พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง
พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงใช้การขึ้น ลง และการไหลของน้ำทะเลตามจังหวะน้ำขึ้นน้ำลงเพื่อผลิตพลังงานที่ใช้ประโยชน์ได้ เป็นพลังงานหมุนเวียนที่คาดการณ์ได้และขึ้นอยู่กับทำเล พร้อมข้อแลกเปลี่ยนด้านวิศวกรรมและสิ่งแวดล้อมที่กำหนดว่าระบบจะใช้งานได้ที่ใด
พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงคืออะไร
พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเป็นพลังงานหมุนเวียนทางทะเลรูปแบบหนึ่งที่แปลงการเคลื่อนที่ของน้ำทะเลเป็นพลังงาน สามารถใช้ความต่างระดับระหว่างน้ำขึ้นกับน้ำลง ความเร็วของกระแสน้ำขึ้นน้ำลง หรือทั้งสองอย่าง ต่างจากคลื่นที่ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากลมและพายุ น้ำขึ้นน้ำลงเป็นไปตามวัฏจักรดาราศาสตร์ที่คาดการณ์ล่วงหน้าได้นาน
ทำไมน้ำขึ้นน้ำลงจึงเคลื่อนที่
น้ำขึ้นน้ำลงเกิดขึ้นเพราะดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ดึงมวลน้ำในมหาสมุทรของโลก ขณะที่โลกหมุน ชายฝั่ง อ่าว รูปร่างพื้นทะเล และช่องแคบสามารถขยายการเคลื่อนที่นั้นได้ พื้นที่ที่มีช่วงน้ำขึ้นน้ำลงมากจะกักพลังงานศักย์ไว้ระหว่างน้ำสูงกับน้ำต่ำ ส่วนช่องน้ำแคบสามารถเปลี่ยนวัฏจักรเดียวกันให้กลายเป็นกระแสน้ำที่ไหลเร็ว
ประเภทเทคโนโลยีหลัก
เขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลงทำงานคล้ายเขื่อนขวางปากแม่น้ำหรืออ่าว ใช้ประตูน้ำและกังหันเมื่อน้ำเติมเข้าแอ่งหรือไหลออกจากแอ่ง กังหันน้ำขึ้นน้ำลงวางอยู่ในกระแสน้ำแรงและทำงานคล้ายกังหันลมใต้น้ำ แนวกังหันวางกังหันเป็นแถวขวางช่องน้ำ ส่วนลากูนน้ำขึ้นน้ำลงที่เสนอไว้จะปิดล้อมพื้นที่ชายฝั่งบางส่วน แต่ตัวอย่างเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ยังมีจำกัด
เหมาะที่สุดที่ใด
พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงไม่ได้ใช้งานได้จริงเท่ากันทุกชายฝั่ง โครงการที่ดีต้องมีการเคลื่อนที่ของน้ำที่แรงและสม่ำเสมอ เข้าถึงสายส่งหรือผู้ใช้ในพื้นที่ มีสภาพท้องทะเลที่รองรับอุปกรณ์ได้ และมีพื้นที่เพียงพอสำหรับการเดินเรือ การประมง สัตว์ป่า และนันทนาการ นั่นคือเหตุผลที่พื้นที่มีศักยภาพจำนวนมากอยู่ในช่องแคบ ทางเข้าอ่าว ปากแม่น้ำ และอ่าวที่มีช่วงน้ำขึ้นน้ำลงสูง มากกว่าชายหาดเปิด
คาดการณ์ได้แต่ทำได้ยาก
ความคาดการณ์ได้ของน้ำขึ้นน้ำลงเป็นจุดแข็งสำคัญ แต่มหาสมุทรเป็นสถานที่ก่อสร้างที่ยาก การกัดกร่อนจากน้ำเค็ม สิ่งมีชีวิตเกาะผิว พายุ การเคลื่อนที่ของตะกอน การบำรุงรักษาใต้น้ำ การเชื่อมต่อโครงข่าย และการอนุญาต อาจเพิ่มต้นทุน กังหันยังต้องแข็งแรงมาก เพราะน้ำทะเลหนาแน่นกว่าอากาศมากและผลักใบพัดกับฐานรองรับแรงกว่ามาก
ข้อแลกเปลี่ยนด้านสิ่งแวดล้อม
โครงการน้ำขึ้นน้ำลงสามารถผลิตไฟฟ้าโดยไม่เผาเชื้อเพลิง แต่ยังส่งผลต่อสิ่งแวดล้อมท้องถิ่น เขื่อนกั้นน้ำอาจเปลี่ยนระดับน้ำ การเคลื่อนที่ของตะกอน ความขุ่น ทางผ่านของปลา พื้นที่ชุ่มน้ำ และนิเวศปากแม่น้ำ กังหันในกระแสน้ำมักมีรอยเท้าทางกายภาพเล็กกว่า แต่ยังต้องศึกษาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทางทะเล ปลา ถิ่นอาศัยพื้นทะเล เสียง และความเสี่ยงต่อการเดินเรืออย่างรอบคอบ
ทำไมจึงสำคัญ
พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงจะไม่ทดแทนพลังงานหมุนเวียนทุกชนิด แต่สามารถเติมบทบาทเฉพาะที่มีประโยชน์ได้ พลังงานชายฝั่งที่คาดการณ์ได้สามารถสนับสนุนชุมชนเกาะ ท่าเรือ การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ เซนเซอร์ การผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเล และโครงข่ายไฟฟ้าที่พึ่งพาแสงอาทิตย์กับลมซึ่งผันแปรอยู่แล้ว อนาคตของพลังงานชนิดนี้ขึ้นอยู่กับการพิสูจน์อุปกรณ์ที่ทนทาน การลดต้นทุน และการเลือกพื้นที่ที่ประโยชน์มากกว่าผลกระทบท้องถิ่น