امروز :یکشنبه ۳ بهمن ۱۴۰۰
دانلود پایان نامه، پروژه، مقاله، تحقیق
دانلود پایان نامه، پروژه، مقاله، تحقیق
۱۴ام شهریور ۱۴۰۰
0
0
نام محصول:   پروژه تولید برق از طریق جزر و مد
کد محصول:   2460
پسورد:   ندارد
پروژه تولید برق از طریق جزر و مد
در صورت نیاز به راهنمایی با پشتیبانی سایت آقای شیرزاد 09198008060 تماس برقرار نمائید پشتیبانی 24 ساعته حتی در ایام تعطیلات اگر به هر دلیلی امکان خرید آنلاین را ندارید می توانید از طریق کارت به کارت و فایل مورد نظرتان را به ایمیلتان ارسال میکنیم..
دانلود فایل بلافاصله پس از پرداخت آنلاین
امکان خرید با کلیه کارت های عضو شتاب
و همچنین فایل بصورت ورد قابل ویرایش می باشد

دانلود پروژه تولید برق از طریق جزر و مد

در این تحقیق به بررسی تولید برق از طریق جزر و مد پرداخته شده، رشد رو به تزايد مصرف منابع غيرقابل تجديد انرژي و افزايش آلودگي هاي ناشي از بهره برداري هاي بي رويه، توازن اين ذخائر پايان پذير را به مخاطره افكنده و در اين رابطه، بررسي راهكارهاي عملي استفاده از منابع جديد انرژي (انرژي‌هاي تجديدپذير) در دستور كار محققان و دانشمندان قرار داده است.

حفظ سلامت محيط زيست و قابليت بازيافت طبيعي دو خصوصيت مهمي است كه در گزينش نهايي اين منابع مورد توجه بوده و در اين راستا، جذب انرژي مفيد از اقيانوس ها، درياها و رودخانه ها بعنوان يكي از پاكيزه ترين منابع بكر به جهان معرفي گرديده است.

بحران انرژي در دهه ۱۹۷۰ ميلادي، فكر دانشمندان را به سوي منابع انرژي مستقل از سوخت فسيلي كشانده كه از آن جمله استفاده از انرژي پايان ناپذير نهفته در درياها مي باشد.

در اين پايان نامه به چگونگي توليد برق از جزر و مد درياها بعنوان يكي از انرژيهاي پايان ناپذير نهفته در دريا اشاره شده است.

در فصل اول سعي شده تا ابتدا مختصري درباره انرژيهاي قابل حصول از درياها گفته شود تا خواننده اين پايان نامه يك ديد كلي درباره انرژيهاي دريايي پيدا نمايد. در فصل دوم در مورد جزر و مد و چگونگي به وجود آمدن جزر و مد و پارامترهاي موثر در جزر و مد مطالبي ارائه گرديده است. در فصل سوم به شرايط لازم مكاني، براي ايجاد نيروگاههاي جزر و مدي و نكات اساسي طراحي نيروگاههاي جزر و مدي اشاره شده است. در فصل چهارم به روشهاي مختلف توليد برق از طريق نيروي جزر و مدي، همچنين به عنوان نمونه دو نيروگاه جزر و مدي لارنس فرانسه و آناپوليس كانادا كه در حال حاضر از آنها براي توليد برق استفاده مي شود اشاره شده است. و در نهايت به بررسي سواحل ايران براي استفاه از انرژي جزر و مدي براي توليد برق پرداخته شده است. در فصل پنجم هم ترجمه مقاله اي آمده است كه به كوشش حقير انجام شده است.

انرژي جزر ومد دريا

در اين فصل به اختصار به انرژي جزر و مد درياها پرداخته شده است و در فصل‌هاي بعد جامع تر بيان خواهد شد.

جزر و مد و جريانات جزر و مدي نتيجه اثر نيروهاي جاذبه اجسام آسماني است. اين نيروها سبب افزايش ارتفاع سطح آب شده كه اين افزايش نيز سبب ايجاد جريانات افقي جزر و مدي مي شود.

انرژي اين جريانات افقي را مي توان از طريق ساختن سدهايي در كنار درياها مهار نمود. از نظر مقايسه انرژي حاصل از جزر و مد بسيار مشابه واحدهاي برق- آبي است. مقدار انرژي بدست آمده از جريانات جزر و مدي بسيار قابل ملاحظه است.

انرژي امواج دريا

ويژگي هاي منبع

انرژي امواج دريا عبارت است از انرژي مكانيكي منتقل شده از باد كه امواجي با پريود كوتاه، آنرا بصورت انرژي پتانسيل و جنبشي در خود ذخيره مي كنند.

در ميان منابع متعدد انرژيهاي اقيانوسي، انرژي حمل شده توسط امواج داراي بيشترين درصد انباشتگي است. بعنوان نمونه، انرژي موثر موج در حالت هاي عمومي، نسبت به انرژي حاصل از تابش مستقيم خورشيد در شديدترين تابش ها، از تراكم بسيار بالاتري برخوردار است. بنابراين ابزاري كه بعنوان مبدلهاي انرژي امواج مورد استفاده قرار مي گيرند، انرژي خود را با چگالي به مراتب بالاتر نسبت به تجهيزات انرژي خورشيدي توليد و عرضه مي نمايند.

موج ها بخاطر جرم آبي كه نسبت به سطح متوسط دريا جابجا شده، انرژي پتانسيل و بخاطر سرعت ذرات آب، انرژي جنبشي با خود حمل مي كنند. انرژي ذخيره شده از طريق اصطكاك و اغتشاش، و با شدتي كه بستگي به ويژگي امواج و عمق آب دارد، تلف مي شود. موجهاي بزرگ در آبهاي عميق انرژي خود را با كندي بسيار از دست مي‌دهند، در نتيجه سيستمهاي امواج بسيار پيچيده هستند و اغلب هم از بادهاي محلي و هم از طوفانهايي كه روزهاي قبل در دوردست اتفاق افتاده اند سرچشمه مي گيرند.

امواج توسط ارتفاع، طول موج (فاصله بين قله‌هاي متوالي) و دوره تناوبشان (زمان بين قله هاي متوالي) مشخص مي شوند. قدرت امواج معمولاً برحسب كيلووات بر متر بيان مي شود كه نمايانگر نرخ انتقال انرژي از عرض يك خط فرضي بطول يك متر و موازي با جبهه موج مي باشد.

شديدترين بادهاي بين عرض هاي جغرافيايي ۴۰ تا ۶۰ درجه در هر دونيمكره شمالي و جنوبي مي وزند. همچنين بادهايي با سرعت كمتر در مناطق بادهاي تجاري (بين عرض هاي جغرافيايي ۳۰ درجه از خط استوا) بعلت نظم نسبي شان، وضعيت موجي بالقوه جذابي را ايجاد مي كنند.

سواحلي كه در معرض بادهاي غالب و ميدان وزش طولاني هستند، احتمالاً داراي بزرگترين دانسيته انرژي موجي مي باشند.

بعنوان مثال، انگلستان، سواحل غربي ايالات متحده و سواحل جنوبي نيوزيلند بطور عالي در معرض عوامل فوق بوده و از وضعيت موجي بسيار خوبي برخوردارند. شكل ۱-۲ دانسيته انرژي امواج را در بعضي نقاط منتخب نشان مي دهد.

مبدل هاي انرژي امواج

فكر استخراج انرژي از امواج دريا در طي قرن اخير، گاه و بيگاه نظر بعضي ها را بخود جلب كرده است. ولي كوشش جدي براي بنيانگذاري يك تكنولوژي موثر، از اواسط دهه ۱۹۷۰ ميلادي شروع شده از آن زمان تابحال تحقيقاتي در ۱۳ كشور جهان انجام شد و دستگاهها و ماشين آلات زيادي ساخته شده اند.

دستگاهها را براساس نوع حركت مي توان دسته بندي كرد. اين حركت‌ها به دسته‌هاي زير تقسيم مي شوند:

۱- بالا و پايين رفتن

۲- بالا و پائين رفتن و غلتيدن

۳- غلتيدن، نوسان كردن ستون آب

۴- پس زني

در ادامه به اختصار روش كار سه نوع از مبدل هاي امواج ارائه شده است:

۱- طرح ستون نوسانگر آب (OWC)

۲- طرح ماشين شناور موج- نيرو

۳- طرح ژنراتور نوع دلفين

۱- طرح ستون نوسانگر آب (OWC)

بعنوان يكي از رضايت بخش ترين روشهاي استحصال انرژي اقيانوسي، گزينه‌اي است كه در سالهاي اخير فعاليت هاي دامنه داري در جهت اجرا و بهينه سازي آن صورت پذيرفته است. در اين روش، از توليد جريان هواي فشرده توسط حركت رفت و بازگشتي سطح موثر موج، بعنوان عامل محرك يك توربين هواي متصل به ژنراتور استفاده مي شود.

هندسه عمومي در طرحهاي مختلف واحدهاي نيروگاهي با ستون نوسانگر آب عبارت است از محفظه اي با دو انتهاي باز كه بصورت قائم در معرض امواج قرار مي گيرد. سطح آزاد آب، حجم داخل استوانه را به دو ناحيه تقسيم مي كند، بگونه اي كه هردو ناحيه در يك انتهاي خود، داراي بازشدگي با ابعاد مشخص مي باشند. وضعيت نصب سازه به شكلي است كه جهت بازشدگي تحتاني به سمت امواج قرار داشته و در نتيجه، در هنگام كار نيروگاه سطح آب داخل محفظه متأثر از تلاطم خارجي امواج، بصورت واداشته به نوسان در مي آيد. در اثر حركت رفت و بازگشتي سطح آب داخل محفظه، حجم ناحيه فوقاني متناوباً تغيير نموده و متأثر از آن، فشار نسبي هواي محصور در اين قسمت – متناسب با  تابع تغييرات حجم مزبور- بصورت ضرباني حول مقدار فشار سطح آزاد نوسان مي‌نمايد. مجراي تعبيه شده در منتهي‌اليه ناحيه فوقاني، جريان تحت فشار هواي داخل محفظه را به سمت يك توربين هوا هدايت مي سازد. حاصل اين فرآيند، انتقال انرژي جنبشي جريان هواي مزبور به محور يك ژنراتور الكتريكي و در نتيجه توليد برق خواهد بود.

در رابطه با طرحهاي نيروگاهي اجرايي نيز در كشورهايي نظير ژاپن، انگلستان، نروژ، پرتقال و ايرلند واحدهاي آزمايشي و نمونه مختلفي با ساز و كار ستون نوسانگر آب به مرحله اجرا در آمده است.

در حال حاضر هند تنها كشوري است كه برق حاصل از نيروگاه موجي خود را به شبكه برق سراسري متصل نموده و طرحهاي كاربردي ديگري را در دست اجرا دارد.

۲- طرح ماشين شناور موج- نيرو

همچنانكه شرح داده شد حركت از لبه موج بصورت افقي است ولي ذرات آب بصورت عمودي جابجا مي شوند با استفاده از شناورها مي توان اين حركت عمودي را تبديل به انرژي مكانيكي كرد يكي از طرحهاي ارائه شده توسط آقاي مارتين در شكل ۱-۳ آمده است.

اثرات زيست محيطي

قدرت حاصل از امواج اساساً غيرآلاينده است و به هر ميزان كه جايگزين سوخت‌هاي هيدروكربني شود منافع زيست محيطي حاصل شده است.

در مورد تجهيزات منفرد انرژي موجي از نوع شناور، صدمات زيست محيطي قابل توجهي پيش بيني نمي شود. خطري كه احتمال وقوع آن وجود دارد و جلوگيري از آن ضروري است، تداخل با ترافيك دريايي است كه با انتخاب صحيح محلهاي استقرار و بكارگرفتن وسايل و علائم ناوبري قابل پيش گيري است.

توسعه زياد سيستمهاي موجي در يك قسمت از ساحل مي تواند بحدي از امواج انرژي بگيرد كه برجابجايي رسوبات و بارهاي بستر دريا تأثيربگذارد. با توجه به ويژگي هاي محل ممكن است اختلاط، تشكيل لايه ها و گل آلودگي آبها نيز تحت تأثير قرار بگيرد. چنين تغييراتي از نقطه نظر زيست محيطي ممكن است خوب يا بد تلقي شوند، كه اين امر نيز به مشخصات مكان بستگي دارد. از نظر زيبايي نيز ممكن است اثرات منفي ايجاد شود كه بويژه در نواحي پرجمعيت و تفريحي داراي اهميت خواهد بود.

۱-۳-۳- نتيجه گيري

انرژي موجي از چندين نظر، جوان و تكامل نيافته به حساب مي آيد. با هيچ درجه اي از قطعيت نمي توان گفت كه دستگاههايي كه تابحال بكارگرفته شده اند از نظر فني پيشرفته ترين بوده اند، يا اينكه دستگاههاي بهتري در آينده جايگزين آنها خواهد شد. هنوز تجربه كافي براي پيش بيني طول عمر سيستمهاي فعلي در شرايط واقعي كاركرد وجود ندارد. هنوز تجربه كافي در دست نيست كه بتوان نيازهاي بهره برداري و نگهداري را پيشگويي نمود و يا اينكه با طراحي مناسب، آنها را حداقل كرد.

در حال حاضر آمار و ارقام در مورد وضعيت بازاريابي فقط جنبه آزمايشي و پيشنهادي دارد، ولي چنين به نظر مي رسد كه تحت سناريوي نسبتاً مساعد، انرژي امواج بتواند تا سال ۲۰۲۰ هر ساله بالغ بر ۱۲ تراوات[۱] ساعت توليد كند. ارقام متناظر براي بدترين سناريو در حدود ۱ تراوات ساعت در سال و براي مساعدترين سناريو (اما غيرمحتمل) تقريباً ۱۰۰ تراوات ساعت مي باشد.

اين مقادير به ترتيب معادل ۵/۲، ۲/۰ و ۳/۲۲ Mtoe[2]

انرژي حرارتي دريا

ويژگي هاي منبع

انرژي حرارتي دريايي يا اقيانوسي، بصورت اختلاف دما بين آبهاي گرم سطح دريا و آب هاي سرد اعماق آن وجود دارد. در اغلب نواحي حاره و نيمه حاره، اختلاف دماي موجود بين آب هاي سطح دريا و آبهاي عمق ۱۰۰۰ متري به ۲۰ درجه سانتيگراد مي‌رسد كه اين اختلاف دما به عنوان حداقل اختلاف دماي مورد نياز براي تبديل عملي انرژي بشمار مي رود.

بنابراين منبع انرژي حرارتي درياها وسعتي در حدود ۶۰ ميليون متر مربع و ظرفيت توليد دائمي و بي وقفه اي به ميزان چندين تراوات را دارد.

البته مقدار انرژي قابل برداشت بسيار كمتر است، زيرا بسياري از مناطق مناسب، خيلي دورافتاده اند و بعلاوه پروسه استخراج انرژي به لحاظ قوانين ترموديناميكي به راندمانهاي بسيار پائين محدود مي شود. حتماً پس از به حساب آوردن تمام اين فاكتورها، بازهم مقدار انرژي قابل برداشت بسيار عظيم است. بعلاوه درياهايي كه بيشترين اختلاف دما در آنها وجود دارد. در مناطق كشورهاي درحال توسعه قرار دارند و يك منبع طبيعي و بومي براي آنها به شمار مي روند.

تكنولوژي حرارتي درياها

نيروگاههاي تبديل انرژي حرارتي يا OTEC[4] مي توانند در سه نوع سيكل بسته، باز و يا تركيبي كار كنند. در سيكل بسته از آب گرم سطحي براي تبخير يك مايع واسطه نظير آمونياك، فرئون يا پروپان استفاده مي شود. (سيكل بسته در ادامه به اختصار توضيح داده خواهد شد).

در سيكل باز، آب سطحي خود سيال عامل است. اين آب در فشاري كمتر از فشار بخار خود تبخير شده، سپس از توربين گذشته سرد و تقطير مي شود. در اين روش خلاء لازم براي حركت دادن بخار و گردش توربين و ژنراتور توسط عمل ميعان فراهم مي شود.

سيكل كاري- چه بسته چه باز- مشابه سيكل مربوط به نيروگاههاي حرارتي متعارف مي باشد، با اين تفاوت كه دماي كار در اين سيكل ها پائين تر است و هزينه سوخت و جود ندارد. گرماي آب سطحي به جاي گرماي احتراق به كار برده مي‌شود.

نيروگاههاي سيكل بسته و باز را هم روي كشتي و هم در ساحل مي توان نصب كرد. نوع سوار بر كشتي نيازمند كابل كشي زيردريايي و يا توليد يك محصول قابل حمل و نقل است، در حاليكه نوع ساحلي به لوله كشي طولاني براي آب سرد نيازدارد كه ممكن است به ناچار از شيب هاي تند بستر دريا عبور كند.

برخلاف انرژي امواج و جزر و مد، انرژي حرارتي درياها منبعي با توان ثابت بشمار مي رود. نيروگاههاي OTEC به جز در مواقع لازم براي تعمير و نگهداري مي توانند بطور نامحدود و دائمي كار كنند، و از اين رو براي توليد بار پايه[۵]بسيار مناسب هستند. همچنين امكان توليد محصولات جنبي مزيت مهم ديگر اين نيروگاههاست. سيكل باز بطور طبيعي آب شيرين توليد مي كند، بخار تقطير شده تقريباً عاري از نمك است و به آساني مي توان آن را از آب سرد خنك كننده جدا نمود. در هردو سيكل باز و بسته آب خنك كننده كه از اعماق دريا كشيده شده است، سرشار از مواد غذايي بوده و مي توان از آن براي كشت آبي استفاده كرد.

استفاده از انرژي حرارتي اقيانوس ها اولين بار توسط دارسونوال فيزيكدان فرانسوي در سال ۱۸۸۱ مطرح شد و در دهه ۱۹۳۰ يكي از شاگردان وي بنام كلود يك نيروگاه آزمايشي در كوبا تأسيس كرد.

تكنولوژي سيكل بسته براي OTEC

در اين طرح آب گرم سطحي توسط پمپ به بويلر هدايت مي شود يك مايع واسطه كه داراي دماي جوش پائيني است، براثر گرماي آب دريا تبديل به بخار مي شود. كه بخار سپس به توربين هدايت مي شود كه موجب چرخش توربين و ايجاد انرژي الكتريكي مي گردد. بخار خروجي توربين كه انرژي حرارتي خود را از دست داده به صورت مخلوط بخار و مايع در كندانسور كه توسط آبهاي سرد عمقي تغذيه مي‌شود كاملاً به مايع تبديل شده و دوباره براي استفاده به بويلر ارسال مي شود.

اثرات زيست محيطي

مطالعات انجام شده در مورد صدمات زيست محيطي نيروگاههاي OTEC، برخي نگراني هاي بالقوه را روشن نموده است كه عمده ترين آنها به لزوم برداشت و تخليه آب در حجم هاي بزرگ مربوط مي شود. پيش بيني مي شود كه موجودات زنده شامل تخمها، لاروها و گونه هاي مختلف ماهي همراه آب مكيده و در نتيجه تلف خواهند شد. اين مسئله را علاوه بر مشكل زيست محيطي مي توان يك مشكل كاري نيز به شمار آورد. كه احتمالاً با انتخاب مناسب محل مكش قابل كنترل خواهد بود.

آزادشدن دي اكسيد كربن از آبهاي گرم سطحي به اتمسفر، بويژه در سيستم هاي از نوع سيكل باز ممكن است پيش بيايد، ولي در بدترين حالت، مقدار آن فقط  مقدار متناظر مربوط به نفت و مربوط به ذغال سنگ است.

انرژي اختلاف غلظت نمك

بين آب شيرين و آب دريا اختلاف فشار اسمزي بزرگي (معادل ۲۴۰ متر ارتفاع) وجود دارد. در تئوري اگر بتوان از اين فشار استفاده نمود، هر متر مكعب آب كه از رودخانه به دريا سرازير مي شود. مي تواند ۶۵/۰ كيلووات ساعت برق توليد كند. جرياني به ميزان يك متر مكعب در ثانيه مي تواند تبديل به خروجي توان، به ميزان ۲۳۴۰ كيلووات گردد.

بطور مفهومي مي توان گفت كه ارتفاع تئوريك با جريان يافتن آب شيرين از طريق يك غشاء نيمه تراوا به داخل يك مخزن آب شور ايجاد مي شود. با فرض اينكه ميزان شوري در طول فرآيند كاهش نيابد، فشار كافي براي بالابردن سطح آب مخزن تا ارتفاع ۲۴۰ متري وجود خواهد داشت. سپس مي توان آب را از طريق يك توربين تخليه نمود و انرژي آن را بازيابي كرد. در تئوري و به فرض اينكه تمام رودخانه‌هاي جهان را بتوان با دستگاههايي با راندمان كامل مهار نموده، تواني به اندازه
۶/۲ تراوات بدست خواهد آمد.

تكنولوژي اختلاف غلظت نمك

در دهه ۱۹۷۰ تحقيقاتي براي يافتن راههاي عملي استخراج انرژي گراديان نمك صورت گرفت. عملاً مشكلاتي را در سر راه خود داشت. آب شيرين در عمل آب نمك را رقيق مي كند و براي حفظ گراديان غلظت نمك، بايد آب شور بيشتري به مخزن وارد كرد. اگر فرآيند پيوسته باشد، تراز سطح آب مخزن به ۲۴۰ متر بالاتر از سطح دريا خواهد رسيد و در اين حالت قدرت بسيار زيادي براي پمپ كردن آب شور در مقابل چنين ارتفاعي لازم است.

متأسفانه بهترين روش هاي عملي كه در نتيجه تحقيقات مشخص شده‌اند بسيار گران هستند. فرآيند الكترودياليز معكوس، با انرژي مشابه يك باتري نمكي، براي استخراج انرژي از آب شور پيشنهاد شده است. در يك مقاله منتشر شده به سال ۱۹۸۷، هزينه سرمايه گذاري معادل ۵۰۰۰۰دلار آمريكا به ازاء هر كيلووات گزارش شده است.

هزينه پيش بيني شده در روش استفاده از اسمز معكوس براي بالابردن سطح آب و در نتيجه تغذيه توربين ۱۰ تا ۱۴ سنت آمريكا براي هر kwh است.

روش سومي كه از نظر فني امكانپذير به نظر رسيده است،‌بر اختلاف فشار بخار آب و آب نمك استوار است. آب مي بايست بخار شده و در آب شور تقطيرشود و جريان بخار براي گرداندن يك توربين بكار مي رود. در اين فرآيند شرايط توربين نظير نيروگاههاي OTEC سيكل باز است،‌ و در نتيجه ماشين آلاتي با قيمت تقريباً مساوي مورد نياز خواهد بود.

اما اين سيستم چون آب شيرين را مصرف مي كند، نسبت به OTEC سيكل باز كه آب شيرين توليد مي كند بطور اصولي در موقعيت پائين تري قرار دارد.

منشاء و تاريخچه جزر و مد

براساس حفاريهاي بعمل آمده در احمدآباد هند يك حوضچه جزر و مدي تعمير كشتي يافت شده است كه مربوط به ۲۴۵۰ سال قبل از ميلاد مسيح مي باشد كه بيانگر توجه بشر از زمانهاي قديم به اين پديده مي باشد.

در دوران پس از قرون وسطي سه نظريه در مورد جزر و مد ارائه گرديده است.

نظريه اول را گاليله ارائه كرد وي مي گفت گردش سالانه زمين بدور خورشيد و نيز چرخش روزانه آن بدور محور خودش سبب ايجاد حركاتي در درياها مي شود كه با تغييراتي كه ناشي از شكل و هندسه بستر دريا، در هر محل مي باشد جزر و مد را ايجاد مي كند.

نظريه دوم مربوط به فيلسوف فرانسوي دكارت بود كه چنين مي انديشيد كه فضاي اطراف ماه پر از ماده غيرقابل رويتي به نام اتر مي باشد. هنگاميكه ماه به دور زمين مي چرخد اين ماده را فشرده مي سازد و اتر نيز اين فشار را به دريا تحمل مي كند لذا جزر و مد پديد مي آيد.

نظريه سوم را كپلر ارائه كرد، وي يكي از بنيانگذاران ايده اعمال جاذبه از ماه بر آبهاي اقيانوسها بود و بر اسا اين پديده آبهاي اقيانوسها بالا كشيده مي شود و اين جاذبه با نيروي جاذبه اي كه از سوي زمين به آبهاي اقيانوسها اعمال مي گردد متعادل مي گردد.

به تدريج وقتي كه ايده مركز بودن خورشيد و چرخش هريك از سيارات منظومه شمسي به دور خورشيد جا افتاد نظريات كپلر بيشتر مورد توجه قرار گرفت. با اين حال اين نظريات قادر نبودند علت اينكه دو بار جزر و مد در يك روز قمري (در برخي مناطق) رخ مي دهد را بيان كنند لكن با ظهور قانون نيوتن به اين سوال نيز چنين پاسخ داده شد كه هردو جسمي يكديگر را با نيرويي كه متناسب با جرم آن در جسم و نسبت عكس با مجذور فاصله آن دو جسم دارد مي كشند.

مكانيسم تشكيل جزر و مد

جزر و مد (Tide) و جريانات جزر و مدي نتيجه اثر نيروهاي جاذبه اجسام آسماني خصوصاً ماه و خورشيد است اين نيروها سبب افزايش ارتفاع سطح آب شده كه اين افزايش نيز سبب ايجاد جريانات افقي جزر و مدي (Tidalstream) مي گردد.

همچنانكه زمين به دور خود مي چرخد تغييرات ارتفاع سطح آب نيز در هردو نقطه روي اين كره رخ مي دهد و هر لحظه در دو نقطه مقابل روي كره زمين سطح آب بالا و در دو نقطه ديگر سطح آب پائين خواهد آمد. بالاآمدن سطح آب ناشي از نيروهاي جاذبه اجسام آسماني را پديده مد (High Tide) گويند و پائين آمدن سطح آب ناشي از اثر اين نيروها را پديده جزر (Low Tide) مي گويند. اختلاف ارتفاع سطح آب مد و آب جزر را دامنه يا اختلاف سطح جزر و مد (Tidal Range) مي نامند.

از بين اجسام آسماني (ماه و خورشيد) نيروي جاذبه ماه طبق قانون جاذبه نيوتن از نيروي جاذبه خورشيد خيلي بيشتراست. (در همچنين فصل محاسبه شده است) و به همين علت بيشترين سهم را روي بوجودآمدن جزر و مد دارد.

زمانبندي جزر و مد از روزي به روز ديگر متفاوت است و آن هم به خاطر آنكه مدار ماه برحسب منظم ۲۴ ساعت اتفاق نمي افتد. در عوض چرخش ماه به دور زمين هر ۲۴ ساعت و ۵۰ دقيقه يكبار رخ مي دهد. در بين اين مدت، جزر و مد دوبار رخ مي‌دهد كه در نتيجه سيكل آن كمتر از ۱۲ ساعت و ۲۵ دقيقه است.

جزر و مد وابسته به جاذبه خورشيد هر ۱۲ ساعت يك مرتبه ظاهر مي شود كه دامنه آن خيلي كم است.

نحوه عملكرد نيروگاه جزر و مدي

تفاوت عمده نيروگاههاي آبي سنتي و نيروگاههاي جزر و مدي در نحوه عملكرد آنها مي باشد. نيروگاههاي آبي در يكي از دو حالت عمده پيك يا بار پايه كار مي كند، اما نيروگاههاي جزر و مدي به شكل سيكلي كار مي كنند. در نيروگاههاي جزر و مدي بعلت اينكه در همه مواقع جزر و مد حداقل ارتفاع و دبي موردنياز براي عملكرد توربين‌ها موجود نيست بايد زماني را براي پرشدن حوضچه و انتظار توليد برق در نظر گرفت. از نقطه نظر كاركرد در زمان حداكثر نياز مصرف (پيك) اين امكان نيز وجود دارد كه واحد در زمان پيك كار كند. در سيكل توليد انرژي در زماني كه امكان استحصال انرژي بين حوضچه و دريا وجود ندارد. مي توان عمل پمپاژ را انجام داد. در واقع نحوه عملكرد نيروگاههاي جزر و مدي تابع ساعات وقوع جزر و مد و نياز شبكه سراسري به كار كردن نيروگاه در بار پيك يا پايه مي باشد.

بدين منظور براي تعيين ضريب توليد نيروگاه ابتدا بايد محل از نقطه نظر شرايط توپوگرافي بازديد شود. تا تعيين گردد كه در آن محل چند حوضچه مي توان احداث نمود، چه ارتفاعي ايجاد مي شود، چندبار جزر و مد اتفاق مي افتد و سپس با انجام مطالعات اقتصادي طرح و بازار برق در مورد نحوه عملكرد نيروگاه تصميم گيري شود.

نحوه و تجهيزات آبگيري نيروگاه جزر و مدي

يكي ديگر از تفاوت هاي عمده نيروگاههاي آبي سنتي با نيروگاههاي جزر و مدي در نحوه آبگيري براي توليد انرژي مي باشد.

در نيروگاههاي جزر و مدي با ايجاد يك دايك، دريا را از حوضچه كه اغلب به شكل مصنوعي ايجاد مي كند جدا كرده و در امتداد دايك دريچه هاي آبگذر در همان راستا نيروگاه را بنا مي كنند. برخلاف نيروگاههاي آبي سنتي كه جهت جريان آب همواره از سمت سد به سمت نيروگاه و در نهايت به سمت پاياب (Tail water) است. در نيروگاههاي جزر و مدي جهت جريان مي تواند در سيكل هاي مختلف تغيير كند و از سمت حوضچه به دريا و يا از دريا به حوضچه باشد.

در نيروگاههاي جزر و مدي واحدهاي افقي جرياني مانند توربين هاي حبابي
(Bulb-Turbine) نصب خواهند شد، بنابراين مجراي انتقال مناسب براي اين توربين‌ها كوتاه خواهد بود و در مجرا به ترتيب آشغالگير، دريچه (Gate) و بعد توربين قرار مي گيرند.

در نيروگاههاي آبي سنتي از مجراي آبگير و دريچه هاي آن فقط در زمان آبگيري استفاده مي شود و تخليه آب از طريق دريچه ها و مجراي لوله مكش انجام مي گيرد. لذا يكي ديگر از تفاوت‌هاي نيروگاههاي جزر و مدي با نيروگاههاي آبي سنتي در اين است كه در نيروگاههاي جزر و مدي از مجراهاي دريچه دار عبور آب در دو حالت پر و تخليه شدن حوضچه استفاده مي شود.

ساختن دايك

در ساختن نيروگاه جزر و مدي قبل از هركاري ابتدا بايد به ساختن دايك پرداخت. براي ساختن دايك در ابتدا بايد فرازبندي (offer-Dam) در دهانه ورود به دريا احداث نمود، فرازبندي سدي با ارتفاع كم است كه در مسير جريان و در بالا دست سد اصلي احداث مي شود تا امكان انجام عمليات ساختماني سد اصلي فراهم شود. احداث فرازبند بسيار مشكل و زمان بر است زيرا جريان جزر و مد و امواج مانع از انجام كار با روند طبيعي مي شود.

در حالتي كه محل موردنظر در معرض جزر و مدهاي بزرگ قرار داشته باشد، فرازبند بايد جلوي حجم زيادي از آب را بگيرد در اينجا عمليات اجرايي دشوارتر مي‌شود و متناسباً هزينه آن نيز افزايش مي يابد. در حالتي كه احداث فرازبند اجتناب ناپذير است بايد از قطعات پيش ساخته بدين منظور استفاده كرد.

طراحي داخلي نيروگاه جزر و مدي

در نيروگاههاي جزر و مدي از توربين هاي فرانسيس و كاپلان عمودي به دليل آنكه اين توربين ها براي عملكرد مطلوب به حداقل ارتفاعي نياز دارند كه بوجود آوردن اين ارتفاع در نيروگاههاي جزر و مدي امكان پذير نيست استفاده نمي شود. بلكه توربين هاي حبابي، استرافلر، ژنراتور، دندانه اي (Rim-Generator) و يا جريان متقاطع براي اين نيروگاهها مناسب مي باشند. (در ادامه همين مبحث، اطلاعات مختصري از توربين هاي استفاده شده در نيروگاه جزر و مدي آورده شده است)

طراحي ژنراتور اين نيروگاه ها در اكثر موارد با محور افقي بصورت كوپل با توربين انجام مي گيرد. در مواردي خاص ممكن است با تبديل ۹۰درجه محور ژنراتور عمودي پيش بيني شود.

ساير تجهيزات الكترونيكي نظير گاورنر، جرثقيل سقفي، سيستمهاي هواي فشرده، روغن، تخليه آب واحدها، تجهيزات برق DC, AC و كنترل مشابه نيروگاههاي آبي سنتي مي باشند.

طراحي محور توربين

در اولين طرحهاي جزر و مدي دو گزينة محور افقي و محور عمودي براي طراحي محور توربين و ژنراتور مطرح گرديد. اگر محور واحد افقي قرار بگيرد ياتاقانها مي‌توانند بالاي آن قرار بگيرند لذا تعمير و نگهداري واحد ساده تر مي شود. اما به منظور از بين بردن ارتعاشات ايجادشده در سطح آب در طول پريود توليد برق لازم است قطر چرخ افزايش يابد، در محور عمودي قطر چرخ كمتر شده اما ياتاقان پائيني در زير آب قرار مي گيرد.

از زماني كه مطالعات دقيقي براي نيروگاههاي جزر و مدي آغاز شد (سال ۱۹۲۷ براي سد سه ورن (Severn) در انگليس) لزوم استفاده از واحدهاي با ارتفاع كم (Low Head) بصورت واحدهايي با محور عمودي با توربين كاپلان موردمطالعه قرار گرفت. نصب عمودي محور مزايايي از قبيل افزايش راندمان در يك محدوده وسيع دبي و ارتفاع، خشك بودن ژنراتور، سيستم خنك كننده ساده و سهولت دسترسي در مواقع تعمير را به همراه داشت.

دوران ۹۰ درجه آب براي عبور از توربين از معايب اصلي واحدهاي با محور عمودي است. زيرا اين مسأله در نيروگاههاي با ارتفاع پائين سبب كاهش ارتفاع موثر توربين مي شود.

فهرست مطالب

مقدمه                                                                                        ۶

فصل اول: انرژيها قابل حصول از دريا                                                        ۸

۱-۱- معرفي انرژيهاي قابل حصول از درياها                                               ۹

۱-۲- انرژي جزر و مد دريا                                                           ۹

۱-۳- انرژي امواج دريا                                                                 ۱۰

۱-۳-۱- مبدل هاي انرژي امواج                                                      ۱۳

۱-۳-۲- اثرات زيست محيطي                                                                   ۱۹

۱-۳-۳- نتيجه گيري                                                                     ۲۰

۱-۴- انرژي حرارتي دريا                                                              ۲۱

۱-۴-۱- تكنولوژي حرارتي دريا                                                      ۲۲

۱-۴-۲- اثرات زيست محيطي                                                                   ۲۵

۱-۴-۳- نتيجه گيري                                                                     ۲۶

۱-۵- انرژي اختلاف غلظت نمك                                                       ۲۶

۱-۵-۱- تكنولوژي اختلاف غلظت نمك                                                        ۲۷

۱-۵-۲- نتيجه گيري                                                                     ۲۹

فصل دوم: جزر و مد                                                                                      ۳۰

۲-۱- منشأ و تاريخچه جزر و مد                                                     ۳۱

۲-۲- مكانيسم تشكيل جزر و مد                                                      ۳۲

۲-۳- تركيب اثر ماه و خورشيد بر روي جزر و مد                              ۳۳

۲-۴- نسبت نيروهاي مولد جزر و مد ماه و خورشيد                                     ۳۶

۲-۵- اثر اينرسي آب برروي جزر و مد                                             ۳۹

۲-۶- اثر عدم تقارن مدار زمين و ماه برروي جزر و مد                       ۳۹

۲-۷- ساير پارامترهاي مؤثر در جزر و مد                                        ۴۰

۲-۸- كاربردهاي جزر و مد                                                           ۴۰

۲-۹- مقدار انرژي قابل استحصال از جزر و مد                                  ۴۲

فصل سوم: شرايط بهره برداري از نيروگاه جزر و مدي                         ۴۵

۳-۱- شرايط مكان مناسب براي احداث نيروگاه جزر و مدي                            ۴۶

۳-۲- كشورهاي داراي پتانسيل جزر و مدي بالا                                  ۴۸

۳-۳- عوامل مؤثر بر دامنه جزر و مد                                                         ۵۰

۳-۴- نكات اساسي طراحي نيروگاههاي جزر و مدي                                      ۵۰

۳-۴-۱- نحوه عملكرد نيروگاه جزر و مدي                                        ۵۲

۳-۴-۲- نحوه و تجهيزات آبگيري نيروگاه جزر و مدي                         ۵۳

۳-۴-۳- ساختن دايك                                                                             ۵۴

۳-۴-۴- طراحي داخلي نيروگاه جزر و مدي                                       ۵۴

۳-۴-۵- انواع توربين هاي بكارگرفته شده در نيروگاههاي جزر و مدي    ۵۵

۳-۴-۶- طراحي محور توربين                                                                  ۵۶

فصل چهارم: نيروگاه جزر و مدي                                                                ۵۸

۴-۱- روشهاي مختلف توليد برق از انرژي جزر و مدي                        ۵۹

۴-۲- سيستم يك حوضچه اي                                                                   ۶۰

۴-۳- سيستم دو حوضچه اي                                                                   ۶۶

۴-۴- سيستم تركيبي شامل دو حوضچه                                            ۶۷

۴-۵- نيروگاههاي جزر و مدي در حالت تلمبه ذخيره اي                       ۷۰

۴-۵-۱- مزايا و معايب نيروگاههاي جزر و مدي در حالت تلمبه ذخيره اي ۷۱

۴-۶- نيروگاههاي جزر و مدي بهره برداري شده                                ۷۳

۴-۶-۱- مشخصات نيروگاه جزر و مدي لارنس فرانسه                        ۷۴

۴-۶-۲- مشخصات نيروگاه جزر و مدي آناپوليس كانادا                       ۷۶

۴-۷- بررسي سواحل ايران براي استفاده از انرژي جزر و مدي براي توليد برق       ۷۸

۴-۸- مسائل زيست محيطي نيروگاههاي جزر و مدي                                     ۸۰

۴-۹- نتيجه گيري                                                                         ۸۴

فصل پنجم: ترجمه مقاله (انرژي تجديد پذير)                                            ۸۶

– پيوست                                                                                    ۱۲۱

– منابع و مأخذ                                                                                      ۱۴۸

 

۱۵۰ص

۲۳- برق الکترونیک

برای دسترسی سریع به لیست پایان نامه های سایت و جستجو بین آنها در بالای همین صفحه به لینک لیست پایان نامه های موجود بروید.
نام محصول:   پروژه تولید برق از طریق جزر و مد
آدرس پست الکترونیکی بدون www و به شکل زیر وارد نمائید:
example@gmail.com
example1@yahoo.com
بجای example نام ایمیل خود را وارد میکنید
دانلود فایل بلافاصله پس از پرداخت آنلاین
امکان خرید با کلیه کارت های عضو شتاب
و همچنین فایل بصورت ورد قابل ویرایش می باشد
>> اگر به هر دلیلی پروژه، پایان نامه، تحقیقات مورد نظر را پیدا نکردید می توانید با پشتیبانی سایت تماس برقرار نمائید، در صورت موجود بودن برای شما ارسال می کنیم. <<