طاقة إسموزية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
آلية الطاقة الزرقاء

الطاقة الإسموزية أو الطاقة التَنَاضُحِيّة أو الطاقة التَنَافُذِيّة أو توليد الكهرباء باستخدام الخاصّية الإسموزية (بالإنجليزية: Osmotic power)‏ يتم بناءََ على استغلال اختلاف نسبة الأملاح بين المياه العذبة ومياه البحر من أجل الحُصول على الطاقة وتوليد التيار كهربائي.

أولى الاقتراحات لتوليد الكهرباء بهذه الطريقة كانت في سبعينيات القرن الماضي. المحطة التجريبية الأولى تم تشغيلها في 24 سبتمبر 2009 في مدينة توفته في منطقة خليج أوسلو النرويجية.[1][2][3]

مبدأ العمل[عدل]

تتم الاستفادة من ظاهرة الضغط الإسموزي من أجل إنشاء ضغط يؤدي إلى حركة أو دوران التوربين (turbine) وبالتالي توليد الكهرباء. مبدأ العمل كالآتي:

عند التقاء ماء عذب وآخر مالح، يربط بينهما غشاء رقيق حاجز، فينتقل الماء العذب (الحُلو) إلى المالح عبر الغشاء مولداً بذلك ضغطا يُستخدم لتحريك التوربين وتوليد الكهرباء. فمثلا بنسبة أملاح 3.5 % و بدرجة حرارة 10 سيلسيوس فإن الضغط الناشئ يكون 28 بار، والذي ينخفض إلى النصف تقريبا داخل المحطة حسب كفاءة الغشاء.

الغشاء المستعمل هو من نوع خاص، والذي يمنع مرور الأملاح عبره ويقاومها بفعالية ولكن بنفس الوقت يسمح لمرور الماء بسلاسة من ناحية الماء العذب إلى الماء المالح.
بسبب عدم توفر غشاء من هذا النوع لم يتم إنجاز المحطة في السبعينيات عند نشوئها ومنذ التسعينيات نشأت أفكار جديدة لتكوين تلك الأغشية المناسبة ، وتجري أبحاث في مركز هلمهولتز جيستاخت بألمانيا لتطوير مبلمرات خاصة مناسبة لتلك الأغشية.

محصول الطاقة[عدل]

اقتراح لبناء محطة طاقة اسموزية تحت الأرض مجاورة للبحر.

الأماكن المحتملة لإنشاء محطات إسموزية هي الأماكن التي يصب فيها نهر (ماء عذب) في البحر (ماء مالح) أو ملتقى مصبين يختلفان في نسبة أملاحهما، كمجرى المياه العادمة مثلا في النهر. الطاقة المحصلة تتناسب طرديا مع الاختلاف في نسبة الأملاح في المجريين وطرديا مع معدل التدفق بين القسمين عبر الغشاء، كذلك تحتاج تلك التقنية إلى مساحات كبيرة من الأغشية.
من المعيقات للمحطات الإسموزية هو مراعاة حركة السفن في مجرى التقاطع (نهر مع بحر مثلا) و محدودية كمية المياه التي يمكن استخدامها كي لا تؤثر على البيئة سلبا.

التنفيذ[عدل]

الشرط الأساسي للاستخدام التقني للمحطة الإسموزية هو توفر الغشاء الرقيق بالخصائص المذكورة سابقا والتي تم تحديدها منذ 2004 بمشروع ممول من الاتحاد الأوروبي.
المساهمين في المشروع هم:[4]

محطة شتاتكرافتس الجريبية لاستغلال الطاقة الأسموزية في إنتاج الطاقة الكهربية بالقرب من مدينة هوروم في النرويج (أكتوبر 2009)
  • Statkraft في النرويج
  • Instituto de Ciencia e Tecnologia de Polimeros من البرتغال
  • جامعة آلتو الفنلندية
  • Helmholtz-Zentrum Geesthacht في ألمانيا


حالياً فإن القدرة التي تولّدها المحطة هي 3 واط لكل متر مربع للغشاء.[5] في خريف 2007 أعلنت الشركة الحكومية النرويجية ستاتكرافت (Statkraft) عن بناء أول محطة إسموزية في العالم في مقاطعة هوروم في مصب نهر جنوب خليج أوسلو. في نوفمبر 2009 تم تشغيل المحطة واستعمال أغشية وتوليد القدرة الحالية (3 واط لكل متر مربع).
المؤسسات البحثية المشاركة في المشروع ما زالت تعمل على زيادة محصلة الطاقة الناتجة بالعمل على تطوير الغشاء ويقول المسؤول عن Helmholtz-Zentrum Geesthacht المشاركة في المشروع أنه لا بد من الوصول إلى 5 واط لكل متر مربع من الغشاء حتى يتاح استخدام المحطة بشكل اقتصادي.

في عام 2015 تخطط ستاتكرافت النرويجية لإنشاء محطة إسموزية بقدرة 25 ميجا واط بمساحة غشاء قدرها 5 ميلون متر مربع، وتتوقع الشركة بأن النرويج كن أن تحصل في المستقبل على 10 % من الطاقة باستخدام هذا النوع من المحطات.[6]

انظر أيضا[عدل]

المصادر[عدل]

  1. ^ John Gartner (24 نوفمبر 2009)، "World's First Osmotic Power Plant Opens"، Reuters، مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015، اطلع عليه بتاريخ 25 أبريل 2011.
  2. ^ November 24, 2009, cnet.com: Norway opens world's first osmotic power plant نسخة محفوظة 03 نوفمبر 2013 على موقع واي باك مشين.
  3. ^ 30 November 2009, itnsource.com: NORWAY: World's first osmotic power plant opens in Tofte نسخة محفوظة 03 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.
  4. ^ Max-Planck-Institut für Plasmaphysik Olivia Meyer: Osmosekraftwerk: Die Mischung machts. In: Energie-Persketiven. Newsletter des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik. Ausgabe 03/2005
  5. ^ Sebastian Balzter: Zukunftsmusik aus der Doppelgarage. In: صحيفة فرانكفورتر العامة 20. November 2008, S. 20
  6. ^ Anna-Lena Gehrmann: Flussmündungen: Sauberen Strom mit Osmose erzeugen. In: صحيفة شبيغل الإلكترونية. 2. April 2006 نسخة محفوظة 31 أغسطس 2009 على موقع واي باك مشين.