مولد تيارات المد والجزر

هذه التقنية مشابهة في فكرتها لطواحين الهواء التقليدية، لكنها تعمل تحت سطح البحر. ومعظم النماذج الأولية قيد التصميم والتطوير والاختبار أو التشغيل حالياً.

تم تشغيل توربين SR2000، وهو نموذج أولي لتوربين عائم بقدرة 2 ميغاواط طورته شركة أوربيتال مارين باور في اسكتلندا، في المركز الأوروبي للطاقة البحرية في أوركني منذ عام 2016. وقد أنتج 3200 ميغاواط/ساعة من الكهرباء خلال 12 شهرًا من الاختبارات المتواصلة. تمت إزالته في سبتمبر 2018 لإفساح المجال أمام توربين أوربيتال O2، وهو النموذج الإنتاجي الذي اكتمل بناؤه في عام 2021. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

شركة توكاردو، ^{[ 7 ]} وهي شركة هولندية، تُشغّل توربينات المد والجزر منذ عام 2008 على سد أفلوتدايك، بالقرب من دين أوفر. ^{[ 8 ]} تُظهر بيانات الإنتاج النموذجية لمولد المد والجزر في نموذج T100 المستخدم في دين أوفر. ^{[ 8 ]} حاليًا، يتم إنتاج نموذج نهري واحد (R1) ونموذجين للمد والجزر (T)، مع نموذج ثالث T3 قيد الإنتاج قريبًا. يبلغ إنتاج الطاقة للنموذج T1 حوالي 100  كيلوواط، وحوالي 200  كيلوواط للنموذج T2. هذه التوربينات مناسبة لتيارات المد والجزر المنخفضة التي تصل سرعتها إلى 0.4  متر/ثانية. ^{[ 9 ]} أُعلنت شركة توكاردو إفلاسها في عام 2019. ^{[ 10 ]} تعاونت شركتا QED Naval وHydroWing لشراء أعمال توربينات المد والجزر التابعة لشركة توكاردو في عام 2020. ^{[ 11 ]}

تم بنجاح تركيب توربين AR-1000، بقدرة 1 ميغاواط، والذي طورته شركة أتلانتس ريسورسز، في منشأة EMEC خلال صيف عام 2011. تُعد سلسلة AR توربينات تجارية ذات محور أفقي مصممة للعمل في المحيطات المفتوحة. تتميز توربينات AR بمجموعة دوارة واحدة ذات شفرات ثابتة الميل. يتم تدوير توربين AR حسب الحاجة مع كل دورة مد وجزر، وذلك خلال فترة سكون المد والجزر، ويُثبت في مكانه للحصول على الاتجاه الأمثل للمد التالي. تبلغ قدرة توربينات AR 1 ميغاواط عند  سرعة تدفق مياه تبلغ 2.65 متر/ثانية. ^{[ 12 ]}

يقع مشروع كفالسوند جنوب هامرفست ، النرويج ، على عمق 50 مترًا تحت سطح البحر. وعلى الرغم من كونه نموذجًا أوليًا،  فقد تم ربط توربين HS300، الذي تبلغ قدرته المعلنة 300 كيلوواط، بشبكة الكهرباء في 13 نوفمبر 2003. وبذلك أصبح أول توربين مد وجزر في العالم يغذي الشبكة الكهربائية. بلغ وزن الهيكل المغمور 120 طنًا، وقواعده الخرسانية 200 طن. صُنعت شفراته الثلاث من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية، وبلغ طولها 10 أمتار من المحور إلى الطرف. يدور الجهاز بسرعة 7 دورات في الدقيقة، بقدرة مركبة تبلغ 0.3 ميغاواط. ^{[ 13 ]}

 تم تركيب توربين "سيفلو" ، وهو توربين تيار بحري من نوع المروحة بقدرة 300 كيلوواط، بواسطة شركة "مارين كارنت توربينز" قبالة سواحل لينموث ، ديفون ، إنجلترا، في عام 2003. ^{[ 14 ]} وتم تركيب مولد التوربين، الذي يبلغ قطره 11 مترًا، على ركيزة فولاذية مغروسة في قاع البحر. وكنموذج أولي، تم توصيله بحمل تفريغ، وليس بشبكة الكهرباء.

في أبريل 2007، بدأت شركة فيردانت باور ^{[ 15 ]} تشغيل مشروع تجريبي في النهر الشرقي بين كوينز وجزيرة روزفلت في مدينة نيويورك ؛ وكان هذا أول مشروع رئيسي لتوليد الطاقة من المد والجزر في الولايات المتحدة. ^{[ 16 ]} شكلت التيارات القوية تحديات للتصميم: فقد انكسرت شفرات النماذج الأولية لعامي 2006 و2007، وتم تركيب توربينات جديدة مُعززة في سبتمبر 2008. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

بعد تجربة Seaflow، قامت شركة Marine Current Turbines بتركيب نموذج أولي كامل الحجم يُدعى SeaGen في بحيرة سترانغفورد في أيرلندا الشمالية في أبريل 2008. بدأ التوربين بتوليد طاقة كاملة تزيد قليلاً عن 1.2  ميغاواط في ديسمبر 2008، ^{[ 19 ]} ويُذكر أنه غذّى  الشبكة بـ 150 كيلوواط لأول مرة في 17 يوليو 2008، وقد ساهم حتى الآن بأكثر من غيغاواط ساعة للمستهلكين في أيرلندا الشمالية. ^{[ 20 ]} وهو حاليًا الجهاز التجاري الوحيد الذي تم تركيبه في أي مكان في العالم. ^{[ 21 ]} يتكون SeaGen من دوارين محوريين، يُشغّل كل منهما مولدًا. التوربينات قادرة على توليد الكهرباء في كل من المد والجزر لأن شفرات الدوار يمكن أن تميل بزاوية 180 درجة. ^{[ 22 ]}

تم اختبار نموذج أولي لتوربين مد وجزر شبه مغمور عائم ومثبت بحبل، يُدعى إيفوبود، منذ يونيو 2008 ^{[ 23 ]} في بحيرة سترانغفورد، أيرلندا الشمالية ، بمقياس 1/10. وتُعرف الشركة البريطانية المطورة له باسم أوشن فلو إنرجي المحدودة ^{[ 24 ].} يحافظ شكل الهيكل المتطور على الاتجاه الأمثل في تيار المد والجزر، وهو مصمم للعمل في ذروة تدفق عمود الماء.

في عام 2010، اقترحت شركة تيناكس إنرجي الأسترالية تركيب 450 توربينًا قبالة سواحل داروين، أستراليا ، في مضيق كلارنس . تتميز هذه التوربينات بقسم دوّار  يبلغ قطره حوالي 15 مترًا وقاعدة ثقل أكبر قليلًا. وستعمل هذه التوربينات في مياه عميقة تقع أسفل الممرات الملاحية. ومن المتوقع أن ينتج كل توربين طاقة تكفي لتزويد ما بين 300 و400 منزل. ^{[ 25 ]}

قامت شركة تايدال ستريم، ومقرها المملكة المتحدة، بتشغيل نسخة مصغرة من توربين تريتون 3 على نهر التايمز عام 2003. ^{[ 26 ]} يمكن تعويم التوربين إلى موقعه، وتركيبه دون الحاجة إلى رافعات أو منصات رفع أو غواصين، ثم تثبيته في وضع التشغيل. عند التشغيل الكامل، تبلغ قدرة توربين تريتون 3 في المياه التي يتراوح عمقها بين 30 و50 مترًا 3 ميغاواط، بينما تصل قدرة توربين تريتون 6 في المياه التي يتراوح عمقها بين 60 و80 مترًا إلى 10 ميغاواط، وذلك حسب تدفق المياه. ويمكن الوصول إلى كلا المنصتين يدويًا في وضع التشغيل وفي وضع الصيانة أثناء التعويم.

يشير تقرير المنصة الأوروبية للتكنولوجيا والابتكار في مجال طاقة المحيطات (ETIP OCEAN) لعام 2019 بعنوان "تزويد المنازل بالطاقة اليوم، وتزويد الدول بالطاقة غداً" إلى كميات قياسية يتم توفيرها من خلال تقنية تيارات المد والجزر. ^{[ 27 ]}

تم اختراع هذه التوربينات بواسطة جورج داريوس في عام 1923 وحصلت على براءة اختراع في عام 1929، ويمكن نشرها إما عموديًا أو أفقيًا.

تُعد توربينة غورلوف [ ^{28 ] نسخة} معدلة من تصميم داريوس، وتتميز بتصميم حلزوني، وهي قيد التجربة التجارية واسعة النطاق في كوريا الجنوبية ^{[ 29 ]} ، حيث بدأت بمحطة بقدرة 1 ميغاواط تم افتتاحها في مايو 2009 ^{[ 30 ]} وتوسعت إلى 90 ميغاواط بحلول عام 2013. ويستخدم مشروع بروتيوس التابع لشركة نبتون للطاقة المتجددة ^{[ 31 ]} توربينة ذات محور رأسي مغطاة يمكن استخدامها لتشكيل مصفوفة في ظروف مصبات الأنهار بشكل رئيسي.

في أبريل 2008، أكملت شركة أوشن رينيوابل باور (ORPC) بنجاح اختبار نموذجها الأولي لوحدة التوربينات والمولدات (TGU) في مواقعها المدية في خليج كوبسكوك والممر الغربي بالقرب من إيستبورت، مين . ^{[ 32 ]} تُعدّ وحدة التوربينات والمولدات (TGU) جوهر تقنية OCGen، وتستخدم توربينات متطورة ذات تدفق عرضي (ADCF) لتشغيل مولد مغناطيسي دائم يقع بين التوربينات ومثبت على نفس المحور. وقد طورت شركة أوشن رينيوابل باور (ORPC) تصاميم لوحدات التوربينات والمولدات (TGU) يمكن استخدامها لتوليد الطاقة من تيارات الأنهار والمد والجزر وتيارات المحيطات العميقة.

بدأت التجارب في مضيق ميسينا بإيطاليا في عام 2001 لمفهوم توربينات كوبولد . ^{[ 33 ]}

باستخدام وسائل زيادة التدفق، مثل القنوات أو الأغطية، يمكن زيادة الطاقة المتاحة للتوربين. وأكثر الأمثلة شيوعًا هو استخدام غطاء لزيادة معدل التدفق عبر التوربين، والذي قد يكون محوريًا أو عرضيًا.

أجرت شركة "تايدال إنرجي" الأسترالية تجارب تجارية ناجحة لتوربينات المد والجزر المغطاة عالية الكفاءة على ساحل جولد كوست في كوينزلاند عام 2002. وقامت الشركة بتسليم توربيناتها المغطاة إلى شمال أستراليا، حيث تُسجّل بعض أسرع التدفقات المائية (11  م/ث، 21  عقدة). وسيوفر توربينان صغيران طاقة قدرها 3.5  ميغاواط. كما خُطط لتوربين آخر أكبر  حجماً، قطره 5 أمتار، قادر على توليد 800 كيلوواط عند سرعة تدفق  4 م/ث، ليكون نموذجاً رائداً لتحلية المياه بالطاقة المد والجزرية بالقرب من مدينة بريسبان الأسترالية. ^{[ 34 ]} 

لا تحتوي الأجهزة المتذبذبة على جزء دوار، بل تستخدم مقاطع انسيابية تُدفع جانبيًا بفعل التدفق. وقد ثبتت فعالية استخلاص الطاقة من التيارات المتذبذبة باستخدام طاحونة الهواء "وينجد بامب" ثنائية أو متعددة الاتجاهات. ^{[ 35 ]} خلال عام 2003، تم اختبار  جهاز مائي متذبذب بقدرة 150 كيلوواط، وهو مولد تيار المد والجزر "ستينغراي" ، قبالة السواحل الاسكتلندية. ^{[ 36 ] [ 37 ]} يستخدم "ستينغراي" مقاطع انسيابية لتوليد التذبذب، مما يسمح له بتوليد الطاقة الهيدروليكية. تُستخدم هذه الطاقة الهيدروليكية لتشغيل محرك هيدروليكي، والذي بدوره يُشغل مولدًا كهربائيًا. ^{[ 1 ]}

تشغل شركة Pulse Tidal جهازًا متذبذبًا يعمل بالهيدروفويل يُسمى مولد النبضات في مصب نهر هامبر . ^{[ 38 ] [ 39 ]} وبعد حصولها على تمويل من الاتحاد الأوروبي، تعمل الشركة على تطوير جهاز تجاري واسع النطاق ليتم تشغيله في عام 2012. ^{[ 40 ]}

يستخدم نظام تحويل الطاقة المدية bioSTREAM المحاكاة الحيوية لأنواع الأسماك السابحة، مثل أسماك القرش والتونة والماكريل، وذلك باستخدام نمط الدفع عالي الكفاءة الخاص بها . ويتم إنتاجه من قبل شركة BioPower Systems الأسترالية. ^{[ 41 ]}

تم تطوير نموذج أولي بقدرة 2  كيلوواط يعتمد على استخدام جناحين مائيين متذبذبين في تكوين متسلسل يُسمى توربين المد والجزر ذو الجناح المتذبذب في جامعة لافال، وتم اختباره بنجاح بالقرب من مدينة كيبيك، كندا، في عام 2009. وقد تم تحقيق كفاءة هيدروديناميكية بنسبة 40% خلال الاختبارات الميدانية. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

تستخدم أجهزة تأثير فنتوري غطاءً أو قناةً لتوليد فرق ضغط يُستخدم لتشغيل دائرة هيدروليكية ثانوية تُستخدم بدورها لتوليد الطاقة. ومن المقرر اختبار جهاز يُسمى "هيدرو فنتوري" في خليج سان فرانسيسكو. ^{[ 44 ] [ 45 ]}

توربينات الطائرات الورقية المدية هي أنظمة طائرات ورقية تحت الماء، أو ما يُعرف باسم "بارافان" ، تقوم بتحويل طاقة المد والجزر إلى كهرباء عن طريق التحرك عبر تيار المد والجزر. وتشير التقديرات إلى أن حوالي 1% من احتياجات الطاقة العالمية لعام 2011 يمكن توفيرها بواسطة هذه الأجهزة على نطاق واسع. ^{[ 46 ]}

تاريخ

في السادس من أغسطس عام 1947، تقدم إرنست سوتشيك من فيينا، النمسا، بطلب للحصول على براءة اختراع رقم US2501696 ، وتنازل عن نصفها لولفغانغ كمنت، وهو أيضاً من فيينا. وقد أظهر اكتشافهما لتوربينات الطائرات الورقية المائية براعة فنية في هذا المجال. وبتقنية مماثلة، طور العديد من الباحثين قبل عام 2006 أنظمة توليد كهرباء متقدمة باستخدام الطائرات الورقية المائية وأنظمة البارافان. وفي عام 2006، طورت شركة مينستو السويدية توربيناً يعمل بالطاقة المدية يُسمى " ديب غرين كايت" . ^{[ 47 ]} وأجرت الشركة أول تجربة بحرية له في بحيرة سترانغفورد في أيرلندا الشمالية صيف عام 2011، حيث استخدمت طائرات ورقية بطول جناح يبلغ 1.4 متر. ^{[ 46 ]} وفي عام 2013، بدأ تشغيل محطة "ديب غرين" التجريبية قبالة سواحل أيرلندا الشمالية، وتستخدم المحطة طائرات ورقية من ألياف الكربون بطول جناح يبلغ 8 أمتار (أو 12 متراً ^{[ 48 ]} ). تبلغ القدرة المقدرة لكل طائرة ورقية 120 كيلوواط عند تدفق المد والجزر بسرعة 1.3 متر في الثانية. ^{[ 49 ]}

تصميم

يبلغ طول جناحي طائرة مينستو الورقية من 8 إلى 14 مترًا (26 إلى 46 قدمًا) . تتميز الطائرة الورقية بتوازنها المحايد، فلا تغرق مع تغير المد والجزر. كل طائرة ورقية مزودة بتوربين بدون تروس لتوليد الطاقة، والتي تُنقل عبر كابل التوصيل إلى محول كهربائي، ومن ثم إلى شبكة الكهرباء. فوهة التوربين محمية لحماية الحياة البحرية. ^{[ 46 ]} تبلغ القدرة المقدرة للنسخة التي يبلغ طولها 14 مترًا 850 كيلوواط عند سرعة 1.7 متر في الثانية. ^{[ 49 ]} 

عملية

تُربط الطائرة الورقية بكابل إلى نقطة ثابتة، وتطير عبر التيار الذي يحمل التوربين. تتحرك الطائرة في مسار دائري على شكل الرقم ثمانية لزيادة سرعة تدفق المياه عبر التوربين عشرة أضعاف. تزداد القوة مع مكعب السرعة ، مما يوفر إمكانية توليد طاقة تزيد ألف ضعف عن الطاقة التي يولدها مولد ثابت. ^{[ 46 ]} هذه المناورة تعني أن الطائرة الورقية قادرة على العمل في تيارات المد والجزر البطيئة جدًا بحيث لا تستطيع تشغيل أجهزة المد والجزر السابقة، مثل توربين SeaGen . ^{[ 46 ]} كان من المتوقع أن تعمل الطائرة الورقية في تدفقات منخفضة تتراوح بين 1 و2.5 متر (3 أقدام و3 بوصات - 8 أقدام وبوصتين ) في الثانية، بينما تحتاج أجهزة الجيل الأول إلى أكثر من 2.5 ثانية. تبلغ قدرة كل طائرة ورقية على توليد طاقة تتراوح بين 150 و800 كيلوواط. ويمكن نشرها في مياه يتراوح عمقها بين 50 و300 متر (160-980 قدمًا) . ^{[ 46 ]}       

كان هناك العديد من مشاريع تيارات المد والجزر التي تم التخلي عنها أو تأجيلها، ويتم تلخيص مجموعة مختارة منها هنا.

في نوفمبر/تشرين الثاني 2007، أعلنت شركة "لونار إنرجي" البريطانية، بالتعاون مع شركة "إي.أون" ، عن عزمها إنشاء أول مزرعة طاقة مد وجزر في العالم قبالة سواحل مقاطعة بيمبروكشاير في ويلز، بهدف تزويد 5000 منزل بالكهرباء. وكان من المقرر تركيب ثمانية توربينات تحت الماء،  يبلغ طول كل منها 25 مترًا وارتفاعها 15  مترًا، في قاع البحر قبالة شبه جزيرة سانت ديفيد. وكان من المقرر بدء أعمال البناء في صيف 2008، على أن يبدأ تشغيلها بحلول عام 2010. ^{[ 62 ]} وقد تم حل شركة "لونار إنرجي" في عام 2019. ^{[ 63 ]}

حصلت شركة ألديرني للطاقة المتجددة المحدودة على ترخيص في عام 2008، وتخطط لاستخدام توربينات المد والجزر لاستخراج الطاقة من تيارات المد والجزر القوية المعروفة حول جزيرة ألديرني في جزر القنال . وتشير التقديرات إلى  إمكانية استخراج ما يصل إلى 3 جيجاواط. وهذا من شأنه أن يلبي احتياجات الجزيرة، ويحقق فائضًا كبيرًا للتصدير، ^{[ 64 ]} عبر كابل فرنسا-ألديرني-بريطانيا (FAB Link) الذي كان من المتوقع تشغيله بحلول عام 2020. وقد تم إنهاء هذا الاتفاق في عام 2017. ^{[ 65 ]}

في عام 2010، أعلنت شركة إن باور التابعة لشركة آر دبليو إي عن شراكتها مع شركة مارين كارنت توربينز لإنشاء مزرعة طاقة مد وجزر بقدرة 10 ميغاواط باستخدام توربينات سيجين إس المدية قبالة سواحل أنجلسي في ويلز، ^{[ 66 ]} بالقرب من جزر سكريز ، وقد مُنحت الموافقة على التخطيط في عام 2013. ^{[ 67 ]} كان من المتوقع أن يبدأ تشغيل المزرعة بالكامل بحلول عام 2015، إلا أن المشروع توقف في عام 2016 بعد استحواذ شركة سيميك أتلانتس إنرجي على شركة مارين كارنت توربينز. ^{[ 68 ]} 

في عام 2015، سعت شركتا الطاقة المدية المحدودة (TEL) و Eco2 الويلزيتان إلى تنفيذ مشروع تجريبي على نطاق تجاري، باستخدام تسع توربينات في سانت ديفيدز هيد. ^{[ 69 ]} ومع ذلك، دخلت شركة TEL في إجراءات الإفلاس بعد أقل من عام من تطوير واختبار  توربين دلتا ستريم بقدرة 400 كيلوواط في عام 2015. ^{[ 70 ]}

في مارس/آذار 2014، وافقت لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية (FERC) على ترخيص تجريبي لشركة سنوهوميش كاونتي PUD لتركيب توربينين من نوع OpenHydro لتوليد الطاقة من المد والجزر في أدميرالتي إنليت ، واشنطن. يُعد هذا المشروع الأول من نوعه في الولايات المتحدة الذي يربط توربينين بشبكة الكهرباء؛ ومن المقرر تركيبه في صيف 2015. صُممت التوربينات بحيث تُوضع مباشرة في قاع البحر على عمق 200 قدم تقريبًا، ما يضمن عدم تأثيرها على الملاحة التجارية. يشمل الترخيص الممنوح من لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية أيضًا خططًا لحماية الأسماك والحياة البرية، فضلًا عن الموارد الثقافية والجمالية، بالإضافة إلى الملاحة. يبلغ قطر كل توربين 6 أمتار، وسيولد ما يصل إلى 300  كيلوواط من الكهرباء. ^{[ 71 ]} في سبتمبر/أيلول 2014، أُلغي المشروع بسبب مخاوف تتعلق بالتكلفة. ^{[ 72 ]}

اختارت شركة نوفا سكوتيا للطاقة توربينات شركة أوبن هايدرو لمشروع تجريبي للطاقة المدية في خليج فندي، نوفا سكوتيا، كندا، وشركة ألدرني للطاقة المتجددة المحدودة لتزويد جزر القنال بتوربينات الطاقة المدية. ^{[ 73 ]} تمت تصفية شركة أوبن هايدرو في عام 2018. ^{[ 74 ]}

خططت شركة ScottishPower Renewables لنشر عشرة أجهزة HS1000 بقدرة 1 ميجاوات من تصميم Hammerfest Strom في مضيق إيسلاي في عام 2013. ^{[ 75 ] [ 66 ]}

يمكن أن تعمل محولات طاقة المد والجزر بأنماط تشغيل مختلفة، وبالتالي تختلف قدرتها الإنتاجية. إذا كان معامل قدرة الجهاز "${\displaystyle C_{P}}$إذا عُرفت قيمة معينة، يمكن استخدام المعادلة أدناه لتحديد قدرة خرج النظام الهيدروديناميكي الفرعي للآلة. لا يمكن أن تتجاوز هذه القدرة المتاحة الحد الذي يفرضه حد بيتز على معامل القدرة، مع إمكانية تجاوز هذا الحد جزئيًا بوضع التوربين داخل غلاف أو قناة . يعمل هذا، أساسًا، عن طريق دفع الماء الذي لم يكن ليتدفق عبر التوربين إلى قرص الدوار. في هذه الحالات، تُستخدم المساحة الأمامية للقناة، وليس التوربين، في حساب معامل القدرة، وبالتالي يظل حد بيتز ساريًا على الجهاز ككل.

يمكن التعبير عن الطاقة المتاحة من هذه الأنظمة الحركية على النحو التالي:

${\displaystyle P={\frac {\rho AV^{3}}{2}}C_{P}}$

أين:

${\displaystyle C_{P}}$= معامل قدرة التوربين

P = القدرة المولدة (بالواط)

${\displaystyle \rho }$= كثافة الماء (كثافة مياه البحر 1027 كجم/م ³ )

A = مساحة مسح التوربين (بالمتر ^المربع )

V = سرعة التدفق

بالمقارنة مع التوربين المفتوح في التدفق الحر، فإن التوربينات ذات القنوات قادرة على توليد طاقة تصل إلى 3 إلى 4 أضعاف طاقة نفس دوار التوربين في التدفق الحر. ^{[ 76 ]}

بينما ركزت التقييمات الأولية للطاقة المتاحة في القناة على الحسابات باستخدام نموذج تدفق الطاقة الحركية، فإن قيود توليد الطاقة المدية أكثر تعقيدًا بكثير. على سبيل المثال، يُعطى الحد الأقصى للطاقة الفيزيائية الممكنة المستخرجة من مضيق يربط بين حوضين كبيرين بدقة تصل إلى 10% بالمعادلتين التاليتين: ^{[ 77 ] [ 78 ].}

${\displaystyle P=0.22\,\rho \,g\,\Delta H_{\text{max}}\,Q_{\text{max}}}$

أين

${\displaystyle \rho }$= كثافة الماء (كثافة مياه البحر 1027 كجم/م ³ )

g = تسارع الجاذبية الأرضية (9.80665 م/ ^ث² )

${\displaystyle \Delta H_{\text{max}}}$= أقصى فرق في ارتفاع سطح الماء عبر القناة

${\displaystyle Q_{\text{max}}}$= أقصى معدل تدفق حجمي عبر القناة.