انرژی های نو

با پیشرفت علم در جهان و پس از انقلاب صنعتی، استفاده از سوخت‌های فسیلی به شدت افزایش یافت. این امر باعث شد میزان کربن دی اکسید و برخی گاز های دیگر نظیر کربن منو اکسید، گوگرد تری اکسید و ... در جو بیش از اندازه افزایش یابد و از چرخه طبیعی خود خارج شوند. از طرف دیگر، سرعت مصرف سوخت‌های فسیلی از تولید آن بیشتر است؛ بنابراین، این منابع در آینده به اتمام خواهند رسید.

امروزه به منظور کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی، جلوگیری از تولید زیاد گازهای گلخانه‌ای و ... به منابعی نظیر خورشید، باد، زمین و ... که برای طبیعت ایجاد آلودگی نمی‌کنند، روی آورده شده است. به همین علت به این منابع، منابع پاک گفته می‌شود. این منابع مانند سوخت‌های فسیلی و هسته‌ای محدودیت دسترسی ندارند. به همین علت به سوخت‌های فسیلی و هسته‌ای منابع تجدیدناپذیر و به این منابع، منابع تجدیدپذیر گفته می‌شود. به انرژی حاصل از آنها انرژی تجدیدپذیر نیز می‌گویند.

از مزیت‌های دیگر منابع تجدیدپذیر می‌توان به رایگان بودن، دسترسی آسان و ... آنها اشاره نمود. البته باید در نظر داشت هر کدام از این منابع معایبی نیز دارند. به طور مثال، عدم وجود خورشید در شب و ایجاد تداخل در امواج الکترومغناطیس و ... از معایب استفاده از انرژی‌های نو هستند.

از انواع انرژی‌های تجدید پذیر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱_ انرژی خورشیدی

۲_ انرژی بادی

۳_ انرژی زمین گرمایی

۴_ انرژی امواج و جزر و مد

۵_ انرژی برق آبی

۶_ سوخت‌های هیدروژنی

۷_ سوخت‌های گیاهی بیومس

انرژی خورشیدی:

در سال‌های اخیر استفاده از انرژی خورشیدی بسیار متداول شده و تلاش‌های زیادی در این باره انجام شده است. حتی در ایستگاه فضایی بین المللی نیز از صفحه‌های خورشیدی برای دریافت و تولید انرژی استفاده می‌شود.

صفحه‌های خورشیدی می‌توانند در اندازه‌های مختلف و حتی به صورت دستی تهیه شوند و فرد برای تامین انرژی و نیروی الکتریسته مورد نیاز وسایل خود از آنها استفاده کند.

اکنون در بسیاری از کشور‌های جهان از انرژی خورشیدی برای تامین برق خانه‌های مسکونی استفاده می‌شود و حتی مزرعه خورشیدی با استفاده از برج نمک به تازگی تولید شده است که می‌تواند تا درصد بسیار زیادی انرژی الکتریسته تولید کنند.

انرژی بادی:

انرژی باد نظیر سایر منابع انرژی تجدیدپذیر از نظر جغرافیایی گسترده و عین حال به صورت پراكنده و غیر متمركز محسوب می شود که تقریباً همیشه در دسترس است . در توربینهای بادی، انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد.

استفاده فنی از انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده ۵/ الی ۲۵/ باشد. پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان ۱۱۰ اگاژول (هر اگاژول معادی ۱۰۱۸ژول) برآورد گردیده است که از این مقدار ۴۰ مگاوات ظرفیت نصب شده تا اواخر سال ۲۰۰۳ میلادی(۱۳۸۲ ه.ش.) در جهان می باشد.

از مزایای استفاده از این انرژی عدم نیاز توربین بادی به سوخت، تامین بخشی از تقاضاهای انرژی برق، کمتر بودن نسبی انرژی باد نسبت به انرژی فسیلی در بلند مدت، تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی، قدرت مانور زیاد در بهره برداری( از چند وات تا چندین مگاوات) ، عدم نیاز به آب و نداشتن آلودگی محیط زیست می باشد.

سه نوع توربین بادی داریم:

توربینهای بادی کوچک:

از توربینهای بادی کوچک جهت تامین برق جزیره های مصرف و یا مناطقی که تامین برق از طریق شبکه سراسری برق مشکل می باشد استفاده می شود. این توربینها تا قدرت ۱۰ کیلووات توان تولید برق را دارا می باشند.

توربینهای بادی متوسط:

عموماً تولید این توربینها بین ۲۵۰-۱۰ کیلووات است. از این توربینها جهت تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

توربینهای بادی بزرگ

این نوع توربینها معمولاً شامل چند توربین بادی متمرکز با توان تولیدی ۲۵۰ کیلووات به بالا می باشند که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند.

انرژی ژئوترمال (زمین گرمایی):

مركز زمین (به عمق تقریبی ۶۴۰۰ كیلومتر) که در حدود ۴۰۰۰ درجه سانتی گراد حرارت دارد، به عنوان یك منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشكیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت ۶۵۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد در اعماق ۸۰ تا ۱۰۰ كیلومتری از سطح زمین می گردد. طبق محاسبه ها، مشخص شده است كه انرژی حرارتی ذخیره شده در ۱۱ كیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل پنجاه هزار برابر كل انرژی به دست آمده از منابع نفت و گاز شناخته شده امروز جهان است. البته عمق مخزن زمین گرمایی نباید بیش از سه هزار متر باشد زیرا بهره برداری از انرژی آن با فناوری كنونی بشر توجیه اقتصادی ندارد. با افزایش عمق زمین درجه حرارت افزایش می یابد. این افزایش حرارت را شیب حرارتی می نامند. تمام منابع انرژی زمین گرمایی در نقاطی واقع شده اند كه از شیب حرارتی بالایی برخوردارند . بنابراین انرژی زمین گرمایی، همان انرژی حرارتی قابل استحصال از پوسته جامد زمین است. انرژی زمین گرمایی بر خلاف سایر انرژی های تجدیدپذیر منشاء یک انرژی پایدار با فاکتور دسترسی ۱۰۰% است که بطور شبانه روزی در طول سال قابل بهره برداری است.

قدرت جزر و مد آب:

یکی از جدیدترین روش‌های تولید انرژی استفاده از جریان‌های زیرآبی و جزر و مد موج‌هاست که اثرمنفی بر طبیعت نمی‌گذارد. اساس این روش مانند توربین‌های بادی است با این تفاوت که در توربین و پره‌های آن در زیر آب قرارداده می‌شوند.

این روش هنوز در مرحله آزمایشی قرار دارد، اما کارشناسان امیدوار هستند با استفاده از آن در آینده انرژی الکتریسته تولید کنند. اکنون در برخی از ساحل‌های اقیانوس اطلس در ۲ قاره آمریکا و اروپا توربین‌هایی در زیر آب قرار دارند. دریاها و اقیانوس ها با عوامل مختلف فیزیكی، انرژی را دریافت و ذخیره نموده و سپس آن را از دست می دهند. این انرژی به صورت موج، جزر و مد، اختلاف درجه حرارت آب است كه می توان از هر یك از آنها بهره برداری كرد .

انرژی امواج دریاها و اقیانوس ها: در اثر انتقال انرژی مكانیكی باد به دریا امواج به وجود می آیند. میزان انتقال این انرژی بستگی به سرعت باد و مسافتی كه باد در طول دریا طی كرده دارد.امواج به خاطر جرم آبی كه نسبت به سطح متوسط دریا جابه جا شده، انرژی پتانسیل و به خاطر سرعت ذرات آب، انرژی جنبشی را با خود حمل می كنند. انرژی ا مواج حاصله در مناطق ساحلی در حدود ۲ تا ۳ میلیون مگاوات برآورد می شود. موج های بزرگ در آب های عمیق انرژی خود را آهسته از دست می دهند در نتیجه سیستم های امواج بسیار پیچیده هستند و اغلب از باد های محلی و طوفانهایی كه روزها قبل در دوردست اتفاق افتاده اند سرچشمه می گیرند.

انرژی هیدروالکتریسیتی (انرژی برق آبی):

تولید الکتریسته از جریان‌های برق آبی که این مورد نیز یکی از روش‌های جدید تولید انرژی الکتریسته و برق است. در این شیوه انرژی الکتریسیته از نیروی گرانش زمین ناشی از ریزش آب در حجم زیاد از مخزن سد‌ها به روی توربین‌ها به دست می‌آید.

در این شیوه هیچ زباله‌ای تولید نمی‌شود، یکی از پاک‌ترین شیوه‌های تولید انرژی است، از این روش برای تولید انرژی الکتریسیته در منطقه‌های دورافتاده و در اطراف سد‌ها و رودخانه‌های وسیع می‌توان استفاده کرد.

سوخت های هیدروژنی:

هیدروژن یكی از عناصری است كه در سطح زمین به وفور یافت می شود. این عنصر در طبیعت به صورت خالص وجود ندارد ولی آنرا می توان به روش های مختلف از سایر عناصر بدست آورد. هیدروژن عمده ترین گزینه مطرح بعنوان حامل جدید انرژی است. این ماده در مقایسه با سایر سوخت ها می تواند با راندمانی بالاتر و احتراق بسیار پاك به سایر اشكال انرژی تبدیل شود . هیدروژن را می توان با استفاده از انواع منابع انرژی اولیه تولید کرد و در تمام موارد و کاربردهای سوختهای فسیلی مورد استفاده قرار داد. هیدروژن به ویژه منابع تجدید پذیر انرژی را تکمیل می کند و آنها را در هر محل و هر زمان، بصورت مناسبی در دسترس قرار داده و در اختیار مصرف کننده می گذارد. سیستم انرژی هیدروژنی بدلیل استقلال از منابع اولیه انرژی، سیستمی دائمی، پایدار، فنا ناپذیر، فراگیر و تجدید پذیر می باشد. از اینرو پیش بینی می شود که در آینده ای نه چندان دور، تولید و مصرف هیدروژن به عنوان حامل انرژی به سراسر اقتصاد جهانی سرایت کرده و اقتصاد هیدروژن تثبیت شود.

بیومس:

در این شیوه تولید انرژی از مواد زیستی زنده و یا مرده برای تولید سوخت استفاده می‌شود. از جمله مواد زیستی مورد استفاده در این روش می‌توان زباله هایی، چون برگ و شاخه درختان، روغن نخل، نیشگر، صنوبر، ذرت، کنف و سایر ضایعات گیاهی را نام برد.