انرژی های تجدید پذیر
دانلود متن کامل - 20 صفحه با فرمت ورد word
پیشگفتار
از انقلاب صنعتی یعنی 200 سال پیش تاکنون بشر به سوخت فسیلی وابسته بوده است حتی تصور تغییر این وضعیت نیز دشوار است. احتمال کاهش مصرف وجود دارد اما توقف استفاده از سوخت فسیلی غیرممکن است زیرا مسلماً جایگزین مناسبی برای آن وجود ندارد. غیرقابل تصور بودن این موضوع، مورد بحث در حوزه تغییرات آب و هوایی بوده است. مصرف کمتر سوخت یعنی درخواست هواداران حفظ محیط زیست مشکل را حل نمی کند مگر آنکه همزمان رشد اقتصادی نیز متوقف شود. اگر چنین شرطی تحقق نیابد (که نخواهد یافت) هر میزان صرفه جویی از طریق رشد کارایی به واسطه رشد مصرف سرانه انرژی از میان خواهد رفت. طی چندماه اخیر جهان شاهد تحولات مختلفی در حوزه انرژی بوده است، قیمت نفت به رکوردهای جدید رسیده و بحث درباره تمام شدن نفت دیگر زمزمه نمی شود بلکه آشکارا درباره آن بحث می شود. به این ترتیب این وسوسه به وجود می آید که پایان جهان نزدیک است.
اما همه تا این اندازه بدبین نیستند زیرا در دنیای خیال بیولوژیست ها، مهندسان و فیزیکدان ها، دنیایی جدید در حال شکل گیری است. برنامه ها برای پایان اقتصاد وابسته به سوخت فسیلی در حال تدوین است. آنها به جای اعمال فشار یا ترساندن مردم تلاش می کنند ایشان را متقاعد کنند. آنها جهانی را وعده می دهند که در یک سطح فراتر از حد تصور دگرگون شده اما در سطحی دیگر به همین شکل کنونی باقی مانده و حتی بهتر شده است.
به نظر می رسد انرژی جایگزین سوخت فسیلی نوعی فریب است. ظاهراً سلول های خورشیدی و نیروگاه های بادی قادر نیستند به اندازه کافی برای جهان پرمصرف و خودخواه کنونی انرژی برق تولید کنند. اتومبیل های برقی نیز شبیه یک شوخی هستند اما هواداران جایگزین های جدید انرژی فسیلی جدی به نظر می رسند اگرچه بسیاری از آنها به فواید زیست محیطی این جایگزین ها علاقه مند هستند اما انگیزه اصلی آنها پول است. آنها در حال سرمایه گذاری پول خود در ایده هایی هستند که تصور می کنند سود بالایی در پی دارد اما برای تحقق این هدف، جایگزین ها باید به ارزانی (یا ارزان تر) سوخت های کنونی باشند و استفاده از آنها به آسانی (یا آسان تر از) استفاده از سوخت های موجود باشد.
انرژی های تجدید پذیر
بشر از دیرباز با بکارگیری انرژیهای فراوان و در دسترس طبیعت، در پی گشودن دریچه‌ای تازه به روی خویش بود تا از این رهگذار، بتواند افزون بر آسانتر کردن کارها، فعالیتهای خود را با کمترین هزینه و بالاترین سرعت به انجام رساند و گامی برای آسایش بیشتر بردارد.
نخستین انرژی بکاررفته توسط بشر، انرژی خورشید بود. انسان از نور و گرمای آفتاب بهره‌های فراوان می‌برد؛ تا آنجا که این انرژی جزیی جدایی‌ناپذیر از فرآیند برخی صنایع گشت و حتی امروزه نیز جایگاه خود را از دست نداده است.
مردمانی که به جریانهای آزاد آب دسترسی داشتند یا در سرزمینهای بادخیز می‌زیستند، از این انرژی حرکتی استفاده می‌کردند و با تبدیل و مهار آن، بر توان خویش جهت انجام کارهای بزرگتر و دشوارتر، می‌افزودند.
انرژی دیگری که در گذشته با آن آشنا بوده، از آن یاری می‌جستند، انرژی گرمایی زمین بود. انسانهای ساکن نواحی آتشفشانی، آگاهانه یا ناخودآگاه، با بهره بردن از ویژگیهای درمانی-گرمایی چشمه‌های آبگرم، بنوعی این انرژی را بکار می‌بستند.
با افزایش جمعیت و گسترش و پراکندگی آن و نیز همگام با نیاز روزافزون به انرژیهای جدید و کارآتر با بازده بیشتر، کم‌کم بشر سوختهای فسیلی را کشف کرد و آن را منبعی پایان‌ناپذیر یافت که نویدبخش آینده‌ای روشن بود.
وابستگی انسان به سوختهای فسیلی، روزبروز بیشتر می‌شد و با پیشرفت علم و فناوری و ساخت ماشینها و ابزارهای گوناگون و بویژه با رخ دادن انقلاب صنعتی، بکارگیری سوختهای فسیلی به اوج خود رسید؛ اما در کنار این پیشرفتها، رفته‌رفته بشر دریافت که گذشته از محدود بودن انرژی فسیلی، بهره‌گیری از این انرژی نیز چندان بدون هزینه نخواهد بود و دیری نپایید که پیامدهای ناشی از سوزاندن سوختهای فسیلی، خود به چالشی تازه برای جوامع انجامید.
برای نمونه مصرف کنونی نفت، حدود ده میلیارد تن در سال است که بیش از این نیز خواهد شد و با این که ذغالسنگ از ابتدایی‌ترین سوختهای فسیلی است، امروز هنوز 40% انرژی الکتریکی
جهان و 56% برق آمریکا، از سوختن ذغالسنگ بدست می‌آید و سالان چندین میلیون تن گاز NO2، SO2 و CO حاصل از سوختن ذغال،؛ در جو زمین رها می‌شود.
امروزه عوامل بسیاری از جمله گسترش فزاینده‌ی نیاز به انرژی، محدودیت منابع فسیلی، فاجعه‌ی آلودگی زیست‌محیطی ناشی از سوخت مواد فسیلی، گرم شدن هوا و اثر گلخانه‌ای، لزوم تعادل پخش گازهای آلاینده و بسیاری از دیگر عوامل، سبب رویکرد دوباره‌ی علم به انرژیهای تجدیدپذیر طبیعی شده؛ با این تفاوت که پیشرفت علم و فناوری، فصلی تازه در بکارگیری و تبدیل و مهار این انرژیها گشوده است.
در بکارگیری انرژیهای تجدیدپذیر، دو رویکرد عمده وجود دارد؛ روش نخست، روش ترکیبی است که در آن همه‌ی انواع این انرژیها به برق تبدیل می‌شود. در روش دوم با تجهیزات ویژه، این انرژیها را بی‌واسطه در گرمایش، سرمایش و محورهای چرخان مکانیکی بکار می‌برند (روش مجموعه‌های مکمل).
روش دوم بدلیل حذف تبدیلهای غیرلازم، نسبت به روش نخست برتری دارد و بازدهی آن نیز بسیار بیشتر است؛ اما بخاطر فراگیرتر بودن فناوری، گرایش بیشتری به روش ترکیبی نشان داده شده است.
انرژی خورشیدی( Solar Energy )
خورشید سرچشمه‌ی عظیم و بیکران انرژی است که حیات زمین بدان بستگی دارد و همه‌ی دیگر انواع انرژی نیز، بگونه‌ای از آن نشأت گرفته‌اند.
اگر همه‌ی سوختهای فسیلی را جمع کرده، بسوزانیم، این انرژی معادل تابش خورشید به زمین، تنها برای 4 روز خواهد بود و حرارت و نوری که در هر ثانیه از خورشید به زمین می‌رسد، میلیون‌میلیون برابر قدرت بمب اتمی منفجرشده در هیروشیما یا ناکازاکی است.
در حال حاضر، تأمین انرژی بیش از 160 هزار روستا در سراسر جهان بر پایه‌ی انرژی خورشیدی است و این تازه آغاز راه است.
در کشوری مانند اندونزی که از چندین هزار جزیره‌ی کوچک و بزرگ تشکیل شده است، بکارگیری نیروگاه و خطوط انتقال نیرو، تقریبا ممکن نیست و انرژی خورشیدی تنها امید جمعیت 20 میلیونی روستاهای اندونزی است.
هم‌اکنون تحقیقات دامنه‌دار و بی‌وقفه‌ای در حال انجام است و در آینده‌ای نه چندان دور، موج ساخت و بهره‌برداری از نیروگاههای بزرگ خورشیدی، همه‌گیر خواهد شد.
امروزه شش شیوه‌ی تولید برق از نور خورشید شناخته شده است که عبارت‌اند از: آیینه‌ی سهمیگون، دریافت‌کننده‌ی مرکزی، آیینه‌های شلجمی (بشقابی یا استرلینگ)، دودکش خورشیدی، استخر خورشیدی و سلولهای نوری (فتوولتاییک)؛ اما امروزه انرژی خورشیدی را بیشتر با بکارگیری سلولهای خورشیدی یا راه‌اندازی نیروگاههای حرارتی، مهار می‌کنند.
فراگیر ساختن روشهای دیگر نیز در دست بررسی است. صحرای نوادا در آمریکا -که زمانی محل آزمایشهای هسته‌ای بود- اینک به بزرگترین آزمایشگاه خورشیدی جهان تبدیل شده است و بانک جهانی نیز از مدتها پیش تحت فشار است تا طرح بهره‌گیری از انرژی خورشیدی ودیگر طرحهای سازگار با محیط زیست را زیر پوشش مالی قرار دهد.
نیروگاههای خورشیدی با هزینه‌ای بسیار کم، بدون تولید گازهای مخرب و بدون اشغال فضاهای مفید، بزودی جایگزینی کامل برای نیروگاههای سوخت فسیلی خواهند بود.
کشور ما ایران، بر کمربند خورشیدی زمین قرار دارد و یک‌چهارم مساحت آن را کویرهایی با شدت تابش بیش از 5 کیلووات‌ساعت بر متر مربع، پوشانده است که اگر 1% این مساحت، برای ساخت نیروگاه خورشیدی با بازده 10% بکار رود، توان تولید برق بدست‌آمده، از 7 برابر میزان تولید ناخالص برق همه‌ی نیروگاههای کشور در سال 1376 (9 میلیون مگاوات‌ساعت) بیشتر
خواهد بود.
در این بخش، فعالیتهایی در کشور انجام شده است که عبارت‌اند از:
-هواگرمکنهای خورشیدی و مجموعه‌های ذخیره کردن و خشک کردن خورشیدی.
-آبرگرمکنهای خورشیدی و حمام خورشیدی.
-تیوبهای حرارتی.
-آب‌شیرین‌کنهای خورشیدی.
-متمرکزکننده‌های خورشیدی.
-دنبال‌کننده‌های خورشیدی.
-مجموعه‌های غیرفعال خورشیدی.
-سردکننده‌ی خورشیدی.
انرژی های تجدید پذیر