กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 14 นาที

พลังงานจากกระแสน้ำ

พลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงหรือพลังงานจากน้ำขึ้นลง คือพลังงานที่ถูกนำมาใช้ประโยชน์โดยการแปลงพลังงานจากน้ำขึ้นลงให้เป็นพลังงานในรูปแบบที่ใช้งานได้ โดยส่วนใหญ่คือไฟฟ้า...

พลังงานจากกระแสน้ำ

โรงไฟฟ้าพลังน้ำขึ้นน้ำลงทะเลสาบซีฮวาซึ่งตั้งอยู่ในจังหวัดคยองกีประเทศเกาหลีใต้ เป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยมีกำลังการผลิตรวม 254  เมกะวัตต์
โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแรนซ์ใน แคว้นบริตตานี ทางตะวันตกเฉียงเหนือของฝรั่งเศส เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงขนาดใหญ่แห่งแรก (สร้างในปี 1966) โดยมีกำลังการผลิตรวม 240 เมกะวัตต์

พลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงหรือพลังงานจากน้ำขึ้นลง คือพลังงานที่ถูกนำมาใช้ประโยชน์โดยการแปลงพลังงานจากน้ำขึ้นลงให้เป็นพลังงานในรูปแบบที่ใช้งานได้ โดยส่วนใหญ่คือไฟฟ้า โดยใช้หลากหลายวิธีการ

แม้ว่าจะยังไม่เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่พลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงมีศักยภาพในการผลิตไฟฟ้า ในอนาคต กระแสน้ำขึ้นลงสามารถคาดการณ์ได้แม่นยำกว่าลมและแสงอาทิตย์ในบรรดาแหล่งพลังงานหมุนเวียนพลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงมักประสบปัญหาเรื่องต้นทุนที่ค่อนข้างสูงและความพร้อมใช้งานของสถานที่ที่มีช่วงน้ำขึ้นลงหรือความเร็วการไหลสูงเพียงพออย่างจำกัด ซึ่งส่งผลให้ปริมาณการใช้งานโดยรวมลดลง อย่างไรก็ตาม การพัฒนาและปรับปรุงทางเทคโนโลยีในปัจจุบันหลายอย่าง ทั้งในด้านการออกแบบ (เช่นพลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงแบบไดนามิกอ่างเก็บน้ำจากกระแสน้ำขึ้นลง ) และเทคโนโลยีของกังหัน (เช่นกังหันแกนหมุน แบบใหม่ กังหันแบบไหลข้าม ) บ่งชี้ว่าปริมาณการใช้งานโดยรวมของพลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงอาจสูงกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้ และต้นทุนทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมอาจลดลงจนอยู่ในระดับที่แข่งขันได้

ในอดีตโรงสีพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงถูกใช้ทั้งในยุโรปและชายฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติกของอเมริกาเหนือ น้ำที่ไหลเข้ามาจะถูกกักเก็บไว้ในบ่อเก็บน้ำขนาดใหญ่ และเมื่อน้ำลง น้ำจะหมุนกังหันน้ำซึ่งใช้พลังงานกลในการบดเมล็ดพืช[ 1 ]การใช้งานครั้งแรกสุดย้อนไปถึงยุคกลางหรือแม้กระทั่งสมัยโรมัน [ 2 ] [ 3 ] กระบวนการใช้น้ำที่ไหลลงมาและกังหันหมุนเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าได้รับการแนะนำในสหรัฐอเมริกาและยุโรปในศตวรรษที่ 19 [ 4 ]

การผลิตไฟฟ้าจากเทคโนโลยีทางทะเลเพิ่มขึ้นประมาณ 16% ในปี 2018 และประมาณ 13% ในปี 2019 [ 5 ]จำเป็นต้องมีนโยบายส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาเพื่อลดต้นทุนและพัฒนาในวงกว้างต่อไป โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงขนาดใหญ่แห่งแรกของโลกคือโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง Rance ของฝรั่งเศส ซึ่งเริ่มดำเนินการในปี 1966 นับเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดในแง่ของกำลังการผลิต จนกระทั่งโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงทะเลสาบ Sihwaเปิดดำเนินการในเกาหลีใต้ในเดือนสิงหาคม 2011 โรงไฟฟ้า Sihwa ใช้กำแพงป้องกันทะเลพร้อมกังหัน 10 ตัวที่ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 254  เมกะวัตต์[ 6 ]

หลักการ

การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำขึ้นน้ำลงตลอดทั้งวัน

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงได้มาจาก น้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรของโลกแรงน้ำขึ้นน้ำลงเกิดจากการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ ของแรงดึงดูดที่เกิดจากวัตถุบนท้องฟ้า แรงเหล่านี้สร้างการเคลื่อนไหวหรือกระแสน้ำที่สอดคล้องกันในมหาสมุทรของโลก ส่งผลให้ระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ ตามการหมุนของโลก การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีความสม่ำเสมอและคาดการณ์ได้สูง เนื่องจากรูปแบบที่สม่ำเสมอของการหมุนของโลกและวงโคจรของดวงจันทร์รอบโลก[ 7 ] ขนาดและการเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนไหวนี้สะท้อนถึงตำแหน่งที่เปลี่ยนแปลงไปของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์เมื่อเทียบกับโลก ผลกระทบจากการหมุนของโลกและภูมิศาสตร์ท้องถิ่นของพื้นทะเลและชายฝั่ง

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเป็นเทคโนโลยีเดียวที่ดึงพลังงานที่มีอยู่ในลักษณะวงโคจรของระบบโลก-ดวงจันทร์ และในระดับที่น้อยกว่าในระบบโลก-ดวงอาทิตย์ พลังงานธรรมชาติอื่นๆ ที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์นั้นมีต้นกำเนิดมาจากดวงอาทิตย์โดยตรงหรือโดยอ้อม รวมถึงเชื้อเพลิงฟอสซิล พลังงาน ไฟฟ้าพลังน้ำแบบดั้งเดิมพลังงานลมเชื้อเพลิงชีวภาพ พลังงานคลื่นและพลังงานแสงอาทิตย์พลังงานนิวเคลียร์ใช้ประโยชน์จากแร่ ธาตุ ที่สามารถแตกตัวได้ ของโลก ในขณะที่พลังงานความร้อนใต้พิภพ ใช้ ความร้อนภายในของโลกซึ่งมาจากการรวมกันของความร้อนที่เหลือจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ (ประมาณ 20%) และความร้อนที่เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตรังสี (80%) [ 8 ]

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงจะแปลงพลังงานจากการไหลของน้ำขึ้นน้ำลงเป็นไฟฟ้า ความผันแปรของน้ำขึ้นน้ำลงที่มากขึ้นและความเร็วของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มศักยภาพของสถานที่สำหรับการผลิตไฟฟ้าจากน้ำขึ้นน้ำลงได้อย่างมาก ในทางกลับกัน พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมีความน่าเชื่อถือสูง มีความหนาแน่นของพลังงานที่ดีเยี่ยม และมีความทนทานสูง[ 9 ]

เนื่องจากน้ำขึ้นน้ำลงของโลกเกิดจากปฏิสัมพันธ์ทางแรงโน้มถ่วงระหว่างดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ รวมถึงการหมุนของโลก พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงจึงแทบไม่มีวันหมดสิ้น และจัดเป็น ทรัพยากร พลังงานหมุนเวียนการเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลงทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานกลในระบบโลก-ดวงจันทร์ ซึ่งเป็นผลมาจากการสูบน้ำผ่านข้อจำกัดทางธรรมชาติรอบชายฝั่ง และ การสูญเสีย ความหนืดที่ก้นทะเลและในความปั่นป่วนการสูญเสียพลังงานนี้ทำให้การหมุนของโลกช้าลงในช่วง 4.5  พันล้านปีนับตั้งแต่การก่อตัว ในช่วง 620  ล้านปีที่ผ่านมา ระยะเวลาการหมุนของโลก (ความยาวของวัน) เพิ่มขึ้นจาก 21.9  ชั่วโมงเป็น 24  ชั่วโมง[ 10 ]ในช่วงเวลานี้ ระบบโลก-ดวงจันทร์สูญเสียพลังงานการหมุนไป 17% แม้ว่าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงจะดึงพลังงานเพิ่มเติมจากระบบ แต่ผลกระทบนั้นน้อยมากและจะไม่สังเกตเห็นได้ในอนาคตอันใกล้

วิธีการ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเชิงพาณิชย์และเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าเครื่องแรกของโลก SeaGen – ในStrangford Lough [ 11 ] ร่องรอยที่ชัดเจนแสดงให้เห็นถึงพลังในกระแสน้ำขึ้นน้ำลง

พลังงานจากกระแสน้ำสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 วิธีการผลิต:

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสน้ำขึ้นน้ำลง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสน้ำขึ้นน้ำลงใช้พลังงานจลน์ของน้ำที่เคลื่อนที่เพื่อขับเคลื่อนกังหันในลักษณะเดียวกับกังหันลมที่ใช้พลังงานลมในการขับเคลื่อนกังหัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสน้ำขึ้นน้ำลงบางชนิดสามารถสร้างไว้ในโครงสร้างของสะพานที่มีอยู่แล้วหรือจมอยู่ใต้น้ำทั้งหมด จึงหลีกเลี่ยงข้อกังวลเกี่ยวกับความสวยงามหรือผลกระทบทางสายตา ข้อจำกัดของแผ่นดิน เช่น ช่องแคบหรืออ่าว สามารถสร้างความเร็วสูงในบางพื้นที่ ซึ่งสามารถดักจับได้โดยใช้กังหัน กังหันเหล่านี้อาจเป็นแนวนอน แนวตั้ง แบบเปิด หรือแบบมีท่อ[ 12 ]

เขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลง

เขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลงใช้พลังงานศักยภาพในความแตกต่างของความสูง (หรือระดับน้ำ ) ระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลง เมื่อใช้เขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลงเพื่อผลิตพลังงาน พลังงานศักยภาพจากน้ำขึ้นน้ำลงจะถูกยึดไว้โดยการวางเขื่อน เฉพาะทางอย่างมีกลยุทธ์ เมื่อระดับน้ำทะเลสูงขึ้นและน้ำขึ้นเริ่มขึ้น พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่เพิ่มขึ้นชั่วคราวจะถูกส่งไปยังอ่างขนาดใหญ่ด้านหลังเขื่อน ซึ่งกักเก็บพลังงานศักยภาพไว้จำนวนมาก เมื่อน้ำลง พลังงานนี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานกลเมื่อน้ำถูกปล่อยผ่านกังหันขนาดใหญ่ที่สร้างพลังงานไฟฟ้าโดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า[ 13 ] เขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลงโดยพื้นฐานแล้วคือเขื่อนที่ขวางกั้นความกว้างทั้งหมดของปากแม่น้ำที่มีน้ำขึ้นน้ำลง

ทะเลสาบน้ำขึ้นน้ำลง

ตัวเลือกการออกแบบพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแบบใหม่คือการสร้างกำแพงกันดินทรงกลมที่ฝังกังหันไว้ ซึ่งสามารถดักจับพลังงานศักยภาพของน้ำขึ้นน้ำลงได้ อ่างเก็บน้ำที่สร้างขึ้นนั้นคล้ายกับเขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลง ยกเว้นว่าสถานที่ตั้งนั้นเป็นสิ่งประดิษฐ์และไม่มีระบบนิเวศที่มีอยู่ก่อนแล้ว[ 12 ] ทะเลสาบน้ำขึ้นน้ำลงยังสามารถอยู่ในรูปแบบคู่ (หรือสาม) โดยไม่ต้องสูบน้ำ[ 14 ] หรือมีการสูบน้ำ[ 15 ]ซึ่งจะทำให้กำลังการผลิตไฟฟ้าคงที่ พลังงานในการสูบน้ำอาจมาจากพลังงานหมุนเวียนส่วนเกินจากความต้องการของโครงข่ายไฟฟ้า เช่น กังหันลมหรือแผงโซลาร์เซลล์ พลังงานหมุนเวียนส่วนเกินแทนที่จะถูกตัดทิ้ง สามารถนำมาใช้และจัดเก็บไว้สำหรับช่วงเวลาต่อมาได้ ทะเลสาบน้ำขึ้นน้ำลงที่กระจายตัวทางภูมิศาสตร์โดยมีช่วงเวลาหน่วงระหว่างการผลิตสูงสุดจะทำให้การผลิตสูงสุดคงที่ ทำให้ได้การผลิตใกล้เคียงกับระดับพื้นฐานในราคาที่สูงกว่าทางเลือกอื่น ๆ เช่น การจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนสำหรับการทำความร้อนในเขตเมือง โครงการTidal Lagoon Swansea Bay ที่ถูกยกเลิก ในเวลส์ สหราชอาณาจักร จะเป็นสถานีผลิตไฟฟ้าจากน้ำขึ้นน้ำลงแห่งแรกของประเภทนี้หากสร้างเสร็จ[ 16 ]

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแบบไดนามิก

แผนภาพแสดงโครงสร้างเขื่อน DTP จากด้านบน สีน้ำเงินและสีแดงเข้มแสดงถึงระดับน้ำขึ้นและน้ำลงตามลำดับ

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแบบไดนามิก (หรือ DTP) เป็นเทคโนโลยีเชิงทฤษฎีที่จะใช้ประโยชน์จากปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลังงานศักยภาพและพลังงานจลน์ในกระแสน้ำขึ้นน้ำลง โดยเสนอให้ สร้างเขื่อนยาวมาก (เช่น ยาว 30-50 กิโลเมตร) จากชายฝั่งออกไปในทะเลหรือมหาสมุทรโดยตรง โดยไม่ปิดล้อมพื้นที่ความแตกต่างของเฟส น้ำขึ้นน้ำลง จะเกิดขึ้นทั่วเขื่อน ทำให้เกิดความแตกต่างของระดับน้ำอย่างมีนัยสำคัญในทะเลชายฝั่งตื้น ซึ่งมีกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่แกว่งตัวขนานกับชายฝั่งอย่างรุนแรง เช่นเดียวกับที่พบในสหราชอาณาจักร จีน และเกาหลี

การศึกษาเกี่ยวกับสหรัฐอเมริกาและแคนาดาในศตวรรษที่ 20

การศึกษาครั้งแรกเกี่ยวกับโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงขนาดใหญ่ดำเนินการโดยคณะกรรมการพลังงานแห่งสหรัฐอเมริกาในปี 1924 หากสร้างเสร็จ โรงไฟฟ้าจะตั้งอยู่ในบริเวณชายแดนทางเหนือของรัฐเมน ของสหรัฐอเมริกา และบริเวณชายแดนทางตะวันออกเฉียงใต้ของจังหวัดนิวบรันสวิกของแคนาดา โดยมีเขื่อน โรงไฟฟ้า และประตูน้ำต่างๆ ล้อมรอบอ่าวฟันดีและอ่าวปัสซามาควอดดี (หมายเหตุ: ดูแผนที่ในเอกสารอ้างอิง) การศึกษาดังกล่าวไม่ได้นำไปสู่ผลลัพธ์ใดๆ และไม่ทราบว่าแคนาดาได้รับการติดต่อเกี่ยวกับการศึกษานี้จากคณะกรรมการพลังงานแห่งสหรัฐอเมริกาหรือไม่[ 17 ]

ในปี พ.ศ. 2499 บริษัทสาธารณูปโภคNova Scotia Light and Powerแห่งแฮลิแฟกซ์ได้ว่าจ้างการศึกษาความเป็นไปได้ในการพัฒนาพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเชิงพาณิชย์สองฉบับใน ฝั่ง โนวาส โกเชีย ของอ่าวฟันดี การศึกษาทั้งสองฉบับโดยStone & Websterแห่งบอสตันและโดยMontreal Engineering Companyแห่งมอนทรีออลได้สรุปอย่างอิสระว่าสามารถดึงพลังงานได้หลายล้านแรงม้า (เช่น กิกะวัตต์) จากฟันดี แต่ต้นทุนการพัฒนาจะสูงเกินไปในเชิงพาณิชย์[ 18 ]

นอกจากนี้ ยังมีรายงานจากคณะกรรมการระหว่างประเทศในเดือนเมษายน ปี 1961 เรื่อง "การตรวจสอบโครงการพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงปัสซามาควอดดีระหว่างประเทศ" ซึ่งจัดทำโดยรัฐบาลกลางของสหรัฐอเมริกาและแคนาดา โดยพิจารณาจากอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อต้นทุนแล้ว โครงการนี้เป็นประโยชน์ต่อสหรัฐอเมริกา แต่ไม่เป็นประโยชน์ต่อแคนาดา

รัฐบาลแคนาดา โนวาสโกเชีย และนิวบรันสวิก ได้มอบหมายให้ทำการศึกษา (การประเมินพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงฟันดีอีกครั้ง) เพื่อพิจารณาศักยภาพของเขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลงที่อ่าวชิกเนคโตและอ่าวมินาส ซึ่งอยู่ปลายสุดของปากแม่น้ำฟันดีเบย์ มีสามแห่งที่ได้รับการพิจารณาว่ามีความเป็นไปได้ทางการเงิน ได้แก่ อ่าวเชโพดี (1550  เมกะวัตต์) อ่าวคัมเบอร์แลนด์ (1085  เมกะวัตต์) และอ่าวโคเบควิด (3800  เมกะวัตต์) แต่โครงการเหล่านี้ไม่เคยถูกสร้างขึ้นแม้จะมีความเป็นไปได้ที่ชัดเจนในปี 1977 [ 19 ]

การศึกษาของสหรัฐอเมริกาในศตวรรษที่ 21

เขตสาธารณูปโภคสโนโฮมิช (Snohomish PUD) ซึ่งตั้งอยู่ในเขตสโนโฮมิช รัฐวอชิงตัน ได้เริ่มโครงการพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงในปี 2550 [ 20 ]ในเดือนเมษายน 2552 PUD ได้เลือก OpenHydro [ 21 ]ซึ่งเป็นบริษัทที่ตั้งอยู่ในไอร์แลนด์ เพื่อพัฒนาเครื่องกังหันและอุปกรณ์สำหรับการติดตั้งในอนาคต โครงการที่ออกแบบไว้ในตอนแรกคือการวางอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าในพื้นที่ที่มีกระแสน้ำขึ้นน้ำลงสูงและใช้งานอุปกรณ์นั้นเป็นเวลาสี่ถึงห้าปี หลังจากช่วงทดลองแล้ว อุปกรณ์จะถูกถอดออก โครงการนี้มีงบประมาณเริ่มต้นที่ 10  ล้านดอลลาร์ โดยครึ่งหนึ่งของเงินทุนนั้นมาจากเงินสำรองของ PUD และอีกครึ่งหนึ่งมาจากเงินช่วยเหลือ ซึ่งส่วนใหญ่มาจากรัฐบาลกลางของสหรัฐอเมริกา PUD จ่ายเงินส่วนหนึ่งของโครงการนี้จากเงินสำรองและได้รับเงินช่วยเหลือ 900,000 ดอลลาร์ในปี 2552 และเงิน ช่วยเหลือ 3.5 ล้านดอลลาร์ในปี 2553 นอกเหนือจากการใช้เงินสำรองเพื่อจ่าย ค่าใช้จ่ายที่คาดการณ์ไว้ประมาณ 4 ล้าน ดอลลาร์ ในปี 2553 งบประมาณที่ประเมินไว้เพิ่มขึ้นเป็น 20  ล้านดอลลาร์ โดยครึ่งหนึ่งจ่ายโดยบริษัทสาธารณูปโภค และอีกครึ่งหนึ่งจ่ายโดยรัฐบาลกลาง บริษัทสาธารณูปโภคไม่สามารถควบคุมต้นทุนในโครงการนี้ได้ และภายในเดือนตุลาคม 2557 ต้นทุนได้พุ่งสูงขึ้นเป็นประมาณ 38  ล้านดอลลาร์ และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นต่อไป บริษัทสาธารณูปโภคเสนอให้รัฐบาลกลางจัดหาเงินเพิ่มอีก 10  ล้านดอลลาร์สำหรับต้นทุนที่เพิ่มขึ้นนี้ โดยอ้างถึง ข้อ ตกลงสุภาพบุรุษ[ 22 ]เมื่อรัฐบาลกลางปฏิเสธที่จะจ่ายเงินจำนวนนี้ บริษัทสาธารณูปโภคจึงยกเลิกโครงการหลังจากใช้เงินเกือบ 10  ล้านดอลลาร์จากเงินสำรองและเงินช่วยเหลือ บริษัทสาธารณูปโภคได้ละทิ้งการสำรวจพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงทั้งหมดหลังจากโครงการนี้ถูกยกเลิก และไม่ได้เป็นเจ้าของหรือดำเนินการแหล่งพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงใดๆ

โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเมืองแรนซ์ ประเทศฝรั่งเศส

ในปี พ.ศ. 2509 บริษัท Électricité de Franceได้เปิดโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง Ranceซึ่งตั้งอยู่บนปากแม่น้ำ Ranceในแคว้นบริตตานี โรงไฟฟ้า แห่งนี้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแห่งแรกของโลก[ 23 ] เป็นเวลา 45 ปี โรงไฟฟ้าแห่งนี้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดในโลกเมื่อพิจารณาจากกำลังการผลิตที่ติดตั้ง โดยมี กังหัน 24 ตัวที่ให้ผลผลิตสูงสุด 240 เมกะวัตต์ (MW) และเฉลี่ย 57  เมกะวัตต์คิดเป็นอัตราส่วนกำลังการผลิตประมาณ 24%

การพัฒนาพลังงานจากกระแสน้ำในสหราชอาณาจักร

ศูนย์ทดสอบพลังงานทางทะเลแห่งแรกของโลกก่อตั้งขึ้นในปี 2546 เพื่อเริ่มต้นการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานคลื่นและพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงในสหราชอาณาจักรศูนย์พลังงานทางทะเลแห่งยุโรป (EMEC) ซึ่งตั้งอยู่ที่ออร์กนีย์ สก็อตแลนด์ ได้ให้การสนับสนุนการติดตั้งอุปกรณ์พลังงานคลื่นและพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมากกว่าสถานที่ใดๆ ในโลก EMEC จัดให้มีสถานที่ทดสอบหลากหลายแห่งในสภาพทะเลจริง สถานที่ทดสอบพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าตั้งอยู่ที่Fall of WarnessนอกเกาะEdayในช่องแคบที่รวมกระแสน้ำขึ้นน้ำลงขณะไหลระหว่างมหาสมุทรแอตแลนติกและทะเลเหนือ บริเวณนี้มีกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่แรงมาก ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วถึง4 เมตรต่อวินาที (8.9 ไมล์ต่อชั่วโมง; 7.8 นอต; 14 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)ในช่วงน้ำขึ้นสูงสุด ผู้พัฒนาพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ได้ทำการทดสอบในสถานที่แห่งนี้ ได้แก่ Alstom (เดิมชื่อ Tidal Generation Ltd); ANDRITZ HYDRO Hammerfest; Atlantis Resources Corporation; Nautricity; OpenHydro; Scotrenewables Tidal Power; และ Voith [ 24 ]ทรัพยากรอาจมี 4 TJ ต่อปี[ 25 ] ในส่วนอื่นๆ ของสหราชอาณาจักร สามารถสกัดพลังงานได้ 50 TWh ต่อปี หาก ติดตั้งกำลังการผลิต 25 GW ด้วยใบพัดแบบหมุนได้[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]       

โครงการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงในปัจจุบันและอนาคต

การติดตั้งกังหันลมใต้น้ำ Verdant Power ขนาด 35 กิโลวัตต์จำนวน 3 ตัวของ Roosevelt Island Tidal Energy (RITE) บนฐานรูปสามเหลี่ยมเดี่ยว (เรียกว่า TriFrame) นอกชายฝั่งเกาะรูสเวลต์ของนครนิวยอร์ก เมื่อวันที่ 22 ตุลาคม 2020 [ 29 ]
  • โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง Ranceสร้างขึ้นในช่วงระยะเวลาหก ปี ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2503 ถึง พ.ศ. 2509 ที่La Ranceประเทศฝรั่งเศส[ 30 ]มี กำลังการผลิตติดตั้ง 240 เมกะวัตต์
  • โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงทะเลสาบซีฮวา ขนาด 254  เมกะวัตต์ในเกาหลีใต้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดในโลก การก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ในปี 2554 [ 31 ] [ 32 ]
  • สถานีผลิตไฟฟ้าจากน้ำขึ้นน้ำลงเจียงเซี่ยทางใต้ของเมืองหางโจวประเทศจีนเปิดใช้งานมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2528 โดยมีกำลังการผลิตติดตั้งในปัจจุบันอยู่ที่ 3.2  เมกะวัตต์ มีการวางแผนสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเพิ่มเติมใกล้ปาก แม่น้ำ ยาลู[ 33 ]
  • เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเครื่องแรกในอเมริกาเหนือ ( โครงการสาธิตพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง Race Rocks ) ได้รับการติดตั้งที่Race Rocksทางตอนใต้ของเกาะแวนคูเวอร์ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2549 [ 34 ] [ 35 ]โครงการ Race Rocks ถูกปิดตัวลงหลังจากดำเนินการมาห้าปี (พ.ศ. 2549–2554) เนื่องจากต้นทุนการดำเนินงานสูงทำให้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในอัตราที่ไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ[ 36 ]ขั้นตอนต่อไปในการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงนี้จะอยู่ที่โนวาสโกเชีย (อ่าวฟันดี) [ 37 ]
  • สหภาพโซเวียตได้สร้างโครงการขนาดเล็กขึ้นที่คิสลาญา กูบาบนทะเลบาเรนต์มี กำลังการผลิตติดตั้ง 0.4 เมกะวัตต์ ในปี 2549 ได้มีการปรับปรุงเพิ่มเติมด้วย กังหันลมแบบออร์โธโกนอลขั้นสูงรุ่นทดลองขนาด 1.2 เมกะวัตต์
  • โรงไฟฟ้าพลังน้ำขึ้นน้ำลง Jindo Uldolmokในเกาหลีใต้เป็นโครงการผลิตไฟฟ้าจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่วางแผนจะขยายกำลังการผลิตอย่างต่อเนื่องจนถึง 90  เมกะวัตต์ภายในปี 2013  โดยติดตั้งเครื่องแรกขนาด 1 เมกะวัตต์ในเดือนพฤษภาคม 2009 [ 38 ]
  • ระบบ SeaGenขนาด 1.2  เมกะวัตต์เริ่มใช้งานได้ในช่วงปลายปี 2551 ที่Strangford Loughในไอร์แลนด์เหนือ[ 39 ]และถูกปลดประจำการและนำออกในปี 2559 [ 40 ]
  • บริษัท Daewoo ได้ลงนามใน สัญญาสำหรับ เขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลงขนาด 812 เมกะวัตต์ใกล้เกาะกังฮวา (เกาหลีใต้) ทางตะวันตกเฉียงเหนือของอินชอน มีการวางแผนให้แล้วเสร็จในปี 2015 [ 31 ]แต่โครงการถูกยกเลิกในปี 2013 [ 41 ]
  • รัฐบาลเกาหลีใต้เสนอโครงการสร้างเขื่อนขนาด 1,320  เมกะวัตต์ รอบเกาะทางตะวันตกของอินชอนในปี 2552 โครงการดังกล่าวถูกระงับตั้งแต่ปี 2555 เนื่องจากความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม [ 42 ]
  • รัฐบาลสกอตแลนด์ได้อนุมัติแผนสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง"Òran na Mara"  ขนาด 10 เมกะวัตต์ ใกล้กับ เกาะ Islayประเทศสกอตแลนด์ ซึ่งมีค่าใช้จ่าย 40 ล้านปอนด์ และประกอบด้วยกังหัน 10 ตัวซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับบ้านเรือนกว่า 5,000 หลัง กังหันตัวแรกคาดว่าจะเริ่มใช้งานได้ในปี 2013 [ 43 ]และต่อมาได้ประกาศอีกครั้งในปี 2021 [ 44 ]แต่จนถึงปี 2023 ก็ยังไม่มีกังหันตัวใดใช้งานได้  
  • รัฐคุชราต ของอินเดีย กำลังวางแผนที่จะเป็นเจ้าภาพสถานีผลิตไฟฟ้าจากน้ำขึ้นน้ำลงเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่แห่งแรกของเอเชียใต้ บริษัท Atlantis Resources วางแผนที่จะติดตั้ง ฟาร์มน้ำขึ้นน้ำลงขนาด 50 เมกะวัตต์ในอ่าวคุชบนชายฝั่งตะวันตกของอินเดีย โดยมีแผนจะเริ่มก่อสร้างในปี 2012 [ 45 ]แต่ต่อมาได้ถอนตัวเนื่องจากต้นทุนสูง[ 46 ]
  • Ocean Renewable Power Corporation เป็นบริษัทแรกที่ส่งพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงไปยังโครงข่ายไฟฟ้าของสหรัฐฯ ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2555 เมื่อระบบ TidGen นำร่องของบริษัทถูกนำไปใช้งานสำเร็จในอ่าว Cobscookใกล้กับ Eastport [ 47 ]
  • ในนครนิวยอร์ก Verdant Power ประสบความสำเร็จในการติดตั้งและใช้งานกังหันน้ำขึ้นน้ำลง 3 ตัวในแม่น้ำอีสต์ริเวอร์ใกล้เกาะรูสเวลต์ บนระบบฐานสามเหลี่ยมเดียวที่เรียกว่า TriFrame โครงการพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเกาะรูสเวลต์ (RITE) ผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากกว่า 300 เมกะวัตต์ชั่วโมง (MWh) ให้กับโครงข่ายไฟฟ้าในพื้นที่ ซึ่งเป็นสถิติพลังงานทางทะเลของอเมริกา ประสิทธิภาพของระบบได้รับการยืนยันอย่างอิสระโดยศูนย์พลังงานทางทะเลแห่งยุโรป (EMEC) ของสกอตแลนด์ ภายใต้มาตรฐานสากลใหม่ของคณะกรรมาธิการไฟฟ้าสากล (IEC) นี่เป็นกรณีแรกของการตรวจสอบโดยบุคคลที่สามของเครื่องแปลงพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงตามมาตรฐานสากล[ 48 ]
  • โครงการพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดชื่อMeyGen (398  เมกะวัตต์) กำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้างในอ่าวเพนท์แลนด์ทางตอนเหนือของสกอตแลนด์ โดยมีกำลังการผลิต 6 เมกะวัตต์ที่ใช้งานได้ตั้งแต่ปี 2018 [ 49 ] [ 50 ]
  • การก่อสร้าง โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงขนาด 320 เมกะวัตต์นอกเมืองสวอนซีในสหราชอาณาจักรได้รับการอนุมัติการวางแผนในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2558 อย่างไรก็ตาม รัฐบาลสหราชอาณาจักรได้ปฏิเสธในภายหลังในปี พ.ศ. 2561 หากสร้างเสร็จจะเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแห่งแรกของโลกที่สร้างขึ้นบนทะเลสาบ[ 51 ]
  • พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเมอร์ซีย์ ซึ่งเป็นเขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลงที่เสนอไว้ภายในช่องทางของปากแม่น้ำเมอร์ซีย์มีกำลังการผลิตสูงสุดถึง 1  กิกะวัตต์ กำลังอยู่ระหว่างการปรึกษาหารือในระดับท้องถิ่นโดย หน่วย งานบริหารส่วนภูมิภาคเมืองลิเวอร์พูล[ 52 ]
  •  มีการเสนอโครงการผลิตไฟฟ้าจากกระแสน้ำขึ้นลงขนาดสูงสุด 240 เมกะวัตต์ที่ มอร์เลส์เกาะแองเกิลซีโดยมีผู้พัฒนาหลายรายร่วมกันเสนอโครงการ และคาดว่าจะติดตั้งกังหันตัวแรกได้ในปี 2026 (ข้อมูลณ ปี 2024) มีการมอบสัญญาซื้อขายส่วนต่าง (Contracts for Difference)ให้กับโครงข่ายไฟฟ้าของสหราชอาณาจักรเป็นจำนวน 38 เมกะวัตต์ [ 53 ]
  • ทะเลสาบเวสต์ซัมเมอร์เซ็ตเป็นโครงการทะเลสาบน้ำขึ้นน้ำลงที่เสนอขึ้นทางด้านใต้ของช่องแคบบริสตอลระหว่างอังกฤษและเวลส์ โดยมีเป้าหมายการผลิตไฟฟ้า 6.5 เทราวัตต์ชั่วโมงต่อปี

ประเด็นปัญหาและความท้าทาย

ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อม

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงสามารถส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลได้ ใบพัดหมุนของกังหันอาจฆ่าสิ่งมีชีวิตในทะเลที่กำลังว่ายน้ำได้โดยไม่ตั้งใจ โครงการต่างๆ เช่น โครงการใน Strangford มีกลไกความปลอดภัยที่ปิดกังหันเมื่อสัตว์ทะเลเข้าใกล้ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัตินี้ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมากเนื่องจากปริมาณสิ่งมีชีวิตในทะเลที่ผ่านกังหัน[ 54 ]ปลาบางชนิดอาจหลีกเลี่ยงพื้นที่นั้นหากถูกคุกคามจากวัตถุที่หมุนอยู่ตลอดเวลาหรือมีเสียงดัง สิ่งมีชีวิตในทะเลเป็นปัจจัยสำคัญอย่างยิ่งในการเลือกสถานที่ตั้งเครื่องกำเนิด ไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง และมีการใช้มาตรการป้องกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีสัตว์ทะเลได้รับผลกระทบน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในแง่ของศักยภาพในการทำให้โลกร้อน (เช่น รอยเท้าคาร์บอน) ผลกระทบของเทคโนโลยีการผลิตพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมีตั้งแต่ 15 ถึง 37  gCO -eq/kWhe โดยมีค่ามัธยฐานอยู่ที่ 23.8  gCO -eq/kWhe [ 55 ]ซึ่งสอดคล้องกับผลกระทบของพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ และดีกว่าเทคโนโลยีที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลอย่างมาก ฐานข้อมูล Tethysให้การเข้าถึงเอกสารทางวิทยาศาสตร์และข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง[ 56 ]

กังหันผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง

ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมหลักของพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเกี่ยวข้องกับการชนและการพันกันของสิ่งมีชีวิตในทะเลกับใบพัด เนื่องจากกระแสน้ำความเร็วสูงเพิ่มความเสี่ยงที่สิ่งมีชีวิตจะถูกผลักเข้าใกล้หรือผ่านอุปกรณ์เหล่านี้ เช่นเดียวกับพลังงานหมุนเวียนนอกชายฝั่งทั้งหมด ยังมีข้อกังวลเกี่ยวกับการสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นเสียงที่อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้อยู่ในน้ำ คลื่นเสียงที่เกิดขึ้นจึงอาจมากกว่าที่เกิดจากพลังงานลมนอกชายฝั่งขึ้นอยู่กับความถี่และแอมพลิจูดของเสียงที่เกิดจากอุปกรณ์พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง คลื่นเสียงนี้อาจมีผลกระทบที่แตกต่างกันต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเล (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสัตว์ที่ใช้การสะท้อนเสียงเพื่อสื่อสารและนำทางในสภาพแวดล้อมทางทะเล เช่นโลมาและวาฬ ) การนำพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงออกยังอาจก่อให้เกิดข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อม เช่นคุณภาพน้ำ ในพื้นที่ห่างไกลเสื่อมโทรม และการรบกวนกระบวนการตกตะกอน[ 57 ] [ 58 ] ขึ้นอยู่กับขนาดของโครงการ ผลกระทบเหล่านี้อาจมีตั้งแต่การสะสมของตะกอนเล็กน้อยใกล้กับอุปกรณ์พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงไปจนถึงการส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อ ระบบนิเวศและกระบวนการชายฝั่ง[ 59 ]

เขื่อนกั้นน้ำขึ้นน้ำลง

การติดตั้งเขื่อนกั้นน้ำอาจเปลี่ยนแปลงแนวชายฝั่งภายในอ่าวหรือปากแม่น้ำส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศขนาดใหญ่ที่พึ่งพาพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลง การขัดขวางการไหลของน้ำเข้าและออกจากอ่าว อาจทำให้การไหลเวียนของน้ำในอ่าวหรือปากแม่น้ำลดลง ส่งผลให้เกิดความขุ่น (ของแข็งแขวนลอย) เพิ่มขึ้น และน้ำเค็มลดลง ซึ่งอาจทำให้ปลาที่เป็นแหล่งอาหารสำคัญของนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตายได้ ปลาอพยพอาจไม่สามารถเข้าถึงลำธารสำหรับวางไข่ได้ และอาจพยายามว่ายผ่านกังหันน้ำ ปัญหาด้านเสียงก็เช่นเดียวกันกับเขื่อนกั้นน้ำ การลดลงของการเข้าถึงทางเรืออาจกลายเป็นปัญหาทางสังคมและเศรษฐกิจ แม้ว่าจะสามารถเพิ่มประตูน้ำเพื่ออนุญาตให้เรือแล่นผ่านได้ช้าๆ ก็ตาม อย่างไรก็ตาม เขื่อนกั้นน้ำอาจช่วยพัฒนาเศรษฐกิจในท้องถิ่นโดยการเพิ่มการเข้าถึงทางบกในฐานะสะพาน น้ำที่สงบขึ้นอาจช่วยให้การพักผ่อนหย่อนใจในอ่าวหรือปากแม่น้ำดีขึ้นด้วย[ 59 ]ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2547 วาฬหลังค่อมตัวหนึ่งว่ายผ่านประตูระบายน้ำ ที่เปิดอยู่ ของโรงไฟฟ้าแอนนาโพลิส รอยัลในช่วงน้ำนิ่ง และติดอยู่หลายวันก่อนที่จะหาทางออกไปยัง อ่าวแอ นนาโพลิสได้ ในที่สุด [ 60 ]

ทะเลสาบน้ำขึ้นน้ำลง

ในด้านสิ่งแวดล้อม ความกังวลหลักๆ คือการที่ใบพัดไปกระทบปลาที่พยายามเข้าไปในทะเลสาบการปล่อยเสียงจากกังหัน และการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการตกตะกอน อย่างไรก็ตาม ผลกระทบเหล่านี้เกิดขึ้นเฉพาะที่และไม่ส่งผลกระทบต่อปากแม่น้ำหรืออ่าวทั้งหมด[ 59 ]

การกัดกร่อน

น้ำเค็มทำให้เกิดการกัดกร่อนในชิ้นส่วนโลหะ การบำรุงรักษาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงอาจทำได้ยากเนื่องจากขนาดและความลึกในน้ำ การใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม โลหะผสมนิกเกลสูง โลหะผสมทองแดง-นิกเกล โลหะผสมนิกเกล-ทองแดง และไทเทเนียม สามารถลดหรือขจัดความเสียหายจากการกัดกร่อนได้อย่างมาก วัสดุคอมโพสิตก็สามารถนำมาใช้ได้เช่นกัน เนื่องจากวัสดุคอมโพสิตไม่เกิดการกัดกร่อนและสามารถให้โครงสร้างที่เบาและทนทานสำหรับพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง[ 61 ]กำลังมีการประเมินวัสดุคอมโพสิตสำหรับพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง[ 62 ]

ของเหลวที่ใช้ในกระบวนการทางกล เช่น สารหล่อลื่น อาจรั่วไหลออกมา ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลบริเวณใกล้เคียง การบำรุงรักษาที่เหมาะสมสามารถลดปริมาณสารเคมีที่เป็นอันตรายที่อาจเข้าสู่สิ่งแวดล้อมได้

การฟาวล์

กระบวนการทางชีวภาพที่เกิดขึ้นเมื่อวางโครงสร้างใดๆ ในบริเวณที่มีกระแสน้ำขึ้นลงแรงและมีความอุดมสมบูรณ์ทางชีวภาพสูงในมหาสมุทร จะทำให้โครงสร้างนั้นกลายเป็นพื้นผิวที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตในทะเล

ค่าใช้จ่าย

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมีต้นทุนเริ่มต้นสูง ซึ่งอาจเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ทำให้ไม่เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน ที่ได้รับความนิยม แม้ว่างานวิจัยจะแสดงให้เห็นว่าประชาชนยินดีที่จะจ่ายเงินและสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงก็ตาม[ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]วิธีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่ อย่างไรก็ตาม พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการวิจัย และอาจสามารถลดต้นทุนได้ในอนาคต ประสิทธิภาพด้านต้นทุนจะแตกต่างกันไปตามสถานที่ตั้งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง ตัวบ่งชี้หนึ่งของประสิทธิภาพด้านต้นทุนคืออัตราส่วน Gibrat ซึ่งเป็นความยาวของเขื่อนในหน่วยเมตรหารด้วยการผลิตพลังงานประจำปีในหน่วยกิโลวัตต์ชั่วโมง[ 66 ]

เนื่องจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมีความน่าเชื่อถือ จึงสามารถคาดการณ์ได้อย่างสมเหตุสมผลว่าจะใช้เวลานานแค่ไหนในการคืนทุนค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่สูงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้ ด้วยความสำเร็จของการออกแบบที่เรียบง่ายขึ้นอย่างมาก กังหันแบบตั้งฉากจึงช่วยประหยัดต้นทุนได้อย่างมาก ส่งผลให้ระยะเวลาการผลิตของแต่ละหน่วยการผลิตลดลง การใช้โลหะลดลง และประสิทธิภาพทางเทคนิคสูงขึ้น[ 67 ]

ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นคือระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงลักษณะของน้ำขึ้นน้ำลงในท้องถิ่นและลดการผลิตพลังงานในอนาคต[ 68 ] [ 69 ]

การตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง

ปัจจัยโหลดสูงที่เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศประมาณ 800 เท่า และลักษณะที่คาดการณ์ได้และเชื่อถือได้ของน้ำขึ้นน้ำลงเมื่อเทียบกับลม ทำให้พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับการผลิตไฟฟ้า การตรวจสอบสภาพเป็นกุญแจสำคัญในการใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่า[ 70 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • เบเกอร์, AC 1991, พลังงานจากกระแสน้ำ , ปีเตอร์ เพเรกรินัส จำกัด, ลอนดอน
  • Baker, GC, Wilson EM, Miller, H., Gibson, RA & Ball, M., 1980. "โครงการนำร่องพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแอนนาโพลิส" ในWaterpower '79 Proceedings , บรรณาธิการไม่ระบุชื่อ, สำนักงานพิมพ์ของรัฐบาลสหรัฐอเมริกา, วอชิงตัน, หน้า 550–559.
  • Hammons, TJ 1993, "พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง", Proceedings of the IEEE , [ออนไลน์], v81, n3, หน้า 419–433. เข้าถึงได้จาก: IEEE/IEEE Xplore. [26 กรกฎาคม 2004]
  • Lecomber, R. 1979, "การประเมินโครงการพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง" ในพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงและการจัดการปากแม่น้ำ , บรรณาธิการ Severn, RT, Dineley, DL และ Hawker, LE, Henry Ling Ltd., Dorchester, หน้า 31–39
  • Jubilo, A., 2019, "ศักยภาพพลังงานหมุนเวียนจากกระแสน้ำ: พื้นฐานสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีในมินดาเนาตะวันออก", การประชุมระดับชาติ PIChE ครั้งที่ 80; Crowne Plaza Galleria, Ortigas Center, Quezon City, ฟิลิปปินส์
  • กระแสน้ำขึ้นลงของสหราชอาณาจักรจะช่วยให้เราลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลได้หรือไม่?ข่าวบีบีซี เผยแพร่เมื่อวันที่ 22 ตุลาคม 2023
  • การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าด้วยระบบกักเก็บน้ำแบบสูบกลับในทะเลสาบน้ำขึ้นน้ำลง โดยเดวิด เจซี แมคเคย์ ห้องปฏิบัติการคาเวนดิช มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร เผยแพร่เมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม 2550
  • พลิกโฉมวงการพลังงาน: พลังงานจากกระแสน้ำในสหราชอาณาจักร – รายงานโดยคณะกรรมการเพื่อการพัฒนาอย่างยั่งยืน เผยแพร่เมื่อตุลาคม 2550
  • 2007 – รายงานโดย Global Energy Survey เผยแพร่เมื่อปี 2007
  • พอร์ทัลและแหล่งรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนทางทะเลเครือข่ายฐานข้อมูลที่ให้การเข้าถึงข้อมูลด้านพลังงานทางทะเลอย่างครอบคลุม
  • พื้นฐานพลังงานทางทะเล: พลังงานกระแสไฟฟ้าข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับพลังงานกระแสไฟฟ้า
  • ฐานข้อมูลโครงการพลังงานทางทะเลฐานข้อมูลที่ให้ข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับการใช้งานพลังงานทางทะเลในสหรัฐอเมริกาและทั่วโลก
  • ฐานข้อมูลเททิส (Tethys Database)ฐานข้อมูลที่รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากการพัฒนาพลังงานทางทะเลและพลังงานลมในทะเล
  • ฐานข้อมูลวิศวกรรมเททิส (Tethys Engineering Database)ฐานข้อมูลที่รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการออกแบบทางเทคนิคและวิศวกรรมของอุปกรณ์พลังงานทางทะเล
  • คลังข้อมูลด้านพลังงานทางทะเลและพลังงานน้ำฐานข้อมูลสำหรับข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมโดยโครงการวิจัยและพัฒนาพลังงานทางทะเลที่ได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา
  • องค์กรความร่วมมือปากแม่น้ำเซเวิร์น: หน้าแหล่งข้อมูลพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง
  • ศูนย์วิจัยพลังงาน ทางทะเล มหาวิทยาลัยสแตรธไคลด์ — การวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับทรัพยากรพลังงานทางทะเล การประเมินเทคโนโลยีการดักจับพลังงานในปัจจุบัน และโครงร่างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
  • งานวิจัยชายฝั่ง – กังหันผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ Foreland Point และคำเตือนเกี่ยวกับเขื่อนกั้นน้ำ Severn ที่เสนอสร้าง
  • ศูนย์พลังงานทางทะเลแห่งยุโรป – รายชื่อผู้พัฒนาพลังงานจากกระแสน้ำ – สืบค้นข้อมูลเมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม 2554 (ลิงก์ได้รับการอัปเดตเมื่อวันที่ 31 มกราคม 2557)
  • แหล่งข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง
  • การตรวจสอบสุขภาพโครงสร้างของเครื่องแปลงพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงแบบคอมโพสิตเก็บถาวรเมื่อ 25 มีนาคม 2014 ที่Wayback Machine
  • พลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลง: แหล่งพลังงานใหม่ (1959)
  • โครงการพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงที่ได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานพลังงานหมุนเวียนแห่งออสเตรเลีย
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Tidal_power&oldid=1329701297#Tidal_lagoon "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ พลังงานจากกระแสน้ำ

พลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงหรือพลังงานจากน้ำขึ้นลง คือพลังงานที่ถูกนำมาใช้ประโยชน์โดยการแปลงพลังงานจากน้ำขึ้นลงให้เป็นพลังงานในรูปแบบที่ใช้งานได้ โดยส่วนใหญ่คือไฟฟ้า...

หลักการ

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงได้มาจาก น้ำขึ้นน้ำลง ในมหาสมุทรของโลก แรงน้ำขึ้นน้ำลง เกิดจากการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ ของแรงดึงดูดที่เกิดจากวัตถุบนท้องฟ้า แรงเหล่านี้สร้างการเคลื่อนไหวหรือกระแสน้ำที่สอดคล้องกันในมหาสมุทรของโลก ส่งผลให้ระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ...

วิธีการ

พลังงานจากกระแสน้ำสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 วิธีการผลิต:

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสน้ำขึ้นน้ำลง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสน้ำขึ้นน้ำลงใช้ พลังงานจลน์ ของน้ำที่เคลื่อนที่เพื่อขับเคลื่อนกังหันในลักษณะเดียวกับ กังหันลม ที่ใช้พลังงานลมในการขับเคลื่อนกังหัน...