عزم جهاني دانشمندان و متخصصان
هوا، آب، غذا، گرما و نور، پنج عنصر ضروري براي ادامه حيات انسان است كه در اين ميان نقش هوا در زيست و زندگي همه موجودات كره زمين اعم از انسان، حيوان و طبيعت از تمامي ابعاد، برجسته تر و حياتي تر ارزيابي مي شود.
انسان مي تواند5 هفته بدون غذا و5 روز بدون آب زنده بماند اما نمي تواند بدون هوا، حتي5 دقيقه به زندگي ادامه دهد.
نكته ديگر در مورد عنصر هوا، اينكه آلودگي هوا بر همه آنچه در كره خاك وجود دارد، تأثير منفي و ويرانگر مي گذارد و به تحقيق، هيچ عنصر يا پديده اي وجود ندارد كه بر اثر آلودگي هوا دچار آسيب نشود.
با توجه به مواردي كه گفته شد، امروزه بخش عمده اي از تلاش انسانها، براين اصل متمركز است كه با روش هاي متعددي از آلودگي هوا بكاهد و بقاي خود را تداوم بخشد. در اين گزارش به مواردي از اين كوشش ها
پرداخته ايم.
ترديدي وجود ندارد كه استفاده از انرژي هاي تجديدپذير، مانند انرژي زمين گرمايي، انرژي جذر و مدي، انرژي زيست توده، انرژي موج، انرژي بيوگاز، انرژي بادي، انرژي آبي و انرژي خورشيدي در دسترس ترين
انرژي ها براي كاهش آلودگي هوا و در مجموع محيط زيست است. براي استفاده از اين انرژي ها و جايگزيني آن به جاي انرژي هاي فسيلي طي حداقل سه، چهار دهه اخير فعاليت هاي علمي گسترده اي در سطح جهان به چشم مي خورد كه عزم دانشمندان و متخصصان را براي پاك نگاه داشتن هوا نشان مي دهد.
ماهواره هاي خورشيدي
يكي از پيشرفته ترين اقدامات علمي بشر براي استفاده از نورخورشيد ايجاد نيروگاه هاي خورشيدي ماهواره اي در فضا است. اين نيروگاه هاي ماهواره اي، نورخورشيد را در فضا شكار خواهند كرد و به كمك شعاعي از ليزر يا امواج مايكروويو - انرژي بدست آمده را به زمين مي فرستند كه در زمين تبديل به نيروي برق خواهد شد.
ايده انتقال انرژي از طريق ماهواره هاي گردشگر به دور كره زمين ابتدا در دهه60 ميلادي مطرح شد و تا دهه80 ، مطالعه براي تحقيق اين انديشه ادامه يافت. منتقدان، اقتصادي بودن اين طرح، مشكلات قوانين بين المللي، سياست گذاري هاي منطقه اي، مشكلات زيست محيطي ناشي از انرژي هاي ناشناخته شعاع نور ليزر و امواج مايكروويو بر سلامت انسان را مطرح ساختند. در سال1995، ناسا مطالعات جديدي را روي پروژه آغاز كرد و به اجراي طرح، جاني دوباره بخشيده شد و علاقه به سرمايه گذاري در اين زمينه افزايش يافت. در تازه ترين تحولات، ساخت ماهواره هاي خورشيدي با سرعت بيشتري پيگيري مي شود و گمانه زني ها بر اين دست كه با بكارگيري از ماهواره هاي خورشيدي در آينده اي نه چندان دور، بخش قابل توجهي از نيروي الكترونيكي مورد نياز تأمين شود كه يكي از پيامدهاي مهم آن كاسته شدن از آلودگي هوا و در مجموع آلوگي محيط زيست است.
گذشته انرژي بادي
احتمالاً نخستين ماشين بادي توسط ايرانيان باستان ساخته شده است و يونانيان براي آبياري از انرژي باد استفاده مي كرده اند. بعدها استفاده از توربين هاي بادي با محور سراسر قائم، با ميله هاي چوبي توسعه يافت و امروزه نيز ممكن است در برخي از كشورهاي خاورميانه، نمونه هايي از آن وجود داشته باشد. در قرن13، اين نوع توربين ها توسط سربازان صليبي به اروپا برده شد. در هلند حدود9 هزار ماشين بادي به منظورهاي گوناگون مورد استفاده قرار مي گرفت. استفاده از انرژي باد در ايالات متحده از سال1854 شروع شد.
گهگاه توفانها و گردبادهاي سهمگيني در گوشه و كنار جهان پديدار مي شود كه اگر نيروي آنها بطور صحيح بكار گرفته شود، مي تواند به جاي مخرب بودن، مفيد باشد. اصول بهره برداري انرژي باد از نخستين كوشش هاي انسان تاكنون تغيير نكرده است. با وزش باد، قايق ها به حركت در مي آيند و يا پره آسياب بادي از طريق دنده ها گردانده مي شود. امروزه مولدهاي الكتريسيته بادي به نحوي طراحي شده اند كه از حداكثر نيروي باد بهره برداري شود.
مزاياي اقتصادي
يكي از مزاياي انرژي باد آن است كه وزش باد در زمستان ها سريعتر است و هنگامي كه نياز بيشتري به برق داريم، الكتريسيته بيشتري توليد مي شود. اين انرژي بدون ايجاد آلودگي، منبع انرژي پايان ناپذير است. پيشرفتهاي اخير در صنعت، همواره كاهش هزينه الكتريسيته توليد شده توسط مولدهاي بادي را نشان مي دهد. اين مبلغ كمتر از هزينه الكتريسيته توليد شده توسط زغال سنگ و شكافت هسته اي است و از نظر اقتصادي قابل توجيه است.
نيروگاههاي جديد
امروزه ارتفاع برجهاي مخصوص انرژي باد به70 متر مي رسد.
مجموعه اي از اين برج ها، مي توانند1،5 مگاوات برق توليدكنند. بهاي الكتريسيته حاصل از اين منبع غيرسنگواره اي تا حد قابل ملاحظه اي ارزان است. استفاده از اين تأسيسات در درياهاي آزاد كه در آنها بادهاي قوي تري
مي وزد.، آسانتر است. انتخاب مكان مناسب براي نصب نيروگاه بادي و جهت نصب توربين ها درمحل از نكات حياتي براي توسعه اقتصادي اين گونه نيروگاه هاست. گذشته از دسترسي به باد مناسب در محل مورد بحث، عوامل مهم ديگري مانند دسترسي به خطوط انتقال، قيمت زمين مورد استفاده، ملاحظات استفاده از زمين و مسائل زيست محيطي و ساخت و بهره برداري نيز در انتخاب يك محل براي نصب نيروگاه ها مؤثر است. از اين رو استفاده از نيروگاه هاي بادي در مناطق دور از ساحل ممكن است هزينه هاي مربوط به ساخت يا ضريب ظرفيت را با استفاده از كاهش هزينه هاي توليد برق جبران كنند.
سهم كشورهاي جهان در توليد انرژي بادي
در حال حاضر، در سراسر جهان هزاران توربين بادي در حال بهره برداري وجود دارد كه ظرفيت توليدي آنها به73.904 مگاوات مي رسد. در اين ميان اتحاديه اروپا65% از كل توان بادي جهان را توليد مي كند، توليد برق بادي در ميان ديگر روش هاي توليد انرژي الكتريكي داراي بيشترين شتاب رشد در قرن21 بوده است به طوري كه توليد توان بادي جهان در بين سال هاي2000 تا2006 چهار برابر شده است. در دانمارك و اسپانيا برق بادي حدود10 درصد يا بيشتر از كل توليد انرژي الكتريكي را تشكيل مي دهد. گرچه81 درصد از توان بادي توليد شده در جهان به ايالات متحده و اتحاديه اروپا تعلق دارد اما سهم پنج كشور اول توليد كننده برق- بادي از71 درصد در سال2004 به55 درصد در سال2005 كاهش يافته است.
انجمن جهاني انرژي بادي پيش بيني كرده در سال2010 ظرفيت توليدي برق - بادي به160 كيگاوات برسد. با توجه به ميزان توليد كنوني73،9 مگاوات اين رقم پيش بيني يك رشد21 درصد را در هر سال نشان مي دهد.
از جمله كشورهايي كه سرمايه گذاري زيادي در اين زمينه انجام داده اند مي توان به آلمان، اسپانيا، ايالات متحده، هند و دانمارك اشاره كرد.
كشور دانمارك يكي از كشورهاي برجسته در توليد تجهيزات و استفاده از توان بادي است، دولت دانمارك در دهه1970 ملزم شد تا توليد انرژي الكتريكي از انرژي باد را به50% كل توليد برق برساند و تا امروز انرژي
برق- بادي20 درصد از كل توليد انرژي الكتريكي در اين كشور را تشكيل مي دهد؛ اين كشور همچنين پنجمين توليد كننده بزرگ برق- بادي محسوب مي شود. آلمان و دانمارك دو كشور پيشتاز در زمينه صادرات توربين هاي بزرگ تا5 مگاوات به حساب مي آيند.
آلمان نيز يكي از كشورهاي پيشتاز در زمينه توليد برق بادي بوده است به طوري كه در سال2006 اين كشور28 درصد از كل توان بادي توليد شده در جهان را به خود اختصاص داده است. اين در حالي است كه آلمان برنامه دارد تا سال2010 معادل12،5درصد از كل توان توليدي خود را از منابع تجديدپذير تأمين كند.
كشور آلمان داراي حدود18600 توربين بادي است كه بيشتر آنها در شمال آلمان نصب شده است و در اين ميان سه توربين از بزرگترين توربين هاي جهان نيز وجود دارند. در سال2005 دولت اسپانيا قانوني را تصويب كرد كه براساس آن نصب20000 مگاوات ظرفيت بادي تا سال2012 در برنامه دولت قرار گرفت. قابل ذكر است كه در سال2005 در هر دو كشور آلمان و اسپانيا توليد انرژي الكتريكي از راه استفاده از نيروگاه هاي بادي از توليد انرژي الكتريكي به وسيله نيروگاه هاي برق - آبي بيشتر بود.
در سال هاي اخير ايالات متحده بيشتر از هر كشور ديگري، توربين بادي به شبكه برق خود افزوده است و پيش بيني مي شد كه ظرفيت توليدي اين كشور در سال2007 افزايشي3 گيگاواتي داشته باشد.
توليد انرژي بادي در مقياس كوچك
تجهيزات توليد برق- بادي در مقياس كوچك(100 كيلووات يا كمتر) معمولاً براي تغذيه منازل، زمين هاي كشاورزي يا مراكز تجاري كوچك مورد استفاده قرار مي گيرد. در برخي از مكان هاي دور افتاده كه مجبور به استفاده از ژنراتورهاي ديزلي هستند مالكان محل ترجيح مي دهند كه از توربين هاي بادي استفاده كنند تا از ضرورت سوزاندن ساير سوخت ها جلوگيري شود. در برخي موارد نيز براي كاهش هزينه هاي خريد برق يا براي استفاده برق پاك- از اين توربين ها استفاده مي شود.
براي تغذيه منازل دور افتاده از توربين هاي بادي با اتصال به باتري استفاده مي شود. در ايالات متحده استفاده از توربين هاي بادي متصل به شبكه درابعاد و ظرفيت هاي1 تا10 كيلووات براي تغذيه منازل به طور فزآينده اي در حال گسترش است. توربين هاي متصل به شبكه در هنگام كار نياز به استفاده از برق شبكه را از بين مي برد. در سيستم هاي جدا از شبكه يا بايد از برق به صورت دوره اي استفاده كرد و يا از باتري براي ذخيره سازي انرژي، استفاده مي شود.
بزرگترين توربين بادي جهان
بزرگترين توربين بادي جهان در حال حاضر در درياي شمال در فاصله24 كيلومتر سواحل اسكاتلند نصب شده و در حال آزمايش است. اين نخستين باري است كه توربين هايي با ابعاد بسيار بزرگ در دريا آزمايش
مي شوند. ژنراتور توربين ها در عمق44 متري سطح دريا كار گذاشته شده است كه در نوع خود ركورد جديدي است.
توربين هايي در اين ابعاد براي نصب در دريا و دور از ساحل مناسب هستند تا از وزش پيوسته و بدون تلاطم باد بهره گيري كنند. انتظار مي رود اين توربين ها96 درصد اوقات شبانه روز(8440 ساعت در سال) در حال كار باشند.
منبع: اينترنت
هوا، آب، غذا، گرما و نور، پنج عنصر ضروري براي ادامه حيات انسان است كه در اين ميان نقش هوا در زيست و زندگي همه موجودات كره زمين اعم از انسان، حيوان و طبيعت از تمامي ابعاد، برجسته تر و حياتي تر ارزيابي مي شود.
انسان مي تواند5 هفته بدون غذا و5 روز بدون آب زنده بماند اما نمي تواند بدون هوا، حتي5 دقيقه به زندگي ادامه دهد.
نكته ديگر در مورد عنصر هوا، اينكه آلودگي هوا بر همه آنچه در كره خاك وجود دارد، تأثير منفي و ويرانگر مي گذارد و به تحقيق، هيچ عنصر يا پديده اي وجود ندارد كه بر اثر آلودگي هوا دچار آسيب نشود.
با توجه به مواردي كه گفته شد، امروزه بخش عمده اي از تلاش انسانها، براين اصل متمركز است كه با روش هاي متعددي از آلودگي هوا بكاهد و بقاي خود را تداوم بخشد. در اين گزارش به مواردي از اين كوشش ها
پرداخته ايم.
ترديدي وجود ندارد كه استفاده از انرژي هاي تجديدپذير، مانند انرژي زمين گرمايي، انرژي جذر و مدي، انرژي زيست توده، انرژي موج، انرژي بيوگاز، انرژي بادي، انرژي آبي و انرژي خورشيدي در دسترس ترين
انرژي ها براي كاهش آلودگي هوا و در مجموع محيط زيست است. براي استفاده از اين انرژي ها و جايگزيني آن به جاي انرژي هاي فسيلي طي حداقل سه، چهار دهه اخير فعاليت هاي علمي گسترده اي در سطح جهان به چشم مي خورد كه عزم دانشمندان و متخصصان را براي پاك نگاه داشتن هوا نشان مي دهد.
ماهواره هاي خورشيدي
يكي از پيشرفته ترين اقدامات علمي بشر براي استفاده از نورخورشيد ايجاد نيروگاه هاي خورشيدي ماهواره اي در فضا است. اين نيروگاه هاي ماهواره اي، نورخورشيد را در فضا شكار خواهند كرد و به كمك شعاعي از ليزر يا امواج مايكروويو - انرژي بدست آمده را به زمين مي فرستند كه در زمين تبديل به نيروي برق خواهد شد.
ايده انتقال انرژي از طريق ماهواره هاي گردشگر به دور كره زمين ابتدا در دهه60 ميلادي مطرح شد و تا دهه80 ، مطالعه براي تحقيق اين انديشه ادامه يافت. منتقدان، اقتصادي بودن اين طرح، مشكلات قوانين بين المللي، سياست گذاري هاي منطقه اي، مشكلات زيست محيطي ناشي از انرژي هاي ناشناخته شعاع نور ليزر و امواج مايكروويو بر سلامت انسان را مطرح ساختند. در سال1995، ناسا مطالعات جديدي را روي پروژه آغاز كرد و به اجراي طرح، جاني دوباره بخشيده شد و علاقه به سرمايه گذاري در اين زمينه افزايش يافت. در تازه ترين تحولات، ساخت ماهواره هاي خورشيدي با سرعت بيشتري پيگيري مي شود و گمانه زني ها بر اين دست كه با بكارگيري از ماهواره هاي خورشيدي در آينده اي نه چندان دور، بخش قابل توجهي از نيروي الكترونيكي مورد نياز تأمين شود كه يكي از پيامدهاي مهم آن كاسته شدن از آلودگي هوا و در مجموع آلوگي محيط زيست است.
گذشته انرژي بادي
احتمالاً نخستين ماشين بادي توسط ايرانيان باستان ساخته شده است و يونانيان براي آبياري از انرژي باد استفاده مي كرده اند. بعدها استفاده از توربين هاي بادي با محور سراسر قائم، با ميله هاي چوبي توسعه يافت و امروزه نيز ممكن است در برخي از كشورهاي خاورميانه، نمونه هايي از آن وجود داشته باشد. در قرن13، اين نوع توربين ها توسط سربازان صليبي به اروپا برده شد. در هلند حدود9 هزار ماشين بادي به منظورهاي گوناگون مورد استفاده قرار مي گرفت. استفاده از انرژي باد در ايالات متحده از سال1854 شروع شد.
گهگاه توفانها و گردبادهاي سهمگيني در گوشه و كنار جهان پديدار مي شود كه اگر نيروي آنها بطور صحيح بكار گرفته شود، مي تواند به جاي مخرب بودن، مفيد باشد. اصول بهره برداري انرژي باد از نخستين كوشش هاي انسان تاكنون تغيير نكرده است. با وزش باد، قايق ها به حركت در مي آيند و يا پره آسياب بادي از طريق دنده ها گردانده مي شود. امروزه مولدهاي الكتريسيته بادي به نحوي طراحي شده اند كه از حداكثر نيروي باد بهره برداري شود.
مزاياي اقتصادي
يكي از مزاياي انرژي باد آن است كه وزش باد در زمستان ها سريعتر است و هنگامي كه نياز بيشتري به برق داريم، الكتريسيته بيشتري توليد مي شود. اين انرژي بدون ايجاد آلودگي، منبع انرژي پايان ناپذير است. پيشرفتهاي اخير در صنعت، همواره كاهش هزينه الكتريسيته توليد شده توسط مولدهاي بادي را نشان مي دهد. اين مبلغ كمتر از هزينه الكتريسيته توليد شده توسط زغال سنگ و شكافت هسته اي است و از نظر اقتصادي قابل توجيه است.
نيروگاههاي جديد
امروزه ارتفاع برجهاي مخصوص انرژي باد به70 متر مي رسد.
مجموعه اي از اين برج ها، مي توانند1،5 مگاوات برق توليدكنند. بهاي الكتريسيته حاصل از اين منبع غيرسنگواره اي تا حد قابل ملاحظه اي ارزان است. استفاده از اين تأسيسات در درياهاي آزاد كه در آنها بادهاي قوي تري
مي وزد.، آسانتر است. انتخاب مكان مناسب براي نصب نيروگاه بادي و جهت نصب توربين ها درمحل از نكات حياتي براي توسعه اقتصادي اين گونه نيروگاه هاست. گذشته از دسترسي به باد مناسب در محل مورد بحث، عوامل مهم ديگري مانند دسترسي به خطوط انتقال، قيمت زمين مورد استفاده، ملاحظات استفاده از زمين و مسائل زيست محيطي و ساخت و بهره برداري نيز در انتخاب يك محل براي نصب نيروگاه ها مؤثر است. از اين رو استفاده از نيروگاه هاي بادي در مناطق دور از ساحل ممكن است هزينه هاي مربوط به ساخت يا ضريب ظرفيت را با استفاده از كاهش هزينه هاي توليد برق جبران كنند.
سهم كشورهاي جهان در توليد انرژي بادي
در حال حاضر، در سراسر جهان هزاران توربين بادي در حال بهره برداري وجود دارد كه ظرفيت توليدي آنها به73.904 مگاوات مي رسد. در اين ميان اتحاديه اروپا65% از كل توان بادي جهان را توليد مي كند، توليد برق بادي در ميان ديگر روش هاي توليد انرژي الكتريكي داراي بيشترين شتاب رشد در قرن21 بوده است به طوري كه توليد توان بادي جهان در بين سال هاي2000 تا2006 چهار برابر شده است. در دانمارك و اسپانيا برق بادي حدود10 درصد يا بيشتر از كل توليد انرژي الكتريكي را تشكيل مي دهد. گرچه81 درصد از توان بادي توليد شده در جهان به ايالات متحده و اتحاديه اروپا تعلق دارد اما سهم پنج كشور اول توليد كننده برق- بادي از71 درصد در سال2004 به55 درصد در سال2005 كاهش يافته است.
انجمن جهاني انرژي بادي پيش بيني كرده در سال2010 ظرفيت توليدي برق - بادي به160 كيگاوات برسد. با توجه به ميزان توليد كنوني73،9 مگاوات اين رقم پيش بيني يك رشد21 درصد را در هر سال نشان مي دهد.
از جمله كشورهايي كه سرمايه گذاري زيادي در اين زمينه انجام داده اند مي توان به آلمان، اسپانيا، ايالات متحده، هند و دانمارك اشاره كرد.
كشور دانمارك يكي از كشورهاي برجسته در توليد تجهيزات و استفاده از توان بادي است، دولت دانمارك در دهه1970 ملزم شد تا توليد انرژي الكتريكي از انرژي باد را به50% كل توليد برق برساند و تا امروز انرژي
برق- بادي20 درصد از كل توليد انرژي الكتريكي در اين كشور را تشكيل مي دهد؛ اين كشور همچنين پنجمين توليد كننده بزرگ برق- بادي محسوب مي شود. آلمان و دانمارك دو كشور پيشتاز در زمينه صادرات توربين هاي بزرگ تا5 مگاوات به حساب مي آيند.
آلمان نيز يكي از كشورهاي پيشتاز در زمينه توليد برق بادي بوده است به طوري كه در سال2006 اين كشور28 درصد از كل توان بادي توليد شده در جهان را به خود اختصاص داده است. اين در حالي است كه آلمان برنامه دارد تا سال2010 معادل12،5درصد از كل توان توليدي خود را از منابع تجديدپذير تأمين كند.
كشور آلمان داراي حدود18600 توربين بادي است كه بيشتر آنها در شمال آلمان نصب شده است و در اين ميان سه توربين از بزرگترين توربين هاي جهان نيز وجود دارند. در سال2005 دولت اسپانيا قانوني را تصويب كرد كه براساس آن نصب20000 مگاوات ظرفيت بادي تا سال2012 در برنامه دولت قرار گرفت. قابل ذكر است كه در سال2005 در هر دو كشور آلمان و اسپانيا توليد انرژي الكتريكي از راه استفاده از نيروگاه هاي بادي از توليد انرژي الكتريكي به وسيله نيروگاه هاي برق - آبي بيشتر بود.
در سال هاي اخير ايالات متحده بيشتر از هر كشور ديگري، توربين بادي به شبكه برق خود افزوده است و پيش بيني مي شد كه ظرفيت توليدي اين كشور در سال2007 افزايشي3 گيگاواتي داشته باشد.
توليد انرژي بادي در مقياس كوچك
تجهيزات توليد برق- بادي در مقياس كوچك(100 كيلووات يا كمتر) معمولاً براي تغذيه منازل، زمين هاي كشاورزي يا مراكز تجاري كوچك مورد استفاده قرار مي گيرد. در برخي از مكان هاي دور افتاده كه مجبور به استفاده از ژنراتورهاي ديزلي هستند مالكان محل ترجيح مي دهند كه از توربين هاي بادي استفاده كنند تا از ضرورت سوزاندن ساير سوخت ها جلوگيري شود. در برخي موارد نيز براي كاهش هزينه هاي خريد برق يا براي استفاده برق پاك- از اين توربين ها استفاده مي شود.
براي تغذيه منازل دور افتاده از توربين هاي بادي با اتصال به باتري استفاده مي شود. در ايالات متحده استفاده از توربين هاي بادي متصل به شبكه درابعاد و ظرفيت هاي1 تا10 كيلووات براي تغذيه منازل به طور فزآينده اي در حال گسترش است. توربين هاي متصل به شبكه در هنگام كار نياز به استفاده از برق شبكه را از بين مي برد. در سيستم هاي جدا از شبكه يا بايد از برق به صورت دوره اي استفاده كرد و يا از باتري براي ذخيره سازي انرژي، استفاده مي شود.
بزرگترين توربين بادي جهان
بزرگترين توربين بادي جهان در حال حاضر در درياي شمال در فاصله24 كيلومتر سواحل اسكاتلند نصب شده و در حال آزمايش است. اين نخستين باري است كه توربين هايي با ابعاد بسيار بزرگ در دريا آزمايش
مي شوند. ژنراتور توربين ها در عمق44 متري سطح دريا كار گذاشته شده است كه در نوع خود ركورد جديدي است.
توربين هايي در اين ابعاد براي نصب در دريا و دور از ساحل مناسب هستند تا از وزش پيوسته و بدون تلاطم باد بهره گيري كنند. انتظار مي رود اين توربين ها96 درصد اوقات شبانه روز(8440 ساعت در سال) در حال كار باشند.
منبع: اينترنت
