معرفی انرژی های تجدید پذیر

انسان از دیر باز تا کنون به دنبال دستیابی به منابع عظیم انرژی بوده است و این تلاش به عنوان یک آرزوی دیرینه وی به حساب می آید. او همواره به دنبال منبع نیرویی پایان بوده که در هر زمان و مکان در دسترس باشد. منابع مختلف انرژی همچون چوب، زغال سنگ، نفت و گاز از جمله منابع موجود و در دسترس بشر بوده است که از گذشته تا کنون همچنان در حال استفاده از آن می باشد. نیاز روز افزون به حجم عظیم انرژی و از طرفی محدودیت های موجود در منابع فسیلی و آلودگی های بیش از حد مصرف این نوع از انرژی موجب گردیده است که انسان به دنبال منابع جایگزین دیگری باشد. از این رو انرژی های تجدید پذیر به عنوان جایگزین مناسب جهت تامین انرژی مورد نیاز بشر مطرح می گردد.

انرژی های تجدید پذیر به منابعی از انرژی گفته می شود که سرچشمه در منابع طبیعی و خدادادی دارند. انرژهای تجدید پذیر پاک هستند و به محیط زیست آسیب نمی رسانند. همچنین این نوع از انرژی ها پایان ناپذیرند و برای نسل های بعد قابل استفاده هستند.

استفاده از انرژهای تجدید پذیر موجب کاهش مصرف سوخت های فسیلی و فرآورده های نفتی می گردد. این مهم باعث می گردد که میزان آلایندگی محیط زیست کاهش یافته و نقش بسزایی در صرفه جویی منابع انرژی رو به پایان خواهد داشت. همچنین کاربرد انرژی های تجدید پذیر می تواند نقش بسزایی در افزایش ذخایر و درجه امنیت انرژی کشور داشته باشد. از این رو چشم انداز استفاده از انواع مختلف انرژی های تجدید پذیر در ایران همانند سایر کشورهای توسعه یافته از اهمیت بسزایی برخوردار است. در شرایط بحران و در مقاطعی همچون تابستان و زمستان که کشور با کمبود منابع برای تامین انرژی برق و گاز مورد نیاز رو به رو می گردد، به کارگیری و استفاده بیش از پیش انرژی های تجدید پذیر به خوبی می تواند به عنوان یک راه کار اساسی مد نظر باشد.

در این نوشتار سعی شده است که ضمن معرفی انواع مختلف انرژی های تجدید پذیر، آشنایی مختصری با اقسام مختلف انرژی های پاک برای خواننده حاصل گردد.

• انرژی خورشیدی

خورشید به عنوان یک منبع عظیم انرژی که در هر ثانیه 2/4 میلیون تن از جرم آن به انرژی تبدیل می شود به عنوان یک منبع بسیار بزرگ انرژی تا پنج میلیارد سال دیگر در دسترس است. تبدیل نور خورشید به الکتریسیته با استفاده از پنل های های فتوولتائیک را انرژی خورشیدی گویند. همچنین انرژی خورشید را می توان با استفاده از عدسی و آینه و سامانه های ردیاب نور خورشید متمرکز کرد و از گرمای حاصله به عنوان انرژی گرمایی استفاه نمود.

• انرژی باد

تولید انرژی الکتریکی با استفاده از توربین های بادی یکی دیگر از اقسام انرژی های تجدید پذیر است که به عنوان انرژی باد شناخته می شود. انرژی باد به وسیله توربین های بادی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و در مقادیر زیاد در مزارع بادی به شبکه الکتریکی متصل می شود. ظرفیت تولید انرژی بادی، امروزه در اکثر نقاط دنیا افزایش پیدا کرده است و از مهم ترین دلایل آن می توان به پاک بودن، فراوان بودن و کم هزینه بودن آن اشاره نمود.

استفاده از انرژی باد برای اولین بار در ایران باستان با استفاده از دولاب یا چرخ چاه مورد توجه قرار گرفت. ایرانیان به کمک نیروی باد آب را به سطح مزارع خود می رساندند. همچنین یونانی ها برای خرد کردن دانه های خود و مصری ها و چینی ها برای قایقرانی و آبیاری از انرژی باد استفاده می کردند.

• انرژی برق آبی

به تولید برق با استفاده از انرژی جنبشی آب، انرژی برق آبی گفته می شود. آب موجود در رودخانه ها پس از طی مسافتی در پشت سدها جمع آوری می شود و نهایتا آب قرار گرفته در پشت سد که در ارتفاع بالاتری نسبت به سطح زمین قرار دارد، به سمت پایین سرازیر شده و انرژی پتانسیل حجم آب به انرژی جنبشی تبدیل می گردد. انرژی جنبشی آب نیز با چرخاندن پره های توربین های آبی در پایین سد، انرژی الکتریکی تولید می نماید. برای افزایش فشار و ارتفاع آب بالای سد معمولا آب را از داخل لوله های بزرگ عبور می دهند.

اولین نمونه نیروگاه های آبی در حقیقت همان چرخ های آبی مورد استفاده در قرون وسطی بودند. همچنین آسیاب های بادی را می توان به عنوان یک نیروی هیدرومکانیکی توصیف نمود. ضمنا برخی از نیروگاه های آبی هستند که به جای استفاده از انرژی پتانسیل آب موجود در ارتفاع سدها، از انرژی جنبشی آب جاری و عبوری در رودخانه ها استفاده می کنند.

• انرژی زمین گرمایی

یکی دیگر از انواع انرژی های تجدید پذیر که از اعماق زمین بدست می آید، انرژی زمین گرمایی گفته می شود. انرژی گرمایی موجود در اعماق زمین توسط آب یا بخار آب به سطح زمین انتقال داده می شود و با هدف گرمایش، سرمایش و یا تولید انرژی الکتریکی پاک مورد استفاده قرار می گیرد. ظرفیت این نوع انرژی بسیار زیاد است و از جمله مهم ترین مزایای آن این است که به شرایط آب و هوایی بستگی ندارد. میزان تولید انرژی زمین گرمایی به دلیل مقدار اندک استخراج این انرژی و همچنین انتشار گازهای گل خانه ای در طول استخراج بسیار اندک است به طوری که سهم این نوع انرژی تجدید پذیر در مقایسه با سایر انواع انرژی های پاک بسیار ناچیز است.

• انرژی زیست توده

زیست توده یا بیومس یکی از انواع انرژی های تجدید پذیر هستند که از مواد زیستی به دست می آیند. در حقیقت به زباله هایی که منشاء زیستی دارند و از تکثیر سلولی پدید می آیند، بیومس یا زیست توده گفته می شود. منابع زیست توده طیف وسیعی از مواد را شامل می شود که از جمله آنها می توان به ضایعات جنگلی، ضایعات صنایع غذایی و کشاورزی، فضولات دام، فاضلاب های شهری و پسماندها و ضایعات صنعتی اشاره کرد. نوع استفاده از انرژی زیست توده بیشتر به شکل گرمایی است. در حقیقت از انرژی گرمایی آزاد شده حاصل از سوزاندن زیست توده می توان برای مصارف مختلف و از جمله تولید انرژی الکتریکی استفاده نمود.

• انرژی دریا و اقیانوس

یکی از جدیدترین انواع انرژی های تجدید پذیر، انرژی موجود در آب دریاها و اقیانوس ها هستند. از انرژی موجود در امواج، جزر و مد و حرارت آب می توان بهره برد و در تولید انرژی الکتریکی پاک استفاده نمود. انرژی امواج را می توان توسط مبدل ها و روش های مختلف بسته به فاصله از ساحل جذب کرد و با استفاده از آن الکتریسیته تولید نمود. همچنین به کمک فناوری دامنه ای با استفاده از یک سد از نیروی جزر و مد دریا و یا روش های ترکیبی دیگر می توان جهت تولید انرژی الکتریکی بهره برد. در روش دیگری می توان انرژی حرارتی اقیانوس را که از اختلاف دمای بین سطح گرم آب دریا و آب سردی که در عمق هشتصد تا هزار متری وجود دارد، برای تولید انرژی پاک بهره برد.

در نهایت باید گفت، از آنجاکه استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در جهان روز به روز در حال گسترش است، امید آن است که در کشور ما هم با پتانسیل های ویژه ای که در زمینه انرژی های تجدیدپذیر وجود دارد بتوان ظرفیت این انرژی ها را افزایش داد.

نویسنده: علیرضا حامدی، مدیر گروه برق و کامپیوتر الگوریتم اول