معرفي تعدادي از انرژي هاي تجديد پذير

[MTHAMID2]

بخش اول

انرژي خورشيدي

خورشيد سرچشمه ي عظيم و بيكران انرژي است،كه حيات زمين به آن بستگي دارد و همه ي انواع ديگر انرژي نيز به گونه اي از آن نشات گرفته اند.اگر تمام سوختهاي فسيلي موجود در جهان را جمع كنيم و بسوزانيم ،اين انرژي معادل تابش خورشيد به زمين تنها براي 4 روز خواهد بود.و حرارت و نوري كه در هر ثانيه از خورشيد به زمين مي رسد،ميليون ها مليون برابر قدرت بمب اتمي منفجر شده در هيروشيما با ناكازاكي است. هر چند استفاده از انرژي خورشيدي هنوز آن قدر كه بايد توسعه نيافته است،اما انرژي مورد نياز حدود 160 هزار روستا در جهان بر پايه ي انرژي خورشيدي است.همان گونه كه مي دانيد كشور اندونزي از چندين هزار جزيره ي كوچك و بزرگ تشكيل شده است،و به كارگيري نيروگاه و خطوط انتقال در آن كشور در عمل امكان پذير نميباشد.لذا در اكثر روستاهاي اندونزي انرژي خورشيدي تنها راه حل است،و به اين طريق حدود 20 ميليون نفر از مردم اندونزي لازم را از طريق خورشي كسب مي كنند. بنابراين با تحقيقاتي كه در سراسر دنيا در حال انجام است،به زودي استفاده و بهره برداري از نيرو گاهاي بزرگ خورشيدي همه گير خواهد شد.امروزه شش شيوه ي توليد برق ازنور خورشيد شناخته شده است: آينه ي سهمي گون،دريافت كننده ي مركزي ،آينه هاي شلجمي (بشقابي يا يا استرلينك)،دودكش خورشيدي، استخر خورشيدي و سلولهاي نوري (فتوولتاييك). اما امروزه بيشتر با به كارگيري سلول هاي خورشيدي يا راه اندازي نيروگاههاي حرارتي،انرژي خورشيد را مهار مي كنند. نيروگاههاي خورشيدي با هزينه اي بسيار كم ،بدون توليد گازهاي مخرب و بدون اشتغال فضاهاي مفيد،بزودي جايگزيني كامل براي نيروگاههاي سوخت فسيلي خواهند بود. كشور ما ،بر كمربند خورشيدي زمين قرار دارد و يك چهارم مساحت آن را كويرهايي با شدت تابش بيش از 5 كيلو وات ساعت به متر مربع ،پوشانده است كه اگر يك درصد اين مساحت براي ساخت نيروگاه خورشيدي با بازده 10 درصد به كا برود،تقريبا" 63 مليون مگا وات ساعت برق (يعني حدود 4 برابر توليد فعلي برق در كشور )توليد خواهد شد. مهم ترين فناوري هاي موجود در زمينه ي انرژي خورشيدي حرارتي ،تمركز انرژي خورشيدي و فتوولتاييك است.سلول هاي فتوولتاييك از آفتاب سوخت مي گيرند نه از حرارت.اين سلول ها كه غالبا" از سيليكن نيمه هادي ساخته شده اند ،نور آفتاب را مستقيما" به برق تبديل مي كنند.ساده ترين سلول هاي فتوولتاييك نيروي مورد نياز ساعتهاي مچي و ماشين حساب ها را تامين مي كنند. در فرآيند فتوولتاييك،ذرات نور كه فوتون نام داشته،به داخل سلول ها نفوذ كرده و با آزاد كردن الكترون از اتم هاي سيليكن جريان الكتريكي توليد مي كنند.تا زماني كه تابش نور خورشيد به داخل سلول ادامه يابد به الكتريسيته توليد مي شود .اين سلول ها الكترون هاي خود را مانند باتري ها تمام نمي كنند،آنها مبدل هايي بوده كه يك نوع انرژي (خورشيدي) را به نوعي ديگر (جريان الكترونها)تبديل مي كند. بخش دوم

انرژي باد

باد هواي در حال حركت است.باد به وسيله ي جذب گرماي نيم يكنواخت سطح كره ي زمين كه حاصل عملكرد خورشيد است به وجود مي آيد.از آنجاييكه سطح زمين از سازنده هاي خشكي و آبي متنوع تشكيل شده اند،اشعه ي خورشيد را به طور يكنواخت جذب مي كنند.وقتي خورشيد در طول روز مي تابد،هواي روي سرزمين هاي خشكي سريعتر از هواي روي سرزمين هاي آبي گرم مي شود.هواي گرم روي خشكي ضبط شده و بالا مي رود و هواي خنك تر و سنگين تر روي آب جاي آن را مي گيرد كه اين فرآيند بادهاي محلي را مي سازد.در شب از آنجا كه هواي روي خشكي سريعتر از هواي روي آب خنك مي شود،جهت باد برعكس مي شود. از آنجا كه باد تاز ماني كه خورشيد به زمين مي تابد،به طور پيوسته توليد خواهد شد،آن را منبع انرژي تجديد شونده مي نامند.امروزه انرژي باد عمدتا" براي توليد برق به كار برده مي شود. در طول تاريخ ،انسان ها باد را به شيوه هاي مختلف به كار برده اند .بيش از پنج هزار سال پيش مصريان باستان از نيروي باد براي راندن كشتي هاي خود روي رود نيل استفاده كردند.بعد از آن انسان،آسياب بادي را براي آسياب كردن غلات ساخت. آسياب هاي بادي چون سرعت باد را كم مي كنند ،مي توانند كار كنند.باد روي تيغه هاي ورقه مانند نازكي جريان يافته و آنها را بلند مي كند و باعث چرخش آنها مي شود (مانند تاثير باد روي بال هاي هواپيما)تيغه ها به ميله ي هدايت متصل است و آن فيزيك مولد برق را چرخانده و الكتريسيته توليد مي كند. بهترين محل براي نصب يا ساخت دستگاه بادي محلي است كه سرعت باد حدود 23 كيلومتر بر ساعت باشد.ماشين هاي بادي 30 تا 40 درصد انرژي متحرك باد را به برق تبديل مي كند،در حالي كه يك دستگاه مولد زغال سوز،حدود 30 تا 35 درصد انرژي شيميايي زغال را به الكتريسيته قابل استفاده تبديل مي كند. بخش سوم

انرژي امواج دريا و انرژي اقيانوسي

اقيانوس ها منابعي عظيم از انرژي حركتي اند،كه به صورت امواج،جزر و مد و جريانهاي هميشگي سطحي يا زير آبي ،ناشي از اختلاف حرارت نقاط گوناگون ،ديده مي شود.بررسي به كارگيري انرژي امواج پيشينه اي طولاني ندارد و تنها چند دهه است كه پژوهشها در اين زمينه آغاز شده است،اما بهره گيري از انرژي حاصل از اختلاف حرارتي در اقيانوس ها، بــه ســال 1929 بــاز مي گــردد.امروزه ساخــت نيــرو گاهــهــاي OTEC(Ocean temperature Energy conversion) رو به افزايش است كه با تبديل انرژي حاصل از اختلاف حرارت،به انرژي الكتريكي ،گامي نو در توليد برق به شمار مي رود؛اما هنوز تنگناهايي در اين راستا وجود دارد كه بايد رفع شود.براي نمونه بايد خطهاي انتقال نيرو را تا سواحل گسترس داد و بناهاي توليد و انتقال را در برابر طوفانهاي دريايي و آب و هواي ساحلي مقاوم ساخت و نيز ،تجهيزات نيروگاه هايي از اين دست هنوز بسيار پر هزيه است و حجم زيادي اشغال مي كند. با ساخت اين نيروگاه ها مي توان به مناطقي كه به دليل دور از دسترس بودن يا محصور بودن در آب،امكان وصل شدن به شبكه ي سراسري را ندارند،برق رساند و حتي آب شيرين اين نواحي را نيز در كنار همين نيروگاهها فراهم ساخت .ايران نيز با داشتن خط ساحلي بسيار طولاني (بيش از 1800 كيلومتر در جنوب)وجزاير متعدد،از جمله كشورهايي استكه مي تواند بهره هاي فراواني از اين انرژي ببرد. استفاده از انرژي حركتي فراوان امواج دريا نيز گرچه فعلا" در ابعاد بزرگ امكان پذير نمي باشد ،اما نمونه هاي كوچك آن براي توليد برق مورد استفاده قرار گرفته است .در حال حاضر توليد انرژي از امواج دريا بسيار گران قيمت است و حرفه اقتصادي ندارد. بخش چهارم

انرژي هيدروالكتريك

انرژي هيدروالكتريك از آب به توربين آبي و به گردش در آوردن توربين و آلترناتور متصل به آن به دست مي آيد.مقدار برق به دست آمده به مقدار و ارتفاعي كه آب سقوط مي كند تا به توربين برسد،بستگي دارد.براي اين منظور اقدام به ساختن سدهاي مخزني مي كنند تا آب ذخيره شده در پشت آن براي توليد برق و كشاورزي و احيانا" آب شهري استفاده شود. انرژي هيدروالكتريك چون يك منبع تجديد شونده به حساب مي آيد و آلودگي محيط زيست را به همراه ندارد و به خصوص از آب آن مي توان براي امور كشاورزي و شرب اهالي استفاده كرد،بيشتر مورد استفاده قرار گرفته است. در كشورهاي آسيايي و آفريقايي ظرفيت انرژي هيدروالكتريك از همه جا بيشتر است،ولي متاسفانه كمتر از جاهاي ديگر مورد بهره برداري قرار گرفته است به طور كلي كشورهاي صنعتي جهان حدود 2 درصد و كشورهاي درحال توسعه حدود يك درصد از برق آبي جهان را توليد مي كنند.با اين همه تا كنون تنها از 18 درصد پتانسيل قابل بهره برداري برق آبي جهان استفاده شده است.پيش بيني مي شود در دو دهه اول قرن بيست و يكم ميزان رشد توليد الكتريسيته از منابع آبي 25 درصد در سال باشد .با اين وصف انرژي برق آبي هم چنان بزرگترين منبع انرژي تجديد پذير باقي خواهد ماند و تنها عوامل اقتصادي و زيست محيطي مي توانند پتانسيل واقعي اين منبع را محدود كنند.دو سوم منابع برق آبي در كشور چين قرار دارد. طرح هاي برق آبي ممكن است خسارات زيست محيطي به همراه داشته باشد.مثلا"ساخت جاده براي دسترسي به نيروگاه نصب پا يه هاي انتقال نيروي برق و سرانجام ساخت سازه خود سد ممكن است زيستگاه طبيعي را مورد تخريب قرار دهد.انحراف مسير رودخانه هنگام ساختن سد ممكن است صدماتي از قبيل مرگ و مير ماهي به وجود آورد.به طور كلي در مورد نيروگاههاي آبي كوچك صدمات زيست محيطي در مقايسه با منافع آنها و توليد الكتريسيته قابل توجه نيستند. بخش پنجم

سوختهاي گياهي و انرژي بيومس

سوختهاي گياهي به دست آمده از پسماندهاي جنگلي و محصولات كشاورزي جهان، به نوعي بزرگترين منبع ذخيره ي انرژي خورشيدي به شمار مي آيد، و مي تواند سالانه به اندازه ي 70 مليارد تن نفت خام، انرژي در دسترس بشر قرار دهد. اين ميزان 10 برابر مصرف سالانه انرژي در جهان است. نكته ي مهم در به كار گيري اين منبع، آن است كه حاصل از سوختهاي گياهي دوباره توسط گياهان تازه جذب و مصرف خواهد شد، و هيچ اثري در پديده ي گلخانه اي و گرم شدن زمين نخواهد داشت. گفتيم بيومس نوعي انرژي خورشيدي است، زيرا گياهان انرژي خورشيد را جذب مي كنند و عمل فتوسنتز را انجام مي دهند. انرژي شيميايي موجود در گياهان به وسيله ي انسان ها و حيواناتي كه آنها را مي خورند جذب مي شود. بيومس يك منبع انرژي تجديد پذير است زيرا هميشه مي توانيم درختان و گياهان را پرورش دهيم و هميشه زمين كشاورزي براي اين كار وجود دارد. نمونه هايي از سوخت هاي بيومس چوب، ذرت، كود و بعضي زباله هستند. انرژي شيميايي موجود در سوخت هاي بيومس، هنگام سوختن به صورت گرما آزاد مي شود و مي تواند به عنوان گرم كننده ي ساختماني مورد استفاده قرار مي گيرد. همچنين چوب ها و يا بعضي از زباله ها مي توانند سوزانده شوند تا بخار آّب توليد شود و از آن براي توليد الكترسيته استفاده مي شود. البته سوزاندن بيومس تنها راه آزاد سازي آنها نيست. بيومس ها مي توانند به اشكال ديگري انرژي قابل استفاده در اختيار ما قرار دهند. مثل گاز متان، اتانول و بيوديزل. گاز متان جزء اصلي گاز طبيعي است. مواد بدبو مثل آشغال هاي گنديده و ضايعات كشاورزي و فضولات انساني گاز متان آزاد مي كنند كه زيست گاز ناميده مي شود. يكي ديگر از از منابع بيومس زباله ها هستند كه ضايعات جامد شهري ( MSW )نام دارند. زباله هايي كه از محصولات گياهي يا جانوري به دست مي آيند بيومس هستند. غذاهاي دورريز و چمن هاي كنده شده نمونه هايي از زباله هاي بيومس هستند. مواد بدبو مثل آشغال هاي گنديده و ضايعات كشاورزي و فضولات انساني گاز متان آزاد مي كنند كه زيست گاز ناميده مي شود. امروزه بيومس ها 3 درصد از انرژي مورد استفاده در ايالات متحده ي آمريكا را تأمين مي كنند. مردم آمريكا سعي مي كنند كه استفاده از سوخت هاي بيومس را افزايش داده و استفاده از سوخت هاي فسيلي را كم كنند. استفاده از سوخت هاي بيومس به عنوان انرژي ضايعات را كاهش داده و موجب حمايت از كشاورزان و محصولات آنها مي شود.

انرژی زمین گرمایی چیست؟

ژئوترمال از کلمه ی یونانی "ژئو" به معنی زمین، و (ترمال) به معنی گرما و گرمایی گرفته شده است. بنابراین، انرژی ژئوترمال به معنای (انرژی زمین گرمایی) یا انرژی با منشا درونی زمین است. این انرژی، به شکل گرمای محسوس، از بخش درونی زمین است. این انرژی، به شکل گرمای محسوس، از بخش درونی زمین منشا می گیرد و این انرژی در سنگ ها و آب های موجود در شکاف ها و منافذ داخل سنگ در پوسته ی زمین وجود دارد. مشاهدات به عمل آمده از معادن عمیق و چاه های حفاری شده نشان می دهد که درجه ی حرارت سنگ ها به طور پیوسته با عمق زمیــن افزایش می یابد، هر چنــد نرخ افزایش درجه ی حرارت ثابت نیست. با این روند، درجه ی حرارت در قسمت بالایی جبه به مقادیر بالایی می رسد و سنگ ها در این قسمت به نقطه ی ذوب خود نزدیک می شوند. منشا این گرما در پوسته و جبه ی زمین، به طور عمده تجزیه ی مواد رادیواکتیو است. در طول عمر زمین، این گرمای درونی به طور آرام تولید شده و در درون زمین محفوظ و محبوس مانده است. همین امر موجب شده است که منبع انرژی مهمی فراهم شود و امروزه به عنوان انرژی نامحدودی در مقیاس انسانی مورد توجه قرار گیرد.

حرارت در هسته زمين به بيش از پنج هزار درجه سانتيگراد مي رسد. اين حرارت به طريقه هاي متفاوتي از جمله فورانهاي آتشفشاني، آبهاي موجود در درون زمين و يا بواسطه خاصيت رسانايي از بخش هايي از زمين به سطح آن هدايت مي شود. در يك سيستم زمين گرمايي حرارت ذخيره شده در سنگها و مواد مذاب اعماق زمين بواسطه يك سيال حامل به سطح زمين منتقل مي شود. اين سيال عمدتاً نزولات جوي مي باشد كه پس از نفوذ به اعماق زمين و مجاورت با سنگهاي داغ حرارت آنها را جذب نموده و در اثر كاهش چگالي مجدداً به طرف سطح زمين صعود مي نمايد و موجب پيدايش مظاهر حرارتي مختلفي از قبيل چشمه هاي آب گرم، آبفشانها و گل فشانها در نقاط مختلف سطح زمين مي گردد.

در قالب شاخصهاي فوق در بسياري از مناطق ايران مي توان آنوماليهاي زمين گرمايي دال بر وجود پتانسيلهاي بالاي زمين گرمايي را دنبال كرد و با بررسي هاي ساختارشناسي و زمين شناسي منطقه اي نظير ظهورهاي سطحي (چشمه هاي آبگرم)، زونهاي آلتراسيون، محل درزه ها و گسلها ،بررسي هاي چينه شناسي تكميلي در مورد پتانسيل هر منطقه گزارشهاي تفصيلي و جامعي تهيه نمود.

[RM10]

به نظرم وقت آن رسیده که بیشتر به انرژی های تجدید پذیر اهمیت داده شود