Nishati ya mawimbi au nishati ya mawimbi

Nishati ya mawimbi au inayojulikana zaidi kama kisayansi ni nguvu inayotokana na kutumia mawimbi, ambayo ni, tofauti katika urefu wa wastani wa bahari kulingana na nafasi ya jamaa ya Dunia na Mwezi na hiyo hutokana na mvuto wa mvuto wa mwisho na Jua kwenye umati wa maji wa bahari.

Kwa neno hili tunaweza kusema kwamba mwendo wa maji, iliyotengenezwa na mvuto wa Mwezi mara mbili kwa siku, inawezekana kuitumia kama chanzo cha nishati.

Harakati hii lina kupanda kwa usawa wa bahari, ambayo katika maeneo mengine inaweza kuwa kubwa.

Mwezi unapoteza nguvu, polepole sana, na unazalisha nguvu za mawimbi, ambayo kwa sababu yake iko katika tofauti kubwa na kubwa zaidi kutoka kwa dunia.

Utaftaji wastani wa nishati katika mfumo wa nguvu za mawimbi ni karibu 3,10¹² Watts, au karibu mara 100.000 chini ya wastani wa jua iliyopokelewa duniani.

Nguvu za mawimbi sio tu zinaathiri bahari, na kuunda mawimbi ya bahari, lakini wao pia huathiri viumbe hai, kuzalisha matukio tata ya kibaolojia ambayo ni sehemu ya asili ya asili.

Wimbi lililozalishwa na Mwezi katika bahari ni chini ya mita moja juu, lakini katika maeneo hayo ambayo usanidi wa ardhi huongeza athari za wimbi, mabadiliko ya kiwango kikubwa zaidi yanaweza kutokea.

Hii hufanyika katika idadi ndogo ya maeneo ya kina kifupi, yaliyoko kwenye rafu ya bara na ni maeneo haya ambayo yanaweza kutumiwa na mwanadamu kupata nishati kupitia nishati ya mawimbi.

Matumizi ya nishati ya mawimbi

Kinyume na kile mtu anaweza kufikiria juu ya nishati ya mawimbi, imekuwa ikitumika tangu zamani, katika Misri ya zamani ilitumika na huko Uropa ilianza kutumiwa katika karne ya XNUMX.

Mnamo 1580, magurudumu 4 ya hydraulic yanayoweza kurekebishwa yaliwekwa chini ya matao ya Daraja la London ili kusukuma maji., ambayo iliendelea kufanya kazi hadi 1824, na hadi Vita vya Kidunia vya pili, viwanda vingi vilikuwa vikifanya kazi huko Uropa, ambavyo vilitumia nguvu ya mawimbi.

Mmoja wa wa mwisho aliacha kufanya kazi huko Devon, Uingereza, mnamo 1956.

Walakini, tangu 1945 kumekuwa na hamu ndogo kwa nguvu ndogo ya mawimbi.

Matumizi ya nishati ya mawimbi

Matumizi ya nishati ya mawimbi kwa kanuni ni rahisi na ni sana sawa na ile ya umeme wa umeme.

Ingawa kuna taratibu anuwai, rahisi zaidi ina bwawa, na milango na mitambo ya majimaji, iliyoko kufunga kijito  (kinywa, baharini, ya mto mpana na wa kina, na hubadilishana na maji haya ya chumvi na maji safi, kwa sababu ya mawimbi. Mdomo wa kijito huundwa na mkono mmoja mpana katika sura ya faneli iliyopanuliwa), ambapo mawimbi yana umuhimu fulani wa urefu.

Ili kuchambua kazi ya mfumo inaweza kuonekana kwenye picha mbili zifuatazo.

Operesheni ni rahisi sana na ina:

• Wakati wimbi linaongezeka, inasemekana kwamba wimbi kubwa (hali ya juu au urefu wa juu uliofikiwa na wimbi), kwa wakati huu milango inafunguliwa na maji huanza turbine ambayo hupata kijito.
• Wakati wimbi kubwa linapita na malipo ya kutosha ya maji yamejengwa, malango yanafungwa kuzuia maji kurudi baharini.
• Mwishowe, wakati wimbi la chini (hali ya chini kabisa au urefu wa chini uliofikiwa na wimbi), maji hutolewa kupitia mitambo.

Mchakato mzima wa kuingia ndani ya maji ndani ya kijito pamoja na kutoka, turbines huendesha jenereta zinazozalisha nishati ya umeme.

Mitambo inayotumika lazima ibadilishwe ili zifanye kazi kwa usahihi wakati wote maji yanapoingia kwenye kijito au ghuba na vile vile wakati wa kutoka.

Usambazaji wa mawimbi ulimwenguni

Kama nilivyosema hapo awali mawimbi yanakuzwa na usanidi wa bahari katika maeneo fulani maalum, ambapo ingewezekana kutumia mawimbi kama chanzo cha nishati, ambayo ndio inayotupendeza.

Maeneo maarufu zaidi ya kufanya hivi ni:

• Huko Uropa, katika bandari ya La Ranee huko Ufaransa, huko Kislaya Guba nchini Urusi, katika kijito cha Severn nchini Uingereza. Tovuti hizi zote zina mawimbi makubwa sana, na kuongezeka kwa kila siku na kushuka kwa mita 11 hadi 16.
• Tukienda Amerika Kusini tunaona kuwa kuna mawimbi ya zaidi ya mita 4 kando mwa pwani za Chile na mkoa wa kusini wa Argentina. Wimbi linafikia mita 14 huko Puerto Gallegos (Argentina). Pia kuna tovuti zinazofaa karibu na Belern na Sao Luiz, Brazil.
• Huko Amerika ya Kaskazini, huko Baja California, Mexico, na mawimbi ya hadi mita 10, imetajwa kama eneo linalowezekana kwa matumizi ya nishati ya mawimbi. Kwa kuongezea, huko Canada, katika Bay of Fundy, kuna mawimbi ya zaidi ya mita 11 pia.
• Huko Asia, mawimbi makubwa yamerekodiwa katika Bahari ya Arabia, Ghuba ya Bengal, Bahari ya Kusini ya China, kando ya pwani ya Korea na katika Bahari ya Okhotsk.
• Walakini huko Rangoon, Burma, mawimbi hufikia urefu wa mita 5,8. Katika Amoy (Szeming, China), mawimbi ya mita 4,72 hufanyika. Urefu wa mawimbi huko Jinsen, Korea, unazidi mita 8,77 na huko Bombay, India, mawimbi hufikia mita 3,65.
• Huko Australia, kiwango cha mawimbi ni mita 5,18 huko Port Hedland na mita 5,12 huko Port Darwin.
• Mwishowe, barani Afrika hakuna tovuti nzuri, labda mitambo ya nguvu ndogo inaweza kujengwa kusini mwa Dakar, Madagaska na Visiwa vya Comoro.

Ulimwenguni kote, kuna maeneo kama 100 yanayofaa kwa ujenzi wa mradi kubwa, ingawa kuna zingine nyingi ambapo miradi midogo inaweza kujengwa.

Zingeweza hata kutumika, kwa uzalishaji wa umeme, mawimbi chini ya mita 3, ingawa faida yake itakuwa chini sana.

Hata hivyo, ufungaji wa kituo cha umeme wa mawimbi (kuwa na ufanisi) inawezekana tu katika maeneo yenye tofauti ya angalau mita 5 kati ya mawimbi ya juu na ya chini.

Kuna vidokezo vichache kwenye ulimwengu ambapo jambo hili linatokea. Hizi ndizo kuu:

Kwa jumla, inaweza kuwekwa kwa utengenezaji wa umeme, katika tovuti kuu za ulimwengu kuhusu 13.000 MW, takwimu sawa na 1% ya uwezo wa umeme duniani.

Nishati ya mawimbi nchini Uhispania

Nchini Uhispania utafiti wa nishati hii unafanywa haswa na Taasisi ya majimaji ya Chuo Kikuu cha Cantabria, ambayo ina tank kubwa la jaribio kubwa la utafiti na majaribio ya kile kinachojulikana kama Bonde la Pwani la Cantabrian na Bonde la Bahari (uhandisi wa baharini).

Tangi lililotajwa hapo juu lina urefu wa mita 44 na mita 30, na hivyo kuweza kuiga mawimbi ya hadi mita 20 na upepo wa kilomita 150 / h.

Kwa upande mwingine, hatuachwi nyuma, kwani mnamo 2011 the mmea wa kwanza wa mawimbi ulio katika Motrico (Guipuzkoa).

Kitengo cha kudhibiti kina Mitambo 16 yenye uwezo wa kuzalisha kWh 600.000 kwa mwaka, Hiyo ni kusema, ni nini watu 600 hutumia kwa wastani.

Kwa kuongeza, shukrani kwa hii kuu mamia ya tani za CO2 hazitaenda angani kila mwaka, inakadiriwa kuwa ina athari sawa ya utakaso ambayo inaweza kusababisha a msitu wa karibu hekta 80.

Mradi huu ulikuwa na uwekezaji wa jumla ya euro milioni 6,7, ambayo karibu 2,3 ilikuwa ya mmea na salio kwa kazi ya kizimbani.

Mitambo, ambayo kila moja hutengeneza karibu 18,5 KWh, imegawanywa katika vikundi vya 4 na iko kwenye chumba cha mashine, juu ya jetty.

Kwa kuongezea, eneo ambalo linawahifadhi liko katika moja ya sehemu za katikati za kuzunguka kwa ziwa na urefu wa wastani wa maji wa mita 7 na urefu wa mita 100 hivi.

Faida na hasara za nishati ya mawimbi

Nishati ya mawimbi ina mengi faida na zingine ni:

• Ni chanzo kisichoisha cha nishati na mbadala.
• Hii kusambazwa juu ya maeneo makubwa ya sayari.
• Ni kawaida kabisabila kujali wakati wa mwaka.

Walakini, aina hii ya nishati inatoa safu ya mapungufu makubwa:

• Ya kutosha saizi na gharama kwa sababu ya vifaa vyake.
• Uhitaji wa tovuti zina topografia  ambayo inaruhusu ujenzi wa bwawa kwa urahisi na kwa gharama nafuu.
• La uzalishaji wa vipindi, ingawa inaweza kutabirika, ya nishati.
• Inawezekana athari mbaya juu ya mazingira kama vile kutua, kupunguzwa kwa fukwe za bahari, ambayo ndege wengi na viumbe vya baharini hutegemea, kupunguzwa kwa maeneo ya kuzaliana kwa spishi za baharini na mkusanyiko wa mabaki yanayochafua mazingira katika mabwawa yaliyochangwa na mito.
• Kizuizi cha upatikanaji wa bandari iko mto.

Vikwazo vya aina hii ya nishati hufanya matumizi yake kuwa ya kutatanisha sana, kwa hivyo utekelezaji wake labda sio rahisi isipokuwa katika hali maalum, ambayo inabainika kuwa athari zake ni ndogo sana ikilinganishwa na faida zake.