www.elecom4u.ir

امروزه دنیا به سمت استفاده از انرژی های تجدید پذیر سوق یافته، در این میان خورشید یکی از این گزینه هاست که می تواند به عنوان منبع انرژی تجدید پذیر و انرژی پاک سهم زیادی در تولید انرژی و کاهش استفاده از منابع فسیلی داشته باشد همچنین آلودگی و گاز گلخانه ای کمتری تولید می کند بر این اساس دنیا برای این مساله برنامه ریزی کرده و هر کشوری سهم خود از این بخش را مشخص کرده است.

به طور کلی انرژی‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند، انرژی‌های تجدیدپذیر و انرژی‌های تجدید ناپذیر.

انرژی‌ تجدید پذیر:

انرژی تجدید پذیر، انرژی برگشت پذیر و انرژی پاک نیز نامیده شده و به انواعی از انرژی می‌گویند که بر خلاف انرژی‌های تجدید ناپذیر قابلیت بازگشت مجدد را به طبیعت دارند. در سال‌های اخیر با توجه به این که منابع انرژی تجدید ناپذیر رو به اتمام هستند این منابع مورد توجه قرار گرفته‌اند. در سال 2006 حدود 18% از انرژی مصرفی جهانی از راه انرژی‌های تجدید پذیر به دست آمد. سهم زیست توده به طور سنتی حدود 13%، که بیشتر جهت حرارت‌دهی و 3%انرژی آبی بود. 2/4% باقی‌مانده شامل نیروگاه‌های آبی کوچک، انرژی بادی، انرژی خورشیدی، انرژی زمین گرمایی و سوخت‌های زیستی می‌باشد که به سرعت در حال گسترش هستند.

انرژی خورشیدی

یكی از منبع‌های انرژی تجدید پذیر خورشید است. انرژی‌هایی كه زمین از خورشید دریافت می‌كند بسیار زیاد است در هر ثانیه، هر متر مربع زمین حدود 1/44 * 10⁷J انرژی از خورشید دریافت می‌کند. بخشی از انرژی خورشید صرف گرم كردن زمین و اجسام روی آن می‌شود. بخش دیگری برای فتوسنتز در گیاهان استفاده می‌شود. یكی از راه‌های بهره‌گیری از این انرژی، پنل های خورشیدی و آب گرم کن‌های با دمای كم است كه می‌توان از آن‌ها در منزل استفاده كرد از معایب این سیستم در حال حاضر پایین بون راندمان پنل های خورشدی بوده که حدود 19 درصد می‌باشد.

انرژی باد

از انرژی باد می‌توان برای تولید الكتریسیته استفاده كرد. در هر نیروگاه بادی كه برای تولید الكتریسیته ایجاد شده است، حدود 40 تا 100 توربین بادی وجود دارد. از جمله مشكل‌های این توربین‌ها می‌توان هزینه نصب و نگهداری آن ها را نام برد.

انرژی هیدرو الکتریک یا  برق آبی

با ایجاد سد آب در منطقه‌های پر آب در مسیر رودخانه‌ها و منطقه‌هایی كه میزان بارندگی زیاد است و نصب توربین می‌توان از انرژی پتانسیل گرانشی آب پشت سد برای تولید برق استفاده كرد.

انرژی زمین گرمایی

هر چه از سطح زمین به پوسته های داخلی آن می رویم دما افزایش می یابد. در ناحیه های مركزی زمین، دما آن قدر زیاد است كه ماده به صورت مذاب وجود دارد. انرژی گرمایی كه در پوسته‌ی جامد كره ی زمین ذخیره شده است را انرژی زمین گرمایی می نامند. منشأ این انرژی، گدازه ها و واكنش های هسته ای در ناحیه های عمیق زمین است. وقتی از سطح زمین به طرف مركز آن حركت كنیم، دما به طور متوسط به ازای هر 100 متر در حدود 3 درجه افزایش می یابد.

انرژی‌های تجدید ناپذیر:

انرژی های تجدیدناپذیر انرژی هایی هستند که به آسانی مانند انرژی های تجدید پذیر در دسترس نمی باشند. این نوع انرژی‌ها برای تولید به زمان بسیار طولانی و حتی میلیون‌ها سال نیازمند می‌باشند. البته در حقیقت این انسان‌ها می‌باشند که نیاز مهم و اولیه به آن‌ها را دارند. برای نمونه نفت در طی میلیون‌ها سال از گیاهان و حیوانات درست شده و برای تجدید آن به این شکل باید میلیون‌ها سال بگذرد. میزان استفاده‌ فراوان و نیاز شدید بشر به این نوع انرژی‌ها باعث شده که به سرعت به سمت پایان حرکت کنند. از نمونه‌های انرژی‌های تجدید ناپذیر می‌توان به نفت، گاز، زغال سنگ و اورانیوم اشاره کرد.

منابع انرژی غیر قابل تجدید از زمین به خارج می آیند همانند مایع ها، گازها و جامدات. میلیون‌ها سال قبل، حتی قبل از تولد اولین دایناسور، موجودات و گیاهان بسیاری بر روی زمین زندگی می‌كردند. بقایا و اجساد این گیاهان و جانوران (فسیل‌های باقی‌مانده از آن‌ها) در زیر گل و لای مدفون شده و به تدریج به لایه‌های پایینی زمین كشیده می‌شدند. این بقایا بر اثر فشار لایه‌های زمین و گرمای هسته‌ی مركزی زمین به تدریج به منابع سوختی تبدیل شده اند به همین خاطر به آن‌ها سوخت های فسیلی نیز گفته می شود. این منابع انرژی به عنوان منابع تجدید نشدنی مورد بررسی قرار می‌گیرند زیرا آن‌ها نمی توانند در یك دوره زمانی كوتاه دوباره ساخته شوند.

نفت

دانشمندان زمین‌شناس پس از آزمایشات فراوان بر روی خاك و سنگ مناطق مختلف به محل نفت خام در اعماق زمین پی بردند. به این محل‌ها «مخازن نفتی» گفته می‌شود. برای خارج كردن نفت خام از زیر زمین پس از حفر چاه، دكل‌های فلزی بزرگی برای نصب لوله‌ها و ابزار در اعماق زمین برپا می‌شود. پس از نصب لوله‌ها ماده‌ای به رنگ سیاه به نام «نفت خام» از اعماق زمین به صورت یك جریان مداوم به سطح زمین راه می‌یابد.

گاز

مواد آلی به موادی گفته می‌شود كه زمانی حیات داشتند. به بقایای گیاهان و جانورانی كه سال‌ها بر هم انباشته شده‌اند و به لایه‌ی ضخیم و محكمی تبدیل گشته‌اند، مواد آلی می‌گویند. با گذشت زمان، گل و لای به سنگ تبدیل شده و مواد آلی را در زیر پوسته‌ی محكمی حبس كردند. پس از آن فشار و گرمای شدید بخش‌های مختلف زمین، مواد آلی را به ذغال سنگ، نفت خام و گاز طبیعی (حباب‌های ریز گاز بی‌بو) تبدیل كرد. ماده‌ی اصلی تشكیل دهنده‌ی گاز طبیعی، متان است.

سوخت‌های هسته‌ای

بر اثر واكنش نوترون با هسته‌ی برخی از اتم های سنگین مانند اورانیوم و توریم این هسته به دو یا چند هسته‌ی سبك تر شکافته می‌شود كه بر اثر آن گرمای بسیار زیادی تولید می‌شود. به عنوان مثال انرژی حاصل از شكافت كامل 1 کیلوگرم اورانیوم معادل با انرژی حاصل از سوختن حدود 3 میلیون کیلوگرم زغال سنگ است. (منبع: https://article.tebyan.net/285729)

در یك راكتور هسته‌ای، ماده‌ی شكافت پذیر در کوره‌ای بر اثر واكنش با نوترون شكافته می‌شود. با گرمای حاصل می‌توان آب را تبدیل كرد و توسط بخار برق تولید كرد. از جمله مشکل‌هایی كه استفاده از این سوخت ایجاد می‌کنند می‌توان به محدود بودن این سوخت‌ها، شكل آماده سازی این عنصرها برای فرآیند شكافت، پرتوزا بودن آن‌ها و پس مانده‌ی آن‌ها اشاره كرد.

در پایان سال ۲۰۱۰، میزان ظرفیت نامی تولید برق بادی در سراسر جهان برابر ۱۹۷ گیگاوات بود، امروزه ظرفیت انرژی منصوبه بادی در جهان ۴۸۷ هزار مگاوات است در این درحالی است که ظرفیت منصوبه نیروگاهی کشور ما ۷۵ هزار مگاوات است که از این میزان تنها حدود ۱۴۰ مگاوات شامل انرژی بادی بوده و سهم انرژی خورشیدی نیز کمتر است.

در این میان دانمارک رکوردار جهانی تولید انرژی بادی در سال ۲۰۱۹ بوده است به طوری توانسته ۴۷ درصد از نیازهای برقی را از انرژی باد تامین کند، از این ۴۷ درصد برق تولیدی از انرژی باد ۲۹ درصد از انرژی در ساحل و ۱۸ درصد هم از دیگر منابع تامین شده است، این کشور تقریبا ۶ میلیون نفری که بیشتر آن با آب احاطه شده، شرایط مطلوب و پتانسیل قابل تجدیدپذیر بالا در این زمینه را دارد. در این میان آلمان نیز کشوری پیشتاز در این زمینه است.

این شرایط برای کشوری مانند ایران نیز فراهم است چون هم از شمال و هم از جنوب در آب احاطه شده و علاوه بر آن دشت هایی دارد که سالانه مدام در آنها باد وزان است، مثلا بادهای ۱۲۰ روزه در سیستان و بلوچستان  همیشه در حال وزیدن است، بادهای گرم کهنوج، باد منجیل، باد راز یا شره در استان قزوین، باد نشی (نعشی) در استان هرمزگان و تش باد در استان هرمزگان برخی بادهایی هستند که همواره در نقاط مختلف کشور می وزند.

ایران هم طبق سند توسعه ملی برای انرژی های تجدید پذیر برنامه ریزی کرده و بر روی انرژی‌ باد متمرکز شده،‌ البته از لحاظ تاریخی ایران یکی از کشورهای پیشگام در بهره گیری از انرژی بادی در آسیاب‌های بادی است، اما نخستین کاربرد مدرن و صنعتی از نیروی بادی در ایران سال ۱۹۵۵ بود، در این سال دو توربین بادی مدرن به‌ ظرفیت ۵۰۰ کیلووات خریداری و در استان گیلان نصب شد، پس از آن دولت ایران تصمیم گرفت تا انرژی بادی را در کشور توسعه دهد.

اکنون ظرفیت نیروگاه‌های بادی ایران ۳۰۲ مگاوات است این درحالیست که پتانسیل اقتصادی احداث این نوع نیروگاه‌ها بیش از هفت هزار مگاوات است که بطور قطع استفاده از این ظرفیت می تواند در مدیریت اوج بار برق در کشور بسیار موثر و مفید باشد.

نخستین سند مربوط به توسعه انرژی های پاک توسط سازمان انرژی های نو ایران و با کمک بانک جهانی تهیه شد، علاوه بر این سند، وزارت نیرو در چارچوب سند چشم انداز بیست ساله کشور، سیاست ها و اهدافی را در برنامه پنج ساله چهارم توسعه کشور (۱۳۸۸ – ۱۳۸۴) در زمینه انرژی های نو تدوین کرده بود، در واقع برپایه سند چشم انداز بیست ساله جمهوری اسلامی ایران تا پایان سال ۲۰۲۵ ایران باید سالانه ۹۰ مگاوات مزرعه بادی تاسیس‌ کند. 

بر اساس برنامه ششم توسعه باید سالانه ۱۰۰۰ مگاوات و هر ماه یک نیروگاه ۷۵ مگاواتی بادی در کشور نصب و راه اندازی شود تا از توسعه عقب نمانیم، سهم انرژی بادی در جهان روبه افزایش است بنابراین باید با شتاب بیشتر و برنامه ریزی گسترده تری پیش رویم.

ایران به رغم داشتن ظرفیت‌های قابل توجه بویژه در حوزه انرژی بادی و خورشیدی، متاسفانه میزان استفاده از آن‌ها نسبت به سایر کشورها رضایت‌بخش نیست و بسیار کم است، کشورهای حاشیه خلیج فارس هم اقدامات بسیار گسترده‌ای را در این زمینه آغاز کرده‌اند؛ دبی، ابوظبی و عربستان سعودی در حال راه‌اندازی شهرهایی هستند که تمام انرژی مصرفی آن‌ها از طریق انرژی تجدیدپذیر تامین می‌شود، یا در کشور اتیوپی ۲۳۰ مگاوات نیروگاه بادی نصب شده در حالی که میزان منصوبه کشور ما نصف این میزان است.

بدون شک برای توسعه و ارتقای ظرفیت تولید برق بادی در ایران به سیاست‌های جذاب‌ و محرک نیاز است از این رو سازمان انرژی های نو ایران (سانا) به عنوان عامل دولتی قانونی را که خرید تضمینی انرژی‌های‌ نو نامیده می‌شود به اجرا درآورد. براساس این قانون سانا برق تولید شده از منابع انرژی‌های تجدیدپذیر شامل برق‌ بادی را خریداری‌ می‌کند اما این سازمان در تلاش است تا این قانون را تغییر داده و قیمت‌ها را برای شرایط جدید افزایش دهد.

اما با وجود این همچنان شاهد عقب افتادگی کشور در زمینه تولید انرژی های تجدید پذیر هستیم به طوری که بر اساس برنامه ششم توسعه باید پنج هزار مگاوات نیروگاه بادی در کشور ایجاد شود که این کار باید در برنامه پنجم هم انجام می‌شد که هنوز اقدامی نشده است. بر این اساس باید به طور متوسط هر ماه یک نیروگاه بادی به ظرفیت ۷۵ مگاوات راه اندازی کنیم در حالی که از این برنامه بسیار عقب هستیم.

این عقب ماندگی در حالیست که ایران از لحاظ محیط زیست و مولفه های زیستی شرایط خوبی ندارد و بسیار شکننده است، انتشار گازهای گلخانه ای و آلودگی هوا به علت استفاده از سوخت های فسیلی نه تنها عرصه را بر محیط زیست کشور تنگ کرده بلکه گریبانگیر سلامت بشر نیز شده، انرژی باد به عنوان یک منبع انرژی پاک یکی از اقتصادی ترین روش های تولید برق است که آلودگی در محیط زیست ایجاد نکرده و همچنین پایان ناپذیر است، بر اساس بررسی های انجام شده تولید هر کیلو وات ساعت انرژی الکتریکی از باد در مقایسه با نیروگاه های سوخت فسیلی می تواند از انتشار حدود یک کیلوگرم CO۲ جلوگیری کند، از طرف دیگر زمانی که برق تولیدی از انرژی بادی تزریق می شود به همان نسبت تولید برق از سایر نیروگاه ها که سوخت های فسیلی مصرف می کنند کاهش می یابد که به همان نسبت از انتشار آلاینده های محیط زیست کاسته می شود.

البته ایران چندین نیروگاه بادی دارد از جمله نیروگاه بادی منجیل که در شهر منجیل استان گیلان واقع شده، این نیروگاه انرژی جنبشی باد را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. اوایل دهه هفتاد با تصمیم دولت اقدام به خرید و نصب نیروگاه بادی از کشور دانمارک گرفته شد، در سایت رودبار ۸۷ درصد روزهای سال، باد وجود دارد که در کل ۲.۴ میلیون کیلو وات ساعت برای یک توربین می‌توان بدست آورد. این نیروگاه دارای ۱۷۱ توربین است. 

همچنین مزرعه بادی کهک در سال ۱۳۹۲ در پنج کیلومتری شهر تاکستان در استان قزوین راه‌اندازی شد، این مزرعه در مرحله اول با ظرفیت ۲.۵ مگاوات به بهره‌برداری رسید. 

نیروگاه بادی بینالود در استان خراسان رضوی در نزدیکی شهر نیشابور نیز یکی دیگر از نیروگاه های بادی است که در سال ۱۳۸۱ تاسیس شد، این نیروگاه‌ با ظرفیت تولید ۲۸.۲ مگاوات با ۴۳ توربین ۶۶۰ کیلوواتی راه اندازی شد البته امکان افزایش ظرفیت در آن پیش بینی شده است و نیروگاه بادی عون بن علی یا عینالی در سال ۱۳۸۸ در ارتفاعات عون بن علی شهر تبریز تأسیس شد که یکی از نیروگاه‌های ایران با ظرفیت تولید ۶۶۰ کیلووات است.

البته این نیروگاه ها برخی نیروگاه های بادی کشور هستند اما با وجود این تعداد نیروگاه هنوز به برنامه هدف خود در سند توسعه ملی در زمینه تولید انرژی باد دست نیافته ایم این در حالیست که دنیا به این سمت خیز برداشته و ایران با وجود داشتن ظرفیت های بی نظیر باید گام های بلند تر و سریع تری در این زمینه بردارد تا هم به اقتصاد، سلامت و محیط زیست شکننده کشور کمک کند.