژوهشگران دانشگاه پلیموث در بریتانیا بررسی‌های گسترده‌ای را پیرامون توربین جزر و مدی O2 شرکت Orbital Marine Power، قدرتمندترین توربین جزر و مدی جهان در جزایر اورکنی اسکاتلند انجام دادند تا شرایط پیچیده اقیانوسی را که توربین‌های جزر و مدی در آن کار می‌کنند، درک کنند.

نتایج این مطالعه به تیم کمک خواهد کرد تا سیستم‌های برداشت انرژی جزر و مدی آینده را در طول ساحل بریتانیا طراحی و مستقر کنند. با افزایش تقاضا برای منابع انرژی پاک‌تر، نصب‌های انرژی بادی و خورشیدی رونق زیادی یافته‌است.

با این حال، هر دو سیستم نیازمند نصب‌های گسترده هستند و در عین حال، بسیار غیرقابل پیش‌بینی‌اند. تغییرات در سرعت باد یا پوشش ابری بیش از حد در یک روز خاص می‌تواند به شدت خروجی انرژی از این تأسیسات را کاهش دهد.

در مقابل، انرژی حاصل از جزر و مد بسیار منظم و قابل پیش‌بینی‌تر است. باوجود این، اجرای سیستم‌های انرژی جزر و مدی کند بوده و با چندین چالش روبروست.

این فناوری در مرحله آزمایش قرار دارد و هزینه‌های افزایش مقیاس بالا است. راه‌حل‌های اتصال انرژی جزر و مدی به شبکه هنوز در دست توسعه است و در عین حال، کارایی در جریان‌های پر تنش هنوز ناشناخته است.

پژوهشگران دانشگاه پلیموث و تیم‌های انجمن زیست‌شناسی دریایی (MBA) و دانشگاه جزایر شمالی و هایلند‌ها (UHI) شتلند بررسی‌های گسترده‌ای پیرامون توربین جزر و مدی O2 انجام دادند تا درک ما از سیستم‌های انرژی جزر و مدی را بهبود بخشند.

توربین O2

توربین O2 اولین توربین جزر و مدی تجاری شرکت Orbital Marine Energy است که در پاییز Warness نزدیک جزایر اورکنی مستقر شده است. این ساختار با طول 242 فوت (74 متر) برخلاف توربین‌های معمولی جریان جزر و مدی، بر روی سطح آب شناور است.

در زیر سطح آب، دو روتور با قطر تیغه 65 فوت (20 متر) و قابلیت کنترل نوک 360 درجه‌ای قرار دارد تا عملیات ایمن را بدون نیاز به تغییر جهت پلتفرم با تغییر جزر و مد، تضمین کند.

با خروجی 2 مگاوات، این توربین قدرتمندترین توربین جزر و مدی جهان است. این توربین به اندازه‌ای انرژی تولید می‌کند که بتواند 2000 خانه را در بریتانیا تأمین کرده و هرسال 2200 تن دی اکسید کربن را کاهش دهد.

نتایج بررسی چه بوده‌است؟

با نمایش فناوری انرژی جزر و مدی توسط توربین O2، پژوهشگران علاقه‌مند بودند که بدانند چگونه جریان‌های جزر و مدی بیش از هشت گره (چهار متر بر ثانیه، نه مایل در ساعت) بر عملکرد دستگاه تأثیر می‌گذارد.

با استفاده از پهپادهای هوایی و قایق‌ها، پژوهشگران جریان‌های جزر و مدی پیچیده‌ای را که توربین با آن‌ها مواجه است و تأثیر حضور آن بر سایر توربین‌های جزر و مدی که در پایین دست قرار دارند، را نقشه‌برداری کردند.

پژوهشگران بینش‌هایی را در مورد محل قرارگیری بهینه توربین‌های جزر و مدی به دست آوردند که در صورت استقرار در یک آرایه برای تولید خروجی انرژی بزرگ‌تر، باید در نظر گرفته شود. این اندازه‌گیری‌های واقعی به تیم تحقیقاتی کمک کرد تا فاصله میان پیش‌بینی‌های شبیه‌سازی رایانه‌ای و مشاهدات در سایت‌های خاص را کاهش دهند.

جالب اینکه در یک مطالعه قبلی، تیم پژوهشی دریافت که بیداری توربین‌ها یک مکان غذایی مناسب برای پرندگان دریایی ایجاد می‌کند. با اجتناب از قرار دادن توربین‌ها به‌طور نزدیک در آرایه، پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند که زیرساخت‌های انرژی همچنین به حرکت موجودات دریایی اجازه خواهد داد.

شون فریزر، دانشمند ارشد در UHI شتلند، در یک خبرنامه گفت: «این مطالعه نشان‌دهنده فواید ترکیب تخصص علمی و استقرار فناوری‌های جدید است تا بتوان پیشرفت‌های مهمی در درک محیط‌های جزر و مدی پویا حاصل کرد».

او افزود: «با توسعه بیشتر زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر دریایی در منطقه هایلند و جزایر، این کار بیش از پیش برای صنایع و جوامع محلی مرتبط است».

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature Communications منتشر شده‌است.