استفاده از انرژی تجدید پذیر باد جهت تولید برق

استفاده از انرژی تجدید پذیر باد جهت تولید برق

باد، شکلی از انرژی خورشیدی است که از گرم شدن نابرابر سطح زمین در اثر تابش خورشید به وجود می آید، به همین جهت، تا زمانی که خورشید می تابد، باد هم می وزد! انرژی بادی .مزایای فراوانی دارد؛ به همین دلیل یکی از سریعترین رشدها را نیز در بین منابع انرژیهای تجدید پذیر جهان دارد

توربین بادی چگونه کار میکند؟

تیغه یا پره ی توربین بادی مانند بال هواپیما کار می کند. همانطور که هوا از هر دو طرف پره عبور می کند، شکل پره باعث می شود که فشار هوا در دو طرف پره نامتوازن شود و همین باعث چرخیدن پره ها به دورِ موتور توربین می شود. در بالای توربینهای بادی، یک بادنما و بادسنج قرار می گیرد که به کامپیوتری متصل است و توربین بر اساس اطلاعات بادنما، جهت خود را به سوی باد عوض می کند.

پره ها به یک موتور متصل شده اند که در هر دقیقه حدود ۸۱ بار می چرخد، اما این میزان دور، به اندازه ای نیست که برای تولید برق کافی باشد. بنابراین، شفت اصلی یک سری چرخ دنده ها را می چرخاند که میزان دور در دقیقه را به حدود ۸۱۰۰ افزایش می دهد و در این سرعت است که ژنراتور می تواند شروع به تولید برق کند. معمولا هر چه توربینهای بادی بزرگتر باشند یا در ارتفاعات بالاتری قرار گرفته باشند، توان بالاتری دارند.

توربین های باد چه مزیت هایی دارند؟

مهمترین مزیت، توربین های بادی، کاهش تاثیرات مخرب زیست محیطی است. توربین های بادی مستقیما، هیچگونه آلودگی آب و هوایی یا زیست محیطی ندارند. به همین ترتیب، تجهیزات و ماشین آلات توربین های بادی هیچ یک از گازهای گلخانه ای مضر را که منجر به تغییرات اقلیمی میشوند، منتشر نمیکنند. این عدم آلودگی باعث میشود که جمعیتهای که در اطراف مزارع بادی ساکن هستند، از مشکلات جدی پزشکی مانند سرطان ریه یا آسم مصون باشند؛ علاوه بر این، حیوانات نیز در محیطی سالمتر رشد میکنند.

با توجه به اینکه انرژی باد یک منبع تجدید پذیر است و به کشتی رانی یا ذخایر زیرزمینی متکی نیست، مانع از آلودگیهای غیر مستقیم ناشی از حمل نقل میشود. انرژی بادی برخلاف بسیاری از روشها، قادر به تولید برق بدون استفاده از آب است، به همین جهت، میتواند از آلودگی آب و کمبود انرژی ناشی از خشکسالی جلوگیریکند.

توربین های بادی به ویژه در مناطق باد خیز، میتوانند در تمام ساعات شبانهروز برق تولید کنند. این امر بهخصوص برای مناطق ساحلی و کوهستانی مطلوب است. همچنین میتوان توربین های بادی و پانل های خورشیدی متوسط را برای به حداکثر رساندن تولید انرژی تجدید پذیر در مکانهایی با آفتاب و باد متناوب ترکیب کرد.

توربین های بادی میتوانند در مکانهای مختلفی با کاربردهای تجاری یا خانگی نصب شوند. تجهیزات بادی را می توان در منازل، مزارع، سکوهای دریایی و در بالای تپه های بلند نصب کرد. توربین های دریایی میتوانند پایههای ثابت یا شناور داشته باشند و از جریانهای مداوم بادهای اقیانوسی بهرهمند شوند. در واقع، این شکل از انرژی تجدید پذیر بسیار مقیاس پذیر است. در حالی که نیروگاههای سنتی برای تامین برق جمعیتهای بزرگ طراحی شدهاند، توربین ها در ابعاد مختلفی توسعه یافتهاند. مدلهای مختلف توربین های بادی میتوانند برق یک مزرعه کوچک، یک خانه یا صدها خانه را تامین کنند.

مزیت دیگر توربین ها، جا گیر نبودن است. توربین های بادی بر خلاف نیروگاههای مرسوم و حتی مزارع خورشیدی، فضای زیادی را اشغال نمیکنند و مردم میتوانند به فعالیتهای دیگر خود در مناطق اطراف توربین های بادی ادامه دهند. بهعنوان مثال، توربین بادی میتواند در یک مزرعه با محصولات کشاورزی یا دامها نصب شود. این مورد، بهخصوص برای کشورهای کوچکی که با مشکل کمبود جا مواجهند، میتواند اهمیت زیادی داشته باشد .بهاین ترتیب، توربین های بادی میتوانند بدون از بین بردن زمینهای کشاورزی یا زیستگاه های حیات وحش به تولید برق بپردازند.

با توربین های بادی در مقایسه با اکثر تکنولوژیهای تولید انرژی، احتمال بسیار کمتری برای وقوع حوادث فاجعه آمیز وجود دارد .توربین های بادی متکی به سوخته ایی نیستند که باید حفر و استخراج یا در کشتی بارگیری شوند. این مورد میتواند، تا حد زیادی از خطرات مرتبط به این تکنولوژی بکاهد. اگر چه چنین حوادثی نادر هستند، اما نیروگاههای هستهای میتوانند نشت کنند و فجایعی مانند چرنوبیل یا فوکوشیما را رقم بزنند و نواحی مسکونی و زمینهای بزرگی را غیر قابل زندگی کنند یا دریاها و اقیانوس های وسیعی را آلوده کنند. استخراج گاز طبیعی هم به آلودگی آبهای زیرزمینی و حتی زمین لرزه مرتبط است. اما نیروی باد، میتواند اجازه دهد که برق زیادی بدون ریسک چندانی تولید شود.

مزیت دیگر انرژی باد، اقتصادی بودن آن است. صاحبان کسب و کارها، کشاورزان و دیگر زمین دارانی که از توربین های بادی استفاده میکنند، در هزینه برق شان صرفه جویی میشود؛ توربین های بادی به آنها کمک میکند که بدون استفاده از مقادیر قابلتوجه زمین ،زمینهای خود را بهلحاظ اقتصادی زنده نگه دارند. همچنین صاحبان خانه هایی که از توربین های بادی بهره میبرند، صرفهجویی زیادی را در هزینههای برق خود دارند.

ظرفیت انرژی بادی در ایران

اگر تنها ۸ درصد از کل انرژی بادی زمین مهار شود، تمام برق جهان تامین میشود؛ حال ما میخواهیم در اینجا ظرفیت انرژی بادی را در کشور عزیزمان، ایران، بررسی کنیم.

در ایران با توجه به وجود مناطق باد خیز، طراحی و ساخت آسیاب های بادی از ۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح رایج بوده و هماکنون نیز بستر مناسبی جهت گسترش بهرهبرداری از توربین های بادی فراهم میباشد. مطالعات و محاسبات انجام شده در زمینه تخمین پتانسیل انرژی باد در ایران نشان دادهاند که تنها در ۰۲ منطقه از کشور )شامل بیش از ۵۴ سایت مناسب( میزان ظرفیت اسمی سایتها، با در نظر گرفتن یک راندمان کلی ۳۳٪، در حدود ۲٫۴۰۰ مگاوات میباشد؛ و این در شرایطی است که ظرفیت اسمی کل نیروگاههای برق کشور در حال حاضر حدود ۴۵٫۰۰۰ مگاوات میباشد ) تا سال ۸۳۳۵(.

در سال ۰۰۰۵ میلادی تنها ۰۴ مگاوات از ۳۳٫۰۰۰ مگاوات برق تولید شده در ایران با استفاده از انرژی بادی تولید شده بود. در سال ۰۰۰۲ میلادی سهم برق تولید شده در ایران با استفاده از انرژی بادی ۵۴ مگاوات بود )رتبه سی ام در دنیا( که به نسبت سال ۰۰۰۴ رشد چهل درصدی را نشان میداد. در سال ۰۰۰۱ میلادی نیروگاه بادی منجیل در استان گیلان و بینالود در استان خراسان رضوی، ظرفیت ۱۰ مگاوات برق را داشتهاند. ظرفیت برق بادی در ایران در سال ۰۰۰۳ میلادی ۸۳۰ مگاوات ساعت بوده است.

یکی از بهترین نیروگاههای بادی ایران در منطقه بادخیز منجیل در استان گیلان ساخته شده؛ که به سبب بادهای تند، موسوم به «هفت باد منجیل» است.

ایران، عضو مجمع جهانی انرژی بادی میباشد و مبالغ زیادی را در زمینه انرژی تجدید پذیر برق بادی، سرمایه گذاری کرده است. میزان یارانه های تخصیصی در بخش برق فسیلی حدود ۳/۴ میلیارد یورو است که مانعی جدی بر سر راه توسعه انرژی های تجدید پذیر به شمار میرود. علیرغم وجود یارانه ها، میزان ظرفیت نصب شده برق بادی تا اوایل سال ۸۳۱۴ بالغ بر ۸۰۱ مگاوات بوده است، که تولید ۳۰۴ گیگاوات ساعت برق را طی دوره ۸۳۴۳-۸۳۱۵ را به همراه داشته است. این میزان برق تولیدی سبب صرفه جویی معادل ۵۰۴ هزار بشکه نفت در بخش نیروگاهی ایران شده و در جای خود موجب کاهش یک میلیون تن انواع آلاینده های زیست محیطی در فاصله ۸۳۴۳-۸۳۱۵ شدهاست. با استفاده از اطلاعات واقعی ماهیانه باد در استانهای کشور و با بهرهگیری از معادله چگالی وایبول ،پتانسیل قابل استفاده باد در استانها محاسبه شده و در نهایت کل پتانسیل برق بادی به میزان ۲/۳ گیگاوات تخمین زده شدهاست. البته محاسبات دیگر تا حد ۲ گیگاوات ظرفیت را برآورد کردهاند. بر اساس سیاستهای فعلی انرژی کشور ،نرخ بازده داخلی پروژههای باد در سه استان گیلان، سیستان و بلوچستان و خراسان جنوبی محاسبه شدهاست، که تأیید کننده این واقعیت است که پروژههای برق بادی در این سه استان از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند. نتایج نشان میدهد که با حذف یارانه های انرژی پتانسیل فسیلی به همراه یک روش بازار محور، میتوان ظرفیت انرژی بادی را به ۲/۳ تا ۲ گیگاوات افزایش داد. این ظرفیت نصب شده میتواند سبب صرفهجویی حدود ۵۴ تا ۱۵ میلیون بشکه نفت در سال معادل ۸۰۴۰۰۰ تا ۰۳۰۰۰۰ بشکه در روز در بخش نیروگاهی ایران شود.

واقعیت این است که ایران هنوز بهشدت وابسته به سوخت های فسیلی است و این سوخت ها تقریبا تمام برق کشور را تامین میکنند. با وجود دور نمای مثبتی که در این حوزه دیده میشود، احتمالا شاهد رکود ایران در زمینهی صنایع پاک و ارزان و منابع انرژی تجدید پذیر خواهیم بود. در واقع، با وجودی که سرمایه گذاری های اخیر از تمایل بالا برای سرمایهگذاری در این صنعت خبر میدهد، اما با وجود تحریم های بین المللی اخیر که در پی خروج آمریکا از توافق برجام اتفاق افتاد، صنعت نوظهور انرژی بادی کشورمان به مشکلاتی عدیده ای برخواهد خورد.

مورد دیگر اینکه، حتی ممکن است که ایران، ظرفیت فعلی برق تولیدی از انرژی بادی را هم از دست بدهد. در واقع، بیشتر توربین های بادی هر ۸۰ تا ۸۴ سال نیاز به تعمیرات عمدهای دارند و اگر به درستی نگهداری نشوند ،دیگر کار نخواهند کرد. با توجه به اینکه، تهیه قطعات یدکی در آینده، دشوارتر خواهد شد، متاسفانه چشمانداز این صنعت، تیره خواهد بود.

آینده انرژی بادی: آیا در همه جای دنیا توربین های بادی خواهیم دید؟

انرژی باد همچنان یکی از امیدوارکننده ترین منابع انرژی تجدید پذیر است. در طول دهه گذشته، صنعت انرژی بادی رشد چشمگیری داشت و مزارع باد در سراسر جهان نصب شدند. در حال حاضر منبع انرژی تجدید پذیر ،بهترین رقیب نیروگاههای سوخت فسیلی هستند، حتی در برخی نقاط جهان، این انرژی پاک و ایمن، ارزانتر از ذغال سنگ است.

همهی شواهد نشان میدهد که احتمالا در آینده، توربین های بیشتری در نقاط مختلف جهان خواهیم دید. به باور تحلیلگران، حتی اگر با رشد انرژی بادی روندی که برنامهریزی شده پیش نرود، بازهم توربین های بادی در سالهای آینده گسترش خواهند یافت. اما این بدین معنا نخواهد بود که توربین های بادی در همه جا بهچشم خواهند خورد. مخالفان انرژی بادی، ادعا میکنند که توربین های بادی، جلوهی طبیعت را خدشه دار میکنند .هرچند در مقابل، موافقان انرژی بادی هم مدعی هستند که توربین های بادی به جذابیت های طبیعت خواهند افزود. بنابراین تا حدی منطقی است که تصور کنیم، دیدن توربین های چرخان بادی تقریبا در همه جا، ترسناک است و اینکه مناظر کوهستانی و زمینهای کشاورزی دیگر هیچگاه مانند گذشته نخواهند بود.

اما، احتمال اینکه شاهد افزایش توربین های بادی دریایی باشیم، بسیار بالاست. تکنولوژی انرژی بادی دریایی به سرعت در حال افزایش است و پتانسیل تولید برق از انرژی بادی در دریاهای آزاد به مراتب بیشتر از خشکی است. به این ترتیب، احتمال بیشتری وجود دارد که در آیندهای نزدیک هر گاه که از پنجره هواپیما به بیرون نگاه کنیم ،توربین های بادی را در دریاهای وسیع ببینیم.

البته، در این شکی نیست که توربین های بادی در نواحی باد خیز، بهشدت افزایش خواهند یافت. اما به دور از مخالفت ها با چنین پیشرفتهایی، اکثر مردم محلی با کمال میل توربین های بادی را پذیرفتند. مزارع بادی میتوانند بهخصوص برای شهرهای صنعتی روبه زوال و متکی به نفت که بدون انرژی بادی، قطعا با رکود اقتصادی مواجه میشوند، رفاه اقتصادی را به همراه داشته باشد.

مزارع بادی به همان میزانی که به نفع اقتصاد محلی هستند، برای محیط زیست هم مفیداند. علاوه بر این، در آینده نزدیک شاهد تولید انبوه توربین های بادی کوچکتر و قابل حمل خواهیم بود که میتوانند بهجز کسب کارهای کوچک برای مصارف شخصی هم مورد استفاده قرار گیرند. از این رو، در آینده احتمالا دیدن توربین بادی در حیاط خلوت همسایه به امری عادی بدل میشود. توربین های بادی ممکن است که با مجتمعهای مسکونی و آسمانخراشها نیز ادغام شوند. بنابراین، آینده مملو از توربین بادی است و همه جا توربین بادی خواهیم دید!

این اعلان را به اشتراک گذارید