معرفی انواع انـــــرژی تجدیدپذیر
با توجه به رو به اتمام بودن منابع انرژی تجدید ناپذیر، مانند نفت و گاز و مشکلاتی که استفاده از این انرژی ها بوجود آورده است مانند تغییرات اقلیم، آلودگی هوا و تخریب محیط زیست، استفاده از انواع انرژی تجدیدپذیر ضروری می باشد.
بیش از هر زمان جهانمان با وابستگی شدید به سوخت های فسیلی، علی الخصوص نفت و زغال سنگ در معرض تهدید قرار دارد. آلودگی هوا، تخریب محیط زیست و تغییر اقلیم حاصل این وابستگی است.
طبق گزارش موسسه "گودارد" ناسا برای تحقیقات فضایی، میزان دی اکسید کربن موجود در هوا در ۶۵۰ هزار سال گذشته در بالاترین مقدار قرار دارد. این مقدار ۴۰۸ppm است. ۱۷سال از رکورد ۱۳۶ ساله گرمای زمین از سال ۲۰۰۱ به بعد بوده است و سال ۲۰۱۶ به عنوان گرمترین سال کره زمین شناخته شد. در کنار این مشکلات، آب شدن یخچال ها و افزایش سطح آب دریا ها نیز از دیگر مشکلات تغییر اقلیم است.
به همین دلیل تامین انرژی از منابع تجدیدپذیر، بسیار حائز اهمیت است. منابع انرژی تجدیدپذیر پاک هستند و کمترین آسیب را به محیط زیست وارد می کنند. درعین حال این منابع، پایان ناپذیرند و برای سالیان متمادی و نسل های بعدی قابل استفاده خواهند بود.
در ادامه، به معرفی انرژی های تجدیدپذیر می پردازیم:
انرژی خورشیدی
این انرژی می تواند به طور مستقیم از خورشید و حتی در آب و هوای ابری بدست بیاید. انرژی خورشیدی، در سطح جهان و بصورت گسترده برای تولید برق، گرما و شیرین سازی آب مورد استفاده قرار می گیرد. انرژی خورشیدی به دو روش اصلی تولید می شود:
فتوولتائیک (PV)
فتوولتائیک که سلول های خورشیدی هم نامیده می شوند، دستگاه های الکترونیکی هستند که نور خورشید را مستقیما به الکتریسیته تبدیل می کنند. در حال حاضر، فتوولتائیک، یکی از سریعترین شتاب های رشد را در بین تکنولوژی های انرژی تجدیدپذیر دارد.
سیستم خورشیدی فتوولتائیک، می تواند در مقیاس های مختلف مانند مقیاس تجاری و یا در مقیاس کوچکتر و مصارف شخصی استفاده شود. این سیستم در مقایس کوچک، برای مردمی که در کنار خطوط انتقال زندگی نمی کنند روش بسیار مناسبی برای تامین برق است. علی الخصوص برای کسانی که در کشورهای در حال توسعه با تابش مناسب خورشید بسیار ایده آل است.
نیروی خورشیدی متمرکز (CSP)
در این روش از آیینه برای متمرکز کردن پرتوی خورشید استفاده می شود. این پرتوها سیال را گرم کرده و با ایجاد بخار و به چرخش در آوردن توربین، الکتریسیته تولید می شود. از این روش برای تولید الکتریسیته در نیروگاه ها با مقیاس بزرگ استفاده می شود.
ظرفیت نصب شده برای تولید انرژی خورشیدی، تا پایان سال ۲۰۱۷، حدود ۳۹۰ هزار مگاوات است که تنها ۵ هزار مگاوات آن از نوع نیروی خورشیدی متمرکز است.
نیروگاه تنگر در چین، با ظرفیت ۱۵۴۷ مگاوات بزرگترین نیروگاه خورشیدی جهان است که در حال بهره برداری می باشد. در حال حاضر در کشور هند، نیروگاه پاوادا با ظرفیت ۲۰۰۰ مگاوات در حال احداث است که پس از بهره برداری، بزرگترین نیروگاه خورشیدی جهان خواهد بود.
انرژی بادی
انرژی بادی نیز در زمینه تکنولوژی، بین انرژی های تجدیدپذیر شتاب رشد بالایی دارد. چرا که هزینه های آن در حال کاهش است. تولید برق بادی، بین سال های ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۳ دو برابر شده است.
توربین های بادی، انرژی جنبشی باد را به انرژی الکریسیته تبدیل می کنند. مقدار این انرژی تولید شده از باد به اندازه توربین ها و اندازه پره ها وابسته است. تولید انرژی از باد در بریتانیا و ایالات متحده آمریکا در سال های ۱۸۸۷ و ۱۸۸۸ انجام پذیرفت. اما توربین های مدرن، برای اولین بار در سال ۱۸۹۱ در کشور دانمارک ساخته شد.
توربین های بادی بر اساس محور چرخش خود به دو نوع افقی و قائم دسته بندی می شوند. که برای مزارع بادی، محور افقی مرسوم تر است. این مزارع می توانند در خشکی (onshore) یا در دریا ها و اقیانوس ها (offshore) باشند.
در حال حاضر ۵۲۰ هزار مگاوات ظرفیت نصب شده برای انرژی بادی در سراسر جهان وجود دارد. نکته حائز اهمیت در مورد این انرژی عدم نیاز به آب برای تولید انرژی است.
مزرعه بادی گانسو در چین با ظرفیت ۷۹۰۰ مگاوات بزرگترین مزرعه بادی در جهان است.
نیروی برق آبی
انرژی برق آبی، انرژی است که از جریان آب بدست می آید. بیش از ۲۰۰۰ هزار سال پیش، در یونان باستان، از این انرژی برای به حرکت درآوردن چرخ های بزرگ به منظور آسیاب کردن استفاده می شد. امروزه این روش یکی از ارزان قیمت ترین روش های تولید برق است و اغلب در صورت وجود امکان اجرای آن، به سایر روش های دیگر ترجیح داده می شود.
بزرگترین نیروگاه برق آبی جهان با ظرفیت ۲۲.۵ گیگاوات، در چین و در سد Three Goges قرار دارد و سالانه ۸۰ تا ۱۰۰ تراوات ساعت برق تولید می کند که برای تامین برق حدود ۸۰ میلیون خانوار کافی است.
در این روش، از آب برای به چرخش درآوردن توربین استفاده می شود. نیروگاه های برق آبی در دو نوع با سد و بدون آن وجود دارند. سد های برق آبی با یک مخزن بزرگ می توانند آب را برای مدت طولانی ذخیره کنند تا در صورت نیاز و در پیک مصرف برای تولید برق استفاده شود. در واقع می توان مخازن این سد ها را یک باتری بزرگ در نظر گرفت که انرژی را در خود ذخیره کرده اند.
در نوع بدون سد و مخزن ذخیره، الکتریسیته در یک مقیاس کوچکتر و عموما با استفاده از تجهیزاتی که برای بهره برداری در رودخانه ها، بدون دخالت در جریان آب طراحی می شوند تولید می گردد. به همین دلیل است که اکثر افراد، این روش را نسبت به روش استفاده از سد، گزینه سازگارتری با محیط زیست می دانند.
انرژی برق آبی با ظرفیت حدود ۱ میلیون و ۲۰۰ هزار مگاوات در جهان، رتبه نخست انرژی های تجدیدپذیر را دارد اما از سال ۲۰۱۳، مقدار ظرفیت ایجاد شده در هر سال کاهش داشته است.
انرژی زمین گرمایی
انرژی زمین گرمایی، حرارتی است که از زیر سطح زمین بدست می آید. آب و یا بخار، انرژی زمین گرمایی را به سطح زمین منتقل می کنند. بسته به مشخصات، انرژی زمین گرمایی می تواند برای اهداف گرمایشی و سرمایشی یا تولید برق پاک مورد استفاده قرار گیرد.
این منبع کلیدی انرژی، مقدار قابل توجهی از نیاز الکتریسیته کشورهایی مانند ایسلند، السالوادور، نیوزلند، کنیا و فیلیپین و بیش از ۹۰ درصد نیاز گرمایی ایسلند را پوشش می دهد. ایسلند پرچمدار استفاده از این انرژی است.
مزایای این نوع انرژی این است که به شرایط آب و هوایی بستگی نداشته و ظرفیت بسیار بالایی دارد. کل ظرفیت نصب شده این انرژی در جهان تا پایان سال ۲۰۱۷، نزدیک به ۱۳ هزار مگاوات می باشد.
مجتمع گیزر، در ایالت کالیفرنیا با ظرفیت نصب شده ۱۵۲۰ مگاوات، بزرگترین مجموعه زمین گرمایی در جهان است.
زیست انرژی
استفاده از زیست انرژی (Bioenergy) به دو دسته اصلی تقسیم می شود: سنتی و مدرن. استفاده سنتی، به سوزاندن زیست توده در اشکال چوب، لاشه حیوانات و زغال اشاره می کند. تکنولوژی زیست انرژی مدرن، شامل سوخت های زیستی مایع که از قارچ ها و دیگر گیاهان تولید می شود، پالایشگاه های زیستی، بیوگاز که از طریق هضم بی هوازی پسماند ها تولید می شود و دیگر تکنولوژی ها می باشد.
زیست توده پتانسیل زیادی برای افزایش و ارتقاء تامین انرژی در کشورهای پر جمعیت با افزایش تقاضا مانند برزیل، هند و چین را دارد. زیست توده می تواند بطور مستقیم برای گرمایش و یا تولید برق سوزانده شود یا می تواند به جایگزین نفت یا گاز تبدیل شود.
سوخت های زیستی مایع، به عنوان یک جایگزین تجدیدپذیر مناسب برای بنزین، بطور گسترده در بخش حمل و نقل استفاده می شود.
ظرفیت زیست انرژی تا پایان سال ۲۰۱۷ نزدیک به ۱۱۰ هزار مگاوات است که از این مقدار، حدود ۹۰ هزار سهم زیست توده، ۱۷ هزار مگاوات سهم بیوگاز و ۳ هزار سهم سوخت زیستی مایع است.
انرژی اقیانوس
جزر و مد، امواج و جریان ها می توانند برای تولید انرژی استفاده شوند. اگر چه هنوز در مراحل تحقیق و توسعه است و بصورت اقتصادی در دسترس نیست. فناوری های اقیانوس برای تولید انرژی در ادامه آمده است:
انرژی موج
در این نوع از انرژی، مبدل ها، انرژی موجود در امواج اقیانوس ها را جذب کرده و با استفاده از آن ها الکتریسیته تولید می کنند. مبدل ها و روش های مختلفی بسته به فاصله از ساحل و سیستم های جذب انرژی برای تبدیل انرژی موج به الکتریسیته وجود دارد.
انرژی جزر و مد
این انرژی بوسیله فناوری های دامنه ای که از یک مانع مانند سد برای بدست آوردن نیروی بین جزر و مد استفاده می کنند، فناوری های جریان جزرو مد یا روش های ترکیبی تولید می شود.
انرژی گرادیان شوری
این انرژی از اختلاف غلظت نمک بدست می آید که هنگام ورود یک رودخانه به اقیانوس اتفاق می افتد. این پروژه ها از "اسموز معکوس” با آب شیرینی که درون یک غشاء جریان دارد تا فشار را در یک تانک آب نمک افزایش دهد و "الکترو دیالیز معکوس" با یو های نمکی که از میان مخازن متناوب نمک و آب شیرین عبور می کند، استفاده می کنند.
انرژی حرارتی
تبدیل انرژی حرارتی اقیانوس، که از اختلاف دمای بین سطح گرم آب دریا و آب سردی که در عمق ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ متر وجود دارد، برای تولید انرژی استفاده می کند.
همانطور که ذکر شد این پروژه ها در مراحل توسعه قرار دارند و تا کنون ۵۲۶ مگاوات ظرفیت از این نوع نصب شده است.
استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در جهان روز به روز در حال گسترش است و امید آن می رود در کشور ما هم با پتانسیل های ویژه ای که در زمینه انرژی های تجدیدپذیر وجود دارد بتوان ظرفیت این انرژی ها را افزایش داد تا با توجه به مشکلاتی از قبیل تخریب محیط زیست و تغییرات اقلیمی، آینده ای بهتر رقم زد.
نظرات