❞ كتاب طاقة المد و الجزر ❝

167 
من
ثا
الفصل ال
طاقة المدّ والجزر
 1-8مقدمــــــة
 2-8التفسیرات الفیزیائیة لظاھرة المدّ والجزر
 3-8الرنین الموقعي
 4-8تولید الطاقة
 5-8العوامل الفنیة
 6-8العوامل البیئیة
 7-8محطات المدّ والجزر الطافیة
 8-8الإمكانیات العالمیة

168 
 1-8مقدمــــــة
إن لاس  تخدام طاق  ة الم  د ّ والج  زر تاریخ  ا ً ط ویلا ً . فق  د اس  تخدمت ھ  ذه الظ  اھرة ف  ي ك  ل م  ن
إنكلترا وفرنسا في القرون الوسطى وذلك بنصب طواحین لطحن الذرة على بعض الأنھر ،
ومن ذ عھ  د ل  یس بالبعی  د ع  ادت فك  رة اس  تخدام طاق ة الم  د والج  زر عل  ى نط  اق أوس  ع لتولی  د
الطاق  ة الكھربائی  ة وذل  ك بن  صب عنف  ات )توربین  ات( عل  ى ح  واجز كال  سدود ال  صغیرة الت  ي
تبنى في مصب ّ میاه مناسب .
لق  د تواص  ل الاھتم  ام بھ  ذا الم  صدر ، فأن  شأت فرن  سا ف  ي منطق  ة قریب  ة م  ن س  انت م  الو
) (StMaloما بین عامي  1961و  1967محطة وصل إنتاجھا إلى  MW 240في ع ام ،1966
ًیق ا
وتتضمن ھذه المحط ة طر للعب ور . وت م بع دھا اقت راح إن شاء محط ة ب سعـــــــة 15 GW
تح  صر م  ساحة كبی  رة م  ن البح  ر م  ن منطق  ة س  انت م  الو ف  ي الجن  وب إل  ى منطق  ة ك  اب
یل
تر
دیكار ) (Cap de Carterelفي الشمال ، وھو ما یسمى بم شروع "إس ل دیجوس ي" لك ن
تنفیذه لم یتم . وتم أیضاً اقتراح محطة ف ي خل یج فون دي ) (Bay of Fundyف ي كن دا ومحط ة
في الاتحاد السوفیتي السابق ، إلا َّ أن المشروع الذي أنشئ كان نصب محطة منف صلة بق درة
 MW 18في منطقة نوفا سكوتیا ) (Nova Scotiaأكملت في عام  ، 1984كم ا أكمل ت محط ة
بق  درة  400كیل  وواط ف  ي خل  یج كی  سلایا ) (Bay of Kislayaعل  ى بع  د  180كیل  و مت  ر م  ن
مورمان  سك ) . (Murmanskوأكمل   ت ع  ام  1968محط   ة بق   درة  500كیل  ووات ف   ي منطق   ة
سا
ج  دول جانجك   ) (Jangxia Creekف  ي ش  رق بح  ر ال  صین . ویب  ین ال  شكل ) (1-8المواق  ع
المختلفة من مناطق العالم التي یمكن أن تقام علیھا محطات من ھذا النوع .
شكل ) :(1-8المواقع المحتملھ لطاقة المد والجزر
كرین لاند
كا
الاس
كندا
الولایات
المتحدة
كا
ری
ام
الجنوبیھ
حیط
الم
سي
الاطل
الجزر
البریطانیھ
اوربا
افریقیا
حیط
الم
الھندي
حیط
الم
الھادي
استرالیا
نیوزلندا
قع
امكانیة لنصب موا
لسدود لطاقة المد والجزر
عھ
المصدر بس 6w
وباسعار مناسبة تقریباً
معدل المد والجزر المناسب
عھ
بالنسبة لس 6w
169 
 2-8التفسیرات الفیزیائیة لظاھرة المد والجزر
تغ ّی ر ارتف  اع الم  اء أثن  اء الم د والج  زر یح  دث ب  صورة أساس یة نتیج  ة للتج  اذب ب  ین الأرض
مر
والق . فخلال الیوم الواحد تنتج قوة جذب على أیة نقطة من الكرة الأرض یة . ونلاح ظ أن
مستوى ماء البحر یرتفع وینخفض مرتین في الیوم ، وھذا الارتف اع أق ل م ن المتوق ع ب سبب
تأثیر قوة جذب الشمس للأرض وبسبب طبوغرافیة كتلة الأرض الیابسة والمحیطات .
إن التحلیل التفصیلي للتجاذب بین الأرض والقمر والشمس معقد جدا ً ، وسنسعى إلى تب سیط
م ر
شرحھ ھنا بدء ً بالتجاذب ب ین الأرض والق . فق وة ج ذب القم ر ت سحب البح ر عل ى جان ب
الأرض القریب منھا باتجاه القمر ، بینما تكون البحار البعیدة عن الجذب القم ري ذات ت أثیر
مر
أقل وتبتعد عن الق .
وبسبب دوران الأرض حول محورھا فإن الجذب القمري یقوم بتكرار تسلسل الم دّ والج زر
وبمعدل مرتین في الیوم )أو بصورة أدق مرتین في كل  24.0ساعة( . وبم ا أن القم ر ی دور
في مدار حول الأرض فإن توقیت المد ّ العالي في أیة نقطة یتغیر بحوالي  50دقیقة ك ل ی وم،
كما أن بزوغ القمر یتأخر یومیا ً خمسین دقیقة في المتوسط .
وھذا التسلسل الأساسي یتم خفضھ من قبل الشمس . فبالرغم من أن الشمس أكب ر كثی را ً م ن
القم  ر إلا أنھ  ا أبع  د كثی  را ً ع  ن الأرض ، وت  أثیر القم  ر عل  ى البح  ر یتج  اوز ض  عف ت  أثیر
بي
الشمس ، والتأثیر النھائي یعتمد على دورانھا النس .
ف ي
وعندما یكون القمر والشمس على خط واحد مستقیم مع الأرض فإن تأثیر الجذب یك ون
أش  ده والنتیج  ة ھ  ي ح  دوث زی  ادة ف  ي الم  د ع  ن المعت  اد )م  دّ ع  ال أو ت  ام ّ . (Spring Tide
وعندما یشكل الشمس والقمر زاوی ة عمودی ة م ع الأرض ) (90oف إن النتیج ة ح دوث خف ض
في الجزر عن المعت اد )ج زر ت ام  . (Neap Tideوالم دة ب ین الج زر الت ام والم د الت ام تك ون
حوالي  14یوما ً ، وھي تقریباً نصف  29.5یوم التي ھي دورة القمر للراصد عل ى الأرض ،
كل
كما في الش ) . (2-8والنسبة بین ارتفاع أعلى مد ّ وأوطئ ج زر یمك ن أن تك ون أكث ر م ن
اثنین إلى واحد .
إن قوة جذب الشمس أعلى كثیرا ً من قوة جذب القمر بحوالي  177مرة ، ولكن تأثیرھا على
المد والجزر أقل بكثیر ، ذلك لأن المسافة بین الأرض والقمر ھي أعلى بكثیر من تلك الت ي
170 
ب  ین الأرض وال  شمس ، وھ  ذا یجع  ل ف  رق الج  ذب عب  ر الأرض أكث  ر للقم  ر من  ھ لل  شمّس .
مل
عا
ومحصلة الفرق بین مجالات الجذب للقمر والشمس في كلا جانبي الأرض یكون ھو ال
ثر
مؤ
ال .
شكل ) :(2-8تأثیر الشمس والقمر على المدّ والجزر
إن التحلیل الموضح أعلاه تحلیل ٌ مبسط ، لأنھ توجد ف ي الحقیق ة عوام ل أخ رى تعق د تعاق ب
ی ل
ظاھرة المد والجزر ولكن تأثیرھ ا قل . فم ثلاً ب الرغم م ن أن الظ اھرة غی ر ف صلیة إلا أن
ًثرا
الظ  روف الجوی  ة یمك  ن أن تلع  ب دورا ً م  ؤ . فالری  اح العالی  ة والعواص  ف إذا ح  دثت ف  ي
وقت المد ّ العالي نتج مّد عارم یتطلب تصمیم حواجز المیاه بحیث تستطیع مقاومة ھذا المد .
ی ل
وھنالك عوامل أخرى متعلقة بتولید الطاقة على الرغم م ن أن تأثیرھ ا قل . فم ثلاً التعاق ب
ً ا
النصف الشھري العالي والجزر الواطئ یتأثران ویقلان بسبب كون مدار القم ر ل یس دائری
بل على شكل بیضوي . وتحدث أیضاً تغیرات مداریة طویلة المدى ، منھا مثلاً ش بھ ال دورة
السنویة التي یسببھا میلان مدار القمر بالنسبة للأرض )حول ال شمس( والت ي ت سبب اختلاف اً
بنسبة حوالي % 10بارتفاع المد .
قمر
ال
الربع الأول
مدّ وجزر الشمس الأرض
قمر
مدّ وجزر ال
جزر تام
خیر
الربع الأ
شمس
مدّ وجزر ال
قمر
مدّ وجزر ال
جزر الربیع
قمر
ال
شمس
ال
شمس
ال
الأرض
171 
ولإكم ال ال  صورة المعق دة لطبیع  ة الم د وأس  بابھ ن شیر إل  ى أن الم ّ د یق  ل ف ي بع  ض المن  اطق
ب  سبب ق  وى كوریل  وس ) ، (Coriolis Forceوھ  ذه تح  دث ب  سبب دوران الأرض وخ  روج
تیارات الم ّد من طریقھا الاعتیادي .
وبعیدا ً ع ن الاض طرابات الب سیطة ك التي ذكرناھ ا ف إن الت أثیر الع ام للتج اذب الأساس ي ب ین
 ى
الشمس والقمر والأرض یجعل التغیی ر الاعتی ادي للم ّ د ی صل إل  0.5مت ر . ولك ن م ستوى
كل
ارتف  اع الم  د ف  ي المن  اطق الت  ي تق  ع عل  ى ال  سواحل ف  ي بع  ض الأحی  ان یك  ون متغی  را ً ب  ش
واضح ، ویتضاعف ب سبب التغی رات الطبوغرافی ة المحلی ة كالمن اطق ال ساحلیة ال ضحلة أو
عند مصبات الأنھار .
وعند اقتراب الم ّد من السواحل یقل ّ عمق الماء ویزداد جریان الم ّد حتى یصل إلى ح والي 3
متر . أما إذا دخل الم ّد في مضیق أو مص ّب نھر مناسب فإنھ یكون عل ى ش كل قم ع وعن دھا
 ى
یزداد الارتف اع أكث ر وق د ی صل إل  10أمت ار أو إل ى  15مت را ً ف ي بع ض المواق ع . وتلع ب
ظ  اھرة ال  رنین ) (Resonance Effectدورا ً كبی  را ً ف  ي ذل  ك . ف  الرنین) (Resonanceی  شبھ
الذب  ذبات الت  ي یمك  ن أن تح  دث ف  ي ال  صنادیق ال  صوتیة الخاص  ة ب  الآلات الموس  یقیة وذل  ك
بتكبی ر ذب  ذبات معین ة ف  ي ال صوت الأص  لي . ویعتم  د وج ود أي ّ رن  ین عل ى ش  كل التجوی  ف
المكوّن لھ وسعة ذلك التجویف .
ویمكن توضیح بعض المعلومات عن الرنین كالآتي :
عیا
تأثیر الرنین یحدث موق )في م صبات الأنھ ار م ثلاً أو ف ي وس ط المحیط ات( ، ول ھ ت أثیر
كبی  ر عل  ى زی  ادة م  ستوى الم ّ  د . إن م  صّب نھ  ر أو قاع  دة مح  یط كامل  ة یمك  ن أن تت  صرف
كفجوة رنین صندوق أو منطقة محصورة یحدث فیھا رنین عندما تتطابق أبعاد الصندوق أو
المنطق ة المح  صورة م  ع موج ة التغی  رات الم  ؤثرة أو الإش  ارة المت رددة . ف  إذا كان  ت الأبع  اد
مناسبة فإن الموجات تنحصر في حیط ان الفج وة وت نعكس منھ ا ، وب ذلك ی تم تكبی ر الإش ارة
الأصلیة . وھذه الموجات المستقرة یمكن أن یك ون لھ ا موج ات م ضاعفة للموج ة الأص لیة،
وبنفس الطریقة یمكن أن یحدث الرنین مع موجات تبلغ نصف أو ربع الموجة الأصلیة .
إن طبیعة الزیادة والنقصان في الم ّد والجزر یمكن تمثیلھا بإشارة مت رددة أو متذبذب ة ت ساعد
على تكوین رنین مكبر في حوض المحیط أو ف ي الخلج ان ذات الأبع اد المناس بة . فالم سافة
بین أمریكا الشمالیة وأوروبا تقدر بحوالي  4000كیلو مت ر ، وق د وج د بأنھ ا مناس بة لتك وین
172 
رن  ین ف  ي دورة الم  د والج  زر الت  ي تح  دث ك  ل  12س  اعة ، وبموج  ة ی  ساوي طولھ  ا ض  عف
سي
طل
عرض المحیط الأ .
وم  ن الناحی  ة العلمی  ة ف إن م  ستویات الم  د والج  زر الت  ي تح  دث ف  ي ك  ل س  احل تعتم  د عل  ى
المؤثرات الموقعیة . وأن الفجوة المترددة أو المتذبذبة ، وھي حوض المحیط ، تم افتراضھا
بأن لھا جوانب عمودی ة ت ستطیع أن تعك س الموج ات ب شكل ت ام . وف ي حال ة ش مال المح یط
الأطلسي فإن مستوى الم ّد والجزر ف ي ح وض المح یط یبل غ ح والي  0.5مت ر وی صل إل ى 3
حل
متر عند كل سا .
یبل  غ
ویح دث أی  ضاً رن  ین مخف ف م  ن ھ  ذا الن  وع بذب ذبات مختلف  ة ف  ي المح یط الھ  ادي ال  ذي
عرض ھ أربع  ة أض  عاف المح  یط الأطل  سي ، وموج  ات الم  د المت  رددة ف  ي ھ  ذه الحال  ة یك  ون
طولھ  ا الم  وجي ن  صف ع  رض المح  یط . وبم  ا أن ع  رض المح  یط غی  ر متماث  ل ف  إن ت  أثیر
الرنین حول المحیط الھادي أكثر تعقیدا ً ولكنھ أقل إثارة . وفي بعض مناطق المحیط الھ ادي
یحدث مّد وجزر منخفضان ، وفي بع ض المن اطق یح دث م د وج زر واح د ف ي الی وم وذل ك
لأن الرنین یحدث كل  24ساعة .
(Local Resonauce)  الرنین الموقعي3-8
ف ي
عي
بالإضافة إلى الرنین الذي یحدث عل ى ط ول ح وض المح یط ف إن ح دوث رن ین م وق
بع ض المن اطق ال ساحلیة ال  ضحلة ممك ن . فم ثلاً یمك ن أن یك  ون لح وض ص غیر ف ي خل  یج
مستوى مد وجزر یصل إلى حوالي  10أمتار . ولمن اطق مث ل البح ر الایرلن دي )(Irish Sea
، وقن اة برس تل ) (Bristol Channelوخل یج س یفیرن ) (Sevrn Estuaryف ي المملك ة المتح دة
التي یمتد طولھا إلى  600كیلو متر رنین طبیع ي یح دث ك ل  6س اعات تقریب اً، ورن ین عل ى
ربع طول الموجة )ضعف ذبذبة موجة المد( . وھنالك أیضاً رنین على نصف طول الموجھ
في الم ساحة الواقع ة ب ین منطق ة لاندزان د ) (Lands Endودوف ر ) (Doverعل ى ط ول القن اة
الإنجلیزیة )عرضھا  500كیلو متر وبعمق تقریبي  70مترا ً( .
إن الرنین یكون أكثر تأثیرا ً في الخلج ان لأنھ ا فج وات مغلق ة ، وال رنین ف ي معظ م الأحی ان
معقد وذلك لتغیر العرض والعمق ولطبیعة قعر الخلیج التي تضیف خسائر احتك اك متغی رة.
وحتى عند عدم فھم حدوث الرنین بصورة عمیقة فإنھ یمكن بوضوح أن نرى أنھ عند وجود
موق  ع عل  ى ش  كل قم  ع ف  إن م  ستوى الم  د ی  زداد عن  دما یج  ري الم  د ض  د التی  ار وعن  دما یق  ل
173 
عرض الخلیج وعمقھ . وھناك أی ضاً ت أثیرات احتك اك تك ون عل ى ش كل خ سائر ف ي الطاق ة
عندما یج ري الم د عل ى م واد مختلف ة م ن ق اع الخل یج . فف ي بع ض الأحی ان ، وف ي خلج ان
طویلة ، تحدث تأثیرات للمد والجزر ضد التیار . فبدلا ً من حدوث ارتفاع قلیل نسبیا ً كما ھو
متوق ع ف ي الج زء الكبی ر م ن خل یج س  فیرن ) (Sevrn Estuaryف إن جری ان الم د ض د التی  ار
ثق ب
یمكن تركیزه لیرتفع بصورة مفاجئة بحی ث یمك ن أن یرتف ع إل ى موج ة عمودی ة ت سمى
سفیرن ) . (Sevrn Boreونفس التأثیر یحدث عل ى ط ول خلج ان أخ رى بم ا ف ي ذل ك خلیج ا
بر
ھم ) ، (Humberوھوكلي ) (Hooglyالقریبان من كلكتا في الھند .
إن المح  رك الرئی  سي لتولی  د الم  د والج  زر ھ  و التج  اذب ب  ین الأرض والقم  ر ، ولك  ن طاق  ة
جریان المد تأتي من دوران الأرض الذي یعمل تأثیره على تكوین المد في عرض البحار.
 4-8تولید الطاقة
 م
إن المب ادئ الأساس یة الفیزیائی ة والھندس یة المتعلق ة بتولی د الطاق ة الكھربائی ة ن طاق ة الم د
والجزر لا تتضمن تعقیدات ، وھي واضحة نسبیا ً .
إن الح  واجز الت  ي ت  شیّد عل  ى الخلج  ان المناس  بة م  صممة لاس  تخلاص الطاق  ة م  ن ارتف  اع
الأمواج وانخفاضھا وذلك باس تخدام ع َنف ات )توربین ات( من صوبة ف ي المم رات المائی ة عن د
جز
الحوا . والطاقة الكامنة الناتجة عن الاختلاف في مستوى الماء تتحول إل ى طاق ة حركی ة
على شكل ماء یمر بسرعة عالی ة خ لال الع َنف ة. وھ ذه الطاق ة الحركی ة تتح ول ب دورھا إل ى
طاقة حركیة دوار ّة ناتجة عن حركة ش فرات الع َنف ة. وھ ذه الع َنف ة ال دائرة تق وم بت سییر مول د
) (Dynamoلإنت  اج الطاق  ة الكھربائی  ة . ومع  دل الق  درة الناتج  ة م  ن ح  واجز الم  د والج  زر
یتناس  ب ب  صورة تقریبی  ة م  ع مرب  ع م  ستویات الم ّ  د والج  زر . وإن الاش  تقاق الریاض  ي لھ  ذه
العلاقة بسیط ، وھو كالآتي :
ھ و
نفترض أن مدى ارتفاع وانخفاض الموج ة )  ، ( Rوأن م ساحة الح وض خل ف الح اجز
ھا
ثابت  ة ومق  دار ) ، (Aوھ  ذه تبق  ى مغط  اة بالم  اء عن  د الج  زر )ال  شكل  . (3-8فكمی  ة الم  اء
المحصورة تكون كتلتھا تساوي ) (rARعند مرك ز الثق ل ال ذي یك ون عل ى عم ق  R2أثن اء
الم ّد ) rھي كثافة الماء( . وكمیة الطاقة الكامنة القصوى ) (Eالمتوفرة عند الم ّد إذا قل الماء
إلى ارتفاع  R2یمكن حسابھا م ن حاص ل ض رب الكتل ة ) (rARوالارتف اع ) (R2وت سارع
الجاذبیة الأرضیة ) (gأي أن ): (Rgm = E
174 
( )جولrARg(R2) = E
أي أن معدل الطاقة خلال زمن مد واحد مقداره  Tھو . rAR2g2T
ومن الواضح أن أي ّ فرق قلیل في ارتفاع المد یسبب فرقا ً كبیرا ً في إنتاجیة الح اجز وج دواه
الاقت صادیة . وإن مع دل م دى ارتف اع  5مت ر یعتب ر أق ل قیم ة مناس بة لتولی د طاق ة كھربائی  ة
بصورة اقتصادیة . والمعادلة السابقة تبین أیضاً أن الطاقة الناتجة تتناسب أی ضاً م ع م ساحة
ًی ضا
الماء المحصورة خلف الحاجز ، لذا ف إن جغرافی ة الموق ع مھم ة أ . وك ل ھ ذا یعن ي أن
نصب الحاجز عامل مھم في الإنتاجیة .
شكل ) :(3-8تولید الطاقة الكھربائیة من المد والجزر
ھا
وإلى الآن فإن المحطة الوحیدة المنصوبة والتي تبلغ سعت  240میغاواط ھي التي تقع عل ى
خلیج رانس ) (Rance Estuaryفي الساحل الغربي م ن فرن سا ، وھ ي لا ت زال تعم ل بنج اح
منذ  25عاما ً وذلك بالإضافة إلى الع َنفة )التوربین( التي بسعة  18میغ اواط والت ي ت م ن صبھا
(Annapolis Royal In Nova Scotia,  ف ي نوف ا س كوتیا ف ي كن دا1980 ف ي منت صف ع ام
) Canadaومشاریع صغیرة أخرى في مناطق مختلف ة م ن الع الم ، م ن ض منھا م شروع ف ي
خل  یج ص  غیر ق  رب منطق  ة مورمن  سك ) (Murmanskف  ي روس  یا وع  دة م  شاریع أخ  رى ف  ي
الصین .
أعلى مستوى مد
مساحة القاعدة
مّد
أقل مستوى
القاعدة
المدى  Rالبحر
توربین
175 
 5-8العوامل الفنیة
إن الطاق ة الت  ي ت  دخل إل ى الح  اجز وك  ذلك ارتف اع الم  د والج  زر وانخفاض ھ تتب  ع موج  ة جیبی  ة
)الشكل  . (4-8ومثلما ذكر سابقا ً فإن الم ّد والجزر یتعاقبان كل  12.4ساعة ، والقیمة ب ین أعل ى
ارتفاع وأدناه تختلف باختلاف الموق ع نتیج ة لتعقی دات ال رنین ، ونتیج ة لتعقی دات ھیئ ة الخل یج
المع ین ، وللت  أثیر الن  اتج ع  ن اتخ  اذه ش  كل قم  ع م  ع التغی  رات المترتب  ة نتیج  ة لاخ  تلاف العم  ق
والعرض والاحتكاك فوق المواد المختلفة في قاع الخلیج التي تولد تغیّرات موقعیة ، لذلك نرى
أنھ من الصعب تكوین نموذج ریاضي حقیقي للرنین .
وھنالك حاجة ملح ّة لتحلیل ھذه التأثیرات عندما یتم اتخاذ قرار بنصب محطة في منطقة معینة،
وذل  ك لاختی  ار موق  ع الح  اجز واتجاھ  ھ ، لأن ل  ذلك ت  أثیرا ً رئی  سیّا ً عل ى الطاق  ة المنتج  ة. وم  ن
المؤكد أن ھنالك إمكانیة لتحدید موقع حاجز یناسب الخلیج ویكون قریباً من الرنین وذلك لزیادة
الطاقة المنتجة ، ولھذا فإنھ یجب أن یتم الابتعاد عن الأمور التي تع ّكر ح دوث ال رنین الموج ود
فیھا .
وبالإضافة إلى النقاط الأساسیة الخاصة بالموقع والاتجاه فإن ھنالك مجموعة من العوام ل الت ي
تؤثر على إنتاج الطاقة من الحاجز لھا علاقة بنموذج التشغیل .
وتول  د الطاق  ة إم  ا ب  إمرار موج  ة الم  د خ  لال ت  وربین من  صوب عل  ى الح  اجز )وی  سمى تولی  د
الفیضان( ، )الشكل  ، (4-8أو بواسطة السماح للمد بالمرور من الح اجز خ لال البواب ات ب دون
تولید ، وحجز المیاه خلف الح اجز بواس طة غل ق البواب ات . وس تتولد الطاق ة الكھربائی ة نتیج ة
لف  رق الارتف  اع بع  د ال  سماح للم  اء ب  الخروج عب  ر البواب  ات خ  لال فت  رة الج  زر وی  سمى "تولی  د
الج زر" )ال شكل  . (5-8وتولی د الج زر ھ و ال  شائع الاس تخدام ، ولك ن التولی د ف ي ك لا الح  التین
مستخدم أیضاً )ال شكل  . (6-8إن التقنی ات الأساس یة لتولی د الطاق ة متط ورة حالی اً ب شكل جی د ،
ولھ  ا خ  صائص م  شتركة م ع المحط  ات المائی  ة . ویمث  ل ال  شكل ) (7-8ص  ورة فنی  ة ت  صویریة
لمخطط التولید .
حر
مستوى الب
یوم
الوقت في ال
مستوى
القاعدة
الماء
مستوى
جھ
المنت
القدرة
الماء
مستوى
جھ
المنت
بحر القدرة
مستوى القاعدة مستوى ال
یوم
الوقت في ال
مستوى القاعدة
مستوى
حر
الب
الماء
مستوى
جھ
المنت
القدرة
یوم
الوقت في ال
شكل ) :(4-8تولید الفیضان شكل ) :(5-8تولید الجزر شكل ) :(6-8التولید في كلا الحالتین
176 
شكل ) :(7-8صورة فنیة لمخطط التولید
ھناك عدد من الأشكال و الھیئات التي یمكن استخدامھا ف ي ھ ذا الن وع م ن المحط ات . فف ي
محطة لارانس ) (LaRanceاستخدمت منظومة بصلیة ال شكل یك ون فیھ ا الت وربین والمول د
محف  وظین ف  ي مج  ري التی  ار ف  ي منطق  ة م  سیجة عل  ى ش  كل ب  صلة )ال  شكل .(8-8وف  ي ھ  ذه
الحالة سیكون الجریان حول البصلة الكبیرة مع وجود وسیلة للوصول إلى المولد )في حالة
الصیانة( تتضمن قطع سریان مجرى الماء .
شكل ) :(8-8عَنفة )توربین( على شكل بصلة
أعلى ارتفاع
للقاعدة مد عالي
بحر
ال
طئ
جزر وا
القاعدة
اقل ارتفاع
للقاعدة
الجزر
دوار التوربین
خل
مولد في الدا
لة
حاملة البص
جریان الماء
لة
غطاء البص
زع
مو
قاعدة ثابتة
177 
ھ ذه الم شاكل ت م تقلیلھ ا ف ي ت وربین س ترافلو ) (Strafloالم ستخدم ف ي محط ة (Annapolis
) Royalوذلك بنصب المول د ب صورة دائری ة ح ول الحاف ة ، والج زء المع رض للتی ار یك ون
الجزء الدوار من الع َنفة )التوربین( شفرات الع َنفة )التوربین( كما في الشكل ). (9-8
شكل ) :(9-8عَنفة )توربین( تولید داخل إطار
وتوجد أیضاً نوع آخر من الع َنف ات، وھ ي الع َنف ات الأنبوبی ة ) (Tubularوفیھ ا یك ون الج زء
الدوار )شفرات التوربین( موض وعا ً بزاوی ة ی تم فیھ ا نق ل ق درة ال دوران إل ى مول د خ ارجي
)الشكل  . (10-8وسرعة دوران الع َنفة تكون قلیلة اعتیادیا ً ) 100-50دورة بالدقیق ة( ، وبھ ذا
ف إن م  شاكل الاحتك  اك تق  ل مقارن  ة بم  ا یح  دث ف  ي المحط  ات المائی  ة ذات الارتف  اع الع  الي .
ونظرا ً إلى أن كمیة كبیرة من الماء تم ّر في وقت قصیر فإن نصب أعداد كبیرة من الع َنف ات
مطل  وب ف  ي الح  واجز ال  ضخمة . فم  ثلاً المقت  رح ف  ي محط  ة ح  اجز س  یفیرین ) (Severnأن
یكون ھناك  216توربیناً كل منھا ذو سعة مقدارھا  Mw 40وتولد طاقة كلی ة مق دارھا 8640
 Mwأي لھا القدرة على تولید ما مقداره  17تیراواط – ساعة بالسنة )[1210 = (17Twhyr-1
.T1]
شكل ) :(10-8عَنفة )توربین( أنبوبي
مولد
دوار
مولد
دوار
وس
صندوق تر
178 
س ت
 ى
وفي محطات التولید بواسطة الم ّد أو الجزر تستخدم ھذه السعة الكبیرة لم دة ث لاث إل
ساعات لكل دورة مد وجزر ، وم ن الممك ن التولی د خ لال عملیت ي الم د والج زر ف ي عملی ة
باتجاھین بحیث یمكن أن تنتج طاقة ثابتة تقریباً باس تخدام ع َنف ة )ت وربین( عك سیة غاط سة .
وھ  ذا الن  وع م  ن الع َنف  ات )التوربین ات( معق  د ومكل  ف . وعل  ى ال  رغم م  ن أن الإنت  اج یك  ون
موزعا ً على الزمن ، إلا َّ أن قدرتھ التولیدیة تكون أقل م ن التولی د الب سیط ف ي حال ة الج زر .
ًم ا
وسبب ھذا النقصان ھو أنھ یجب دائ الاس تعداد لل دورة الثانی ة . وف ي ھ ذه الحال ة لا یك ون
كلا الطورین الجزر أو المد كاملین إذ أنھ من المفروض فتح البواب ات وتقلی ل م ستوى الم اء
استعدادا ً لدورة المد التالیة والعكس في حالة التولید عند الجزر )ال شكل  .(6-8وع لاوة عل ى
ذلك فإن تأثیر تصمیم الشفرات لا یمكن أن یكون الأفضل عند الاستخدام في اتجاھین .
وھنالك طریقة أخرى یمكن استخدامھا ، وتسمى ضخ المد أو الفی ضان ).(Flood Pumping
وفي ھذه الحالة تعمل مولدات التوربین كمحركات ضخ تتغذى من الشبكة الكھربائی ة وتق وم
بضخ الماء خلف الحاجز إلى الحوض لتجھیز ماء إضافي یستخدم في حالة التولید بالجزر .
وبالإض افة إل  ى ذل  ك ف  إن ھنال  ك ع  دة أن  واع م  ن منظوم  ات الأح  واض المزدوج  ة المقترح  ة
)الشكـــل  . (11-8ویستخدم أحیانا ً الضخ بین الأحواض . والطاقة الفائضة المتولدة في حالة
 ى
الحمل الواطئ من قبل توربین ومولد الحوض الأول یمكن استغلالھا لضخ ماء إل الخ زان
ھ ا
الثاني وذل ك لتولی د الطاق ة عن د الحاج ة إلی . ومھم ا ك ان ش كل المنظوم ة الم ستخدمة ف إن
ھ ي
ھ ا
من
المعدات الأساسیة التي یجب أن تتكون منظومة الطاقة : التوربین ات ، والبواب ات،
وأحیان  اً مك  ان لل  سماح للب  واخر ب  العبور إذ تك  ون مربوط  ة بج  سور م  ع ال  شاطئ . ویوض  ع
التوربین ع ادة ف ي ھیك ل إس منتي ق وي )ك ونكریتي( كبی ر تح ت الم اء ، وھ ذه یمك ن أن ی تم
بناؤھا على الشاطئ ومن ثم وضعھا في مكانھا المناسب تحت الماء )الشكل . (12-8
شكل ) :(11-8أنواع من المنظومات التي یستخدم فیھا الضخ بین الأحواض
التوربینات
التوربینات
قاعدة A
قاعدة A
سد
مضخات
مضخات
مضخات/ توربینات
مضخات/ توربینات
قاعدة B
قاعدة B
179 
شكل ) :(12-8عَنفة )توربین( في حجرة كونكریتیة تحت الماء
إن بوابات المرور ھي م ن الأساس یات الت ي یج ب أن تك ون موج ودة ف ي الح اجز لل سماح للم د
بالمرور استعدادا ً للتولی د ف ي حال ة الج زر ، وھ ي أی ضاً تك ون من صوبة تح ت