انرژی های تجدید پذیر

اهمیت بهره گیری از منابع انرژی تجدید پذیر

(پیشگیری از تخریب محیط زیست)

برای درک بهتر اهمیت منابع انرژی تجدید پذیر (Renewable energy)، باید به این نکته توجه کنیم که زمین در هر لحظه معادل 173000 ترا وات انرژی از خورشید دریافت می‌کند (هر ترا وات [TW] برابر است با ده به توان دوازده وات. یعنی عدد 173 و پانزده صفر جلوی آن  [15^10×173] ).

میزان تابش دریافتی زمین از خورشید در مدت یک و نیم ساعت، معادل انرژی مصرفی کل جهان در یک سال می‌باشد.

نور خورشید پس از رسیدن به زمین و اتمسفر پیرامون آن، به اشکال متفاوتی از انرژی چون باد، امواج دریا، گرما و … تبدیل شده که توسط تجهیزات مخصوصی می‌توان هر یک از آنها را به انواع دیگری از انرژی و مخصوصا الکتریسیته تبدیل کرد. منابع انرژی تجدید پذیر به طور عمده عبارتند از:

  • خورشید (نور و گرما)
  • باد
  • آب‌های جاری
  • آب‌های جذر و مدی و امواج دریا
  • زمین گرمایی
  • زیست توده

که چهار مورد اول به طور مستقیم و غیرمستقیم، نتیجه‌ی عملکرد خورشید هستند.

مقدار مصرف انرژی سالانه در زمین، قریب 260 هزار تراوات ساعت است که بخش عمده‌ی آن از نیروگاه‌های فسیلی تامین می‌شود (50% از گازکربنیک منتشر شده در جو، ناشی از فعالیت نیروگاه‌های فسیلی است) که باعث آلودگی و ایجاد تغییرات نامطلوب در شرایط اقلیمی و آب و هوایی می‌گردد.

نیروگاه‌های هسته‌ای و زباله‌های اتمی به جا مانده از فرآیند تولید برق هسته‌ای نیز به شدت باعث تخریب محیط زیست می‌گردند و در کنار آن، همواره خطرات احتمالی و بالقوه‌ی دیگری (همچون خرابی ناشی از سونامی در«فوکوشیما»، انفجار و اختلال فنی در عملکرد رآکتورهای «چرنوبیل» و «تری مایل آیلند») هم وجود دارد.

اینجا است که اهمیت استفاده از منابع انرژی پاک و تجدید پذیر را می‌توان درک کرد. انرژی دریافتی از خورشید به عنوان یک منبع بی‌پایان (دست‌کم تا چند میلیارد سال آینده) جایگزین بسیار مناسبی برای منابع انرژی فسیلی و هسته‌ای است (هم فراوان است، هم ارزان و هم پایدار). هرچند که روش‌های استحصال آن چندان ارزان نیست و در مقایسه با روش‌های متداول استفاده از انرژی فسیلی هزینه‌ی اولیه‌ی بیشتری دارد، ولی با کمی دقت می‌توان متوجه شد که اساسا هر پولی که در این راه هزینه می‌کنیم، سرمایه گذاری پر بازدهی ‌است که در زمانی نه چندان طولانی، سود فراوانی را عاید ما خواهد نمود.

قدیمی ترین تجهیزات بهره برداری از منابع انرژی‌ تجدید پذیر، انواع آسیاب‌های آبی و بادی، کشتی‌های بادبانی و غیره هستند. در جهان امروز ،نیروگاه‌ها و توربین‌های آبی و بادی بخش زیادی از الکتریسیته‌ی مورد نیاز جوامع را تامین می‌کنند.

شیوه‌های جدیدتر استحصال نیروی بی‌پایان خورشیدی عبارتند از «پنل‌های فتوولتائیک خورشیدی» و «کلکتورهای خورشیدی». در نوع اول نور خورشید مستقیما به الکتریسیته تبدیل شده و در نوع دوم، انرژی تابشی خورشید به گرما تبدیل شده که آنها را می‌توان به عنوان یک وسیله‌ی گرمایشی مورد استفاده قرار داد. با بهره‌گیری از آینه و رفلکتور می‌توان به انواع پیشرفته تری ازکلکتورهای خورشیدی (انواع کوره‌ و بویلر – CSP) دست یافت که دما در آنها تا چند هزار درجه افزایش پیدا می‌کند.

«پنل‌های خورشیدی» (PV Panels) در اندازه‌ها و توان‌های مختلف تولید می‌شوند. راندمان آنها در انواع تجاری به حدود 25% رسیده (در بازار ایران پنل‌هایی با راندمان تا %20 در دسترس هستند) و در نمونه‌های آزمایشگاهی، به راندمان حدود 45% نیز دست یافته اند. تکنولوژی ساخت آنها عمدتا بر دو نوع «مونوکریستالین» و «پلی کریستالین» متمرکز شده که هریک از آنها ویژگی‌های خاص خود را دارند. مقدار الکتریسیته تولیدی توسط این پنل‌ها، بستگی به زاویه و میزان تابش خورشید در واحد سطح دارد.

طبق برآوردهای موجود، میانگین میزان تابش روزانه‌ی خورشید در مناطق شمالی ایران، حدود 4 کیلو وات ساعت بر متر مربع و در مناطق جنوب شرقی و کویر مرکزی ایران، به حدود 7 کیلو وات ساعت بر متر مربع می‌رسد.

علاوه بر میزان و شدت نور خورشید، زاویه تابش اشعه‌ی آفتاب به سطح پنل‌ها نیز تاثیر مستقیم در بازده آنها دارد. به این معنا که بازده پنل ضرب‌در سینوس زاویه تابش خورشید، مساوی است با راندمان نهایی پنل. با این حساب چنانچه اشعه خورشید با زاویه 90 درجه (عمود بر سطح) به پنل بتابد، راندمان آن حداکثر خواهد بود. به همین دلیل و در مناطق غیر استوایی، بهتر است از ردیاب‌های خورشیدی استفاده کرد تا زاویه‌ی تابش، همواره 90 درجه باشد. در ایران زاویه‌ی مناسب برای نصب پنل‌های ثابت (بدون رهیاب‌های خورشیدی) از حدود 25 درجه در منطقه‌ی چابهار تا حدود 37 درجه در منطقه‌ی ارس متغیر می‌باشد.

بالاترین رتبه‌های جهانی تولید انرژی الکتریکی از طریق صفحات خورشیدی (پنل‌های  «فتو ولتائیک»)، به ترتیب به کشورهای چین (130 گیگاوات)، آمریکا (با 85 گیگا وات)، ژاپن (با 63 گیگا وات) اختصاص دارد (بالاترین تولید سرانه برق خورشیدی متعلق به آلمان است). و پس از آنها هند، آلمان، ایتالیا، انگلیس، فرانسه، استرالیا و پاکستان قرار دارند.

اخیرا و از حدود سال نود و سه به این سو، پیشرفت‌های خوبی در ایران صورت گرفته و در همین راستا (در سال 96)، احداث نیروگاه‌هایی با مجموع قدرت 2000 مگاوات با کمک نروژ و یک نیروگاه 600 مگاواتی (پنجمین نیروگاه بزرگ خورشیدی جهان) با کمک انگلیس، در دستور کار قرار گرفته است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *