مقاله : ارزیابی نیروگاه های خورشیدی و مزیت های استفاده از آن با توجه به پتانسیل موجود در مناطق کویری

 ارزیابی نیروگاه های خورشیدی و مزیت های استفاده از آن با توجه به پتانسیل موجود در مناطق  کویری

نوید مدندوست

چکیده

حدود سه چهارم مساحت کشور ما در مناطق گرم و خشک قرار دارد، لذا این مسئله ضرورت مطالعه و توجه به پتانسیل های اقلیمی نواحی بیابانی را در جهت بهره گیری از انرژی های پایدار این مناطق، ایجاب می نماید. از طرفی نیز گرم شدن کره زمین،نازک شدن لایه ازن بعلت استفاده از انواع آلاینده ها، افزایش آلودگی محیط زیست و انقراض گونه های زیستی همه و همه با هم می آمیزند تا ضرورت استفاده از انرژی های نوین را اجتناب ناپذیر نمایند. با توجه به محدودیت های موجود، تنها استفاده از روشهای درست مصرف، بهینه سازی مصرف انرژی و به کارگیری انرژی های نو می تواند بحران انرژی را مهار کند. استفاده ازانرژی خورشید که منبع انرژی قابل توجهی است و خود نیز در ایجاد انرژی های دیگری همچون انرژی زمین گرمایی، باد، جزر و مد و آبشارها سهیم است، یکی از راهکارهای توسعه پایدار می باشد. در همین راستا جهت ذخیره سازی و استفاده بهینه از این انرژی، انواع نیروگاه های خورشیدی بر حسب موقعیت مکانی و امکانات موجود مورد استفاده قرار می گیرند که در تحقیق حاضربه معرفی و چگونگی استفاده و مزیت های این نیروگاه ها با توجه به ظرفیت های موجود در زمینه انرژی خورشیدی در نواحی کویری کشورمان به عنوان یکی از منابع انرژی تجدید پذیر پرداخته ایم .

انرژی پایدار چیست؟

انرژی پایدار به معنای تامین مداوم انرژی برای نیازهای امروز بدون به خطر انداختن توانایی نسل‌های آینده در تامین نیازهای‌شان است.

تکنولوژی‌هایی که به انرژی پایدار یاری می‌رسانند شامل منابع انرژی تجدید‌ پذیر مانند برق آبی، انرژی خورشیدی، انرژی باد، انرژی زمین‌گرمایی، فتوسنتر مصنوعی و انرژی امواج و نیز تکنولوژی‌هایی است که برای بهبود کارآیی انرژی طراحی شده‌اند.

بنابراین ستون‌های دوگانه انرژی پایدار شامل کارآیی انرژی و انرژی تجدید پذیر می‌شود.

باید میان اصطلاح انرژی پایدار از سایر اصطلاحات در این زمینه مانند انرژی جایگزین تمایز گذاشت، چرا که انرژی پایدار بر توانایی منبع انرژی در تدوام فراهم‌آوری انرژی تاکید دارد. انرژی پایدار ممکن است تا حدی آلودگی زیست‌محیطی ایجاد کند، اما میزان آلودگی آنقدر زیاد نیست که استفاده زیاد از آن را به عنوان یک منبع برای زمان نامحدود ممنوع کند.

انرژی پایدار همچنین با «انرژی کم‌کربن» متفاوت است، زیرا اصطلاح «انرژی کم‌کربن» فقط از این لحاظ «پایدار» است که دی‌ اکسید کربن به جو اضافه نمی‌کند.

یک اصطلاح دیگر در این حوزه انرژی سبز است. انرژی سبز انرژی است که می‌توان آن را بدون تاثیرگذاری چندان بر محیط زیست آن را استخراج، تولید، و یا مصرف کرد. سیاره ما دارای ظرفیتی طبیعی برای بازیابی است، بنابراین انرژی که آلودگی ناشی از آن از حد این توانایی فراتر نرود، ممکن است همچنان سبز نامیده شود.

انرژی سبز زیرمجموعه‌ای از انرژی‌های تجدیدپذیر است و بیانگر آن منابع انرژی تجدیدپذیری است که بیشترین منافع زیست‌محیطی را ایجاد می‌کنند.

سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا انرژی سبز را به عنوان برقی تعریف می‌کند که از منابع خورشیدی، بادی، زمین‌گرمایی، بیوگاز، بیوماس و منابع برق‌آبی کوچک با تاثیر کم زیست‌محیطی به دست آمده باشد.

مشتریان برق سبز معمولا مشتریان برق سبز را برای پرهیز از تاثیر زیست‌محیطی و منافع آن از لحاظ کاهش گازهای گلخانه‌ای می‌خرند.

یک ضرورت: توجه به انرژی های تجدیدپذیر در ایران

در راستای جهت گیری نظام جمهوری اسلامی ایران در حوره انرژی و با توجه به مزیت های گوناگون انرژی های تجدید پذیر، اولویت دادن به توسعه انرژی های تجدید پذیر بستر مناسبی برای توسعه این انرژی های پاک که دارای منافع گوناگون اقتصادی و زیست محیطی می باشند فراهم می کند.

---

مزیت های انرژی های تجدید پذیر و همچنین جهت گیری نظام جمهوری اسلامی ایران در حرکت به سمت اقتصاد بدون نفت، اولویت بخشی به توسعه انرژی های تجدید پذیر را ضروری می سازد. در این میان باید توجه شود ارتقا آگاهی شهروندان در خصوص مزایای انرژی های نو، مسیر توسعه انرژی های پاک در کشور را تسهیل خواهد کرد.

"ظرفیت ویژه برای توسعه اقتصادی"، "ارتقا عرضه و امنیت انرژی" و "حفظ محیط زیست و کاهش آلودگی هوا" سه مزیت مهم انرژی های تجدید پذیر هستند. اولین ضرورت برای ارجحیت یافتن انرژی تجدید پذیر پتانسیل قابل توجه این نوع انرژی برای توسعه اقتصادی بویژه در حوزه کسب و کار و اشتغال زایی است. طبق گزارش جهانیِ انرژی های تجدید پذیر در سال 2012،  با استفاده از تکنولوژی انرژی های تجدید پذیر 5 میلیون شغل در کشورهای مختلف ایجاد شده است که سهم چین با ایجاد بیش از یک میلیون و ششصد هزار شغل بیش از دیگر کشور ها بوده است. برزیل با ایجاد هشتصد و نود هزارشغل و هند با ایجاد سیصد و پنجاه هزارشغلِ مرتبط با انرژی های پاک از دیگر کشورهای موفق در این عرصه بوده اند . بنگلادش دیگر نمونه موفق در اشتغال زایی به کمک انرژی های تجدید پذیر بوده است. این کشور در سال 2011 با نصب 1.2 میلیون سیستم انرژی خورشیدی در روستاها موفق به ایجاد شصت هزارشغل گردیده است. بررسی این تجارب موفق موید این موضوع است که توسعه انرژی های تجدید پذیر فرصت های جدید و متنوع شغلی ایجاد خواهد کرد. فرصت هایی  که ایجاد آنها نیاز امروز کشور محسوب می شود .

دلیل دیگر توجه به توسعه انرژی های تجدید پذیر ضرورت تنوع بخشی به سبد انرژی کشور در راستای ارتقای امنیت انرژی است. موضوعی که با توجه به پیش بینی افزایش چشمگیر تقاضای انرژی در سال های آتی یکی از اولیت های بخش انرژی کشور قلمداد می گردد. برآورد می شود در سال 2035، تقاضای نهایی انرژی در ایران به میزان 301 میلیون تن معادل نفت برسد که این رقم دوبرابر تقاضای فعلی انرژی خواهد بود. با این وصف، طبیعی است اتکای صرف به منابع نفت و گاز طبیعی یک خطای راهبردی است و لازم است تنوع بخشی به منابع انرژی در زمره اصلی ترین راهبردهای کشور قرار گیرد .

جایگاه بی بدیل انرژی های نو در کاهش آلودگی هوا و مقابله با تغیرات اقلیمی از دیگر مواردی است که ورود به مباحث انرژی های پاک را ضروری می سازد. بررسی گزارش انستیتوی اقتصاد انرژی ژاپن (IEEJ) نشان می دهد، انتشار دی اکسید کربن (اصلی ترین گاز گلخانه ای) در خاورمیانه از 1.444میلیون تن در سال 2008 به رقم 2.812 میلیون تن در سال 2035 خواهد رسید که پیش از نیمی از این رشد 100درصدی به دلیل افزایش انتشار دی اکسید کربن در ایران و عربستان  می باشد.

 گفتنی است طبق اعلام آژانس بین المللی انرژی، در سال 2010، ایران همراه با کشورهایی نظیر چین، هند،آمریکا،کانادا، روسیه و انگلیس در زمره 10 کشوری بوده است که بالاترین میزان انتشار دی اکسید کرین را دارا بوده اند. با دقت در این که بخش انرژی بیشترین تاثیر را بر افزایش انتشار دی اکسید کرین دارد، ضرورت توسعه  انرژی های تجدید پذیر برای کاهش خطرات ناشی از تغییرات اب و هوایی اهمیت دو چندان می یابد. در همین راستا برنامه ﻣﺤﯿﻂ زﯾﺴت ﺳﺎزﻣﺎن ﻣﻠﻞ ﻣﺘﺤﺪ (UNEP) براورد کرده است در صورتی که تا سال 2050 سهم انرژی های تجدید پذیر به میزان  45 درصد افزایش یابد، انتشار گاز دی اکسید کربن 60درصد کمتر خواهد شد.

معضل الودگی هوا در کشور نیز که در سالیان اخیر در صدر اخبار و نگرانی های شهروندان بوده است با توسعه انرژی های پاک قابل کنترل خواهد بود. نقش انرژی های تجدید پذیر در رفع خطرات زیست محیطی کشور بویژه الودگی هوا مورد اشاره رئیس بنیاد جهانی انرژی نیز قرارگرفته است. ولف گانگ نئومن در سفری که در اواخر سال 1390 به ایران داشت تاکید کرد: هر گونه تاخیر در حرکت به سمت انرژی های تجدیدپذیر باعث بدتر شدن وضعیت و کاهش کیفیت زندگی در ایران است. وی همچنین اشاره کرده بود در صورتی که بخش حمل و نقل عمومی مورد توجه قرار گرفته و در این بخش از انرژی های تجدیدپذیر و فن آوری های نوین استفاده شود، آلودگی هوا قابل کنترل است.

باید دقت شود در کشورهای در حال توسعه از جمله ایران در مسیر توسعه انرژی های تجدید پذیر چالش های گوناگونی وجود دارد. یکی از این چالش ها فقدان پذیرش اجتماعی و ضعف آگاهی شهروندان است که در تحقیقات مختلف به عنوان یک مانع جدی مورد تاکید قرار گرفته است. برای مثال، رولف وستنهاگن استاد دانشگاه سنت گالن سویس در پژوهشی با عنوان "پذیرش اجتماعی برای نوآوری در انرژی های تجدیدپذیر" بیان می کند با اینکه نقش پذیرش اجتماعی در اجرای برنامه توسعه انرژی های تجدید پذیر در دهه 1980 میلادی مورد غفلت واقع شده بود، امروزه  فقدان پذیرش اجتماعی به عنوان یک مانع مهم در دستیابی به اهداف انرژی های تجدیدپذیر به طور وسیعی به رسمیت شناخته شده است. گیل ویکنیس نیز در کتاب "انتقال تکنولوژی برای انرژی تجدیدپذیر" تاکید می کند پذیرش اجتماعی برای انرژی تجدید پذیر بسیار اهمیت دارد و فقدان آن یک مانع بسیار جدی برای توسعه این انرژی است . وی همچنین اشاره می کند اگر مردم و مصرف کنندگان نهایی از مزایا و فواید انرژی تجدید پذیر اطلاع نداشته باشند،  تقاضایی برای آن نیز نخواهند داشت که این امر خود سبب بروز موانع اقتصادی نیزخواهد شد. از این رو تلاش برای ارتقا آگاهی های عمومی در این زمینه نیز ضرورت دارد.

توجه به این نکته ضروری است که توجه به توسعه انرژی های تجدید پذیر کاملا منطبق بر جهت گیری های کلی و برنامه های بالادستی نظام جمهوری اسلامی ایران در خصوص انرژی می باشد. برای نمونه مطابق سند چشم انداز تا سال 1404، ده درصد از برق مورد نیاز کشور باید از منابع تجدیدپذیر تامین شود. سیاست‌های کلی نظام در بخش انرژی که توسط مجمع تشخیص مصلحت نظام تصویب و پس از تأیید رهبری ابلاغ شده است نیز حداقل در دو مورد مستقیما به توسعه انرژی های تجدید پذیر اشاره دارد. در برنامه پنجم توسعه کشور نیز استفاده از انرژی های تجدید پذیر بمیزان 5000 مگا وات هدف گذاری شده است.

لازم به ذکر است جهت گیری سندهای بالادستی نظام به توسعه انرژی های تجدید پذیر همگام با رشد چشمگیر جهانی این انرژی در سال های اخیر بوده است. گزارش جهانی  انرژی های تجدید پذیر در سال 2012، نشان می دهد سرمایه گذاری جهانی در این حوزه با رشدی 17 درصدی نسبت به سال 2010 به رقم 257 میلیارد دلار در سال 2011 رسیده است که از این مقدار 89 میلیارد دلار آن توسط کشورهای در حال توسعه سرمایه گذاری گردیده شده است. این گزارش همچنین بیان می کند تا سال 2011، 118کشور که بیش از نیمی از آن ها کشورهای در حال توسعه هستند برای انرژی های تجدید پذیر اهداف راهبردی تدوین کرده اند. برای نمونه مصر تامین 20 درصد از انرژی خود توسط انرژی های تجدید پذیر را تا سال 2020 هدف گذاری کرده است. این هدف گذاری در همین بازه زمانی برای اردن  7 درصد، مراکش 10 درصد، الجزایر  40 درصد، اندونزی 25 درصد، اسراییل 25 درصد، لیبی 10 درصد، تایلند 20 درصد و مالزی 11 درصد است.

در مجموع می توان عنوان کرد که در راستای جهت گیری نظام جمهوری اسلامی ایران در حوره انرژی و با توجه به مزیت های گوناگون انرژی های تجدید پذیر، اولویت دادن به توسعه انرژی های تجدید پذیر بستر مناسبی برای توسعه این انرژی های پاک که دارای منافع گوناگون اقتصادی و زیست محیطی می باشند فراهم می کند.

منبع : وب سایت  پژوهشکده مطالعات استراتژیک خاورمیانه، 25 اردیبهشت ماه 1392

انرژی بادی در جهان(بازارهای انرژی بادی در جهان)

بنابر گزارش "انجمن جهانی انرژی بادی" (WWEA)، سرمایه گذاری و اجرای پروژه‌های مرازع بادی دریایی و خشکی بیش از پیش در سراسر جهان گسترش یافته و می توان تنوع بیشتری در بازار نیروگاه‌های بادی مشاهده کرد.

بنابر گزارش "انجمن جهانی انرژی بادی" (WWEA)، سرمایه گذاری و اجرای پروژه‌های مرازع بادی دریایی و خشکی بیش از پیش در سراسر جهان گسترش یافته و می توان تنوع بیشتری در بازار نیروگاه‌های بادی مشاهده کرد.

در همین راستا، رومانی نرخ رشد چشمگیری در توسعه بازار انرژی بادی خود داشته و مجموع ظرفیت انرژی بادی پرتغال نیز به ظرفیت کانادا نزدیک شده است. همچنین، کشورهایی در آمریکای لاتین و آفریقا نخستین مزارع بادی خود را راه اندازی کرده‌اند. بازار بزرگتر و متنوع‌تر انرژی بادی به معنای افزایش رقابت و در نتیجه، قیمت‌هایی ارزان‌تر برای مصرف کنندگان است.

در ادامه این مطلب 10 بازار بزرگ انرژی بادی جهان بر اساس ظرفیت آنها در سال 2012 را معرفی می کنیم.

چین

چین عنوان بزرگترین بازار انرژی بادی جهان را به خود اختصاص داده و ظرفیت این کشور در سال گذشته بیش از 75 گیگاوات (75564 مگاوات) بوده است. بر همین اساس، سهم چین از بازار جهانی برابر با 26.8 درصد بوده است. توسعه قابل توجه در بازار انرژی بادی چین طی مدت زمانی کمتر از 10 سال رخ داده است. منابع انرژی تجدیدپذیر برای چین از اهمیت بالایی برخوردار هستند زیرا منابع معمول انرژی مانند سوخت‌های فسیلی نه تنها پایدار نیستند، بلکه برای تامین تقاضای روزافزون این کشور در آینده کافی نخواهند بود.

آمریکا

مجموع ظرفیت انرژی بادی آمریکا در سال 2012 حدود 60 گیگاوات (60007 مگاوات) بوده، اما سرانه نصب در این کشور به میزان ظرفیت موجود چشمگیر نیست. آمریکا سهم 21.2 درصدی را از بازار جهانی انرژی بادی به خود اختصاص داده است. پشتیبانی سیاسی از انرژی بادی در آمریکا ثبات لازم را نداشته و از این رو، چالش‌هایی را برای تولید کنندگان و سرمایه گذاران که در پی ثبات بلند مدت هستند، ایجاد می کند.

آلمان

آلمان پرچمدار کشورهای اروپایی در صنعت انرژی بادی محسوب می شود و از مجموع ظرفیت بیش از 31 گیگاوات (31332 مگاوات) در سال 2012 برخوردار بوده است. بر همین اساس، سهم بازار این کشور در سال گذشته برابر با 11.1 درصد بوده است. توسعه مزارع بادی در آلمان موجب شد تا در پاییز گذشته مجموع ظرفیت انرژی بادی اتحادیه اروپا از 100 گیگاوات عبور کند. انرژی بادی و دیگر منابع تجدیدپذیر از پشتیبانی مردمی بالایی در آلمان برخوردار بوده که به اقدام‌ها و پشتیبانی‌های سیاسی مبدل می شود.

اسپانیا

به رغم بحران‌های اقتصادی و مشکلات مالی، توسعه انرژی بادی در اسپانیا قابل توجه بوده است. با توجه به کمبود منابع سوخت‌های فسیلی، اسپانیا همچنان از پتانسیل بالایی برای سرمایه گذاری در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر برخوردار است، اما بحران اقتصادی که از سال 2008 تاکنون دامنگیر این کشور بوده، بر این بخش فشار وارد می کند. ظرفیت انرژی بادی اسپانیا در سال گذشته حدود 22 گیگاوات (22796 مگاوات) بوده و سهمی 8.1 درصدی از بازار جهانی داشته است.

هند

هند یکی از نخستین بازارهای نوظهور جهان محسوب می شود که استفاده از مزارع بادی بزرگ را در دستور کار خود قرار داد. با توجه به روند افزایش جمعیت و رشد صنایع، نیاز به انرژی نیز روندی افزایشی را در هند دنبال کرده و سرمایه گذاری در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر مورد توجه قرار گرفته است. ظرفیت انرژی بادی هند در سال گذشته حدود 18 گیگاوات (18421 مگاوات) بوده و سهمی 6.5 درصدی از بازار جهانی داشته است.

انگلیس

با علم به این نکته که ذخایر نفت دریای شمال محدود بوده و روزی به پایان می رسند، انگلیس توسعه منابع انرژی تجدیدپذیر به ویژه انرژی بادی را در دستور کار خود قرار داده است. انگلیس یکی از کشورهای پیشرو اروپا در زمینه توسعه مزارع بادی دریایی محسوب می شود. ظرفیت انرژی بادی انگلیس در سال 2012 بیش از 8 گیگاوات (8845 مگاوات) بوده و سهمی 3 درصدی در بازار جهانی داشته است.

ایتالیا

در سال 2011 و طی برگزاری یک رفراندوم، مردم ایتالیا مخالفت خود را با انرژی هسته‌ای عنوان کردند. از این رو، برای کشوری که به واردات سوخت‌های فسیلی وابسته است، توسعه و سرمایه گذاری در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر به ویژه انرژی‌های بادی و خورشیدی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شده است. ظرفیت انرژی بادی ایتالیا در سال گذشته بیش از 8 گیگاوات (8144 مگاوات) بوده و سهمی 2.9 درصدی از بازار جهانی داشته است.

فرانسه

"فرانسوا اولاند"، رئیس جمهور فرانسه، در سال گذشته طرح‌هایی را برای کاهش وابستگی به انرژی هسته‌ای معرفی کرد. این در شرایطی است که طی یک دوره زمانی 10 ساله، شرکت‌های فرانسوی به نام‌هایی مطرح در زمینه تولید توربین و فناوری تولیدی در بخش انرژی بادی مبدل شده‌اند. ظرفیت انرژی بادی فرانسه در سال گذشته بیش از 7 گیگاوات (7196 مگاوات) بوده و سهمی 2.5 درصدی از بازار جهانی داشته است.

کانادا

سیاست‌های انرژی کانادا در ایالت‌های مختلف این کشور به صورت مجزا تعیین شده و این کشور از ظرفیت انرژی بادی بیش از 6 گیگاوات (6200 مگاوات) در سال 2012 برخوردار بوده است. بر همین اساس، سهم کانادا از بازار جهانی برابر با 2.2 درصد بوده است.

پرتغال

پرتغال همانند اسپانیا یکی از اقتصادهای بحران زده اروپا محسوب می شود، اما برای کاهش وابستگی خود به واردات انرژی، سرمایه گذاری در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر را مورد توجه قرار داده است. ظرفیت انرژی بادی این کشور در سال گذشته بیش از 4 گیگاوات (4525 مگاوات) بوده و سهمی 1.6 درصدی از بازار جهانی داشته است.

سایر بازارها

دیگر کشورهای جهان در مجموع از ظرفیت انرژی بادی بیش از 39 گیگاوات (39853 مگاوات) در سال گذشته برخوردار بوده و سهم بازار 14.1 درصدی را به خود اختصاص داده‌اند.

خدمت انرژی های نو به کلان شهرها

برای تشویق جامعه به استفاده از انرژی های نو، دولت، شوراهای شهر و شهرداری ها باید پیشقدم شوند.

انرژی های تجدیدپذیر مانند خورشید از جمله انرژی های بی پایانی است که می تواند نقش موثری در کاهش مصرف سوخت فسیلی و کاهش آلودگی های زیست محیطی داشته باشد. سال هاست کشورهایی که شاید نصف ما هم از این منبع لایزال خدادادی در اختیار نداشته اند دست به کار شده و چراغ های بسیاری را روشن کرده اند و چرخ های زیادی را چرخانده اند. در حالی که ما هنوز به جای این منبع همیشگی دودستی به سوخت های فسیلی زیرزمینی و سیاه چسبیده ایم و تمام برنامه ریزی هایمان را بر اساس ماده ای به نام نفت ریخته ایم که تا یکی دو دهه دیگر تمام خواهد شد. اهمیت استفاده از این انرژی ها بویژه در کلانشهرها بهانه ای شد تا با دکتر زهره حسامی، مدیر کمیته آلودگی هوا و بهینه سازی مصرف انرژی ستاد محیط زیست و توسعه پایدار شهرداری تهران درخصوص اقدامات اخیر این کلانشهر برای بهره برداری از انرژی های تجدیدپذیر گفت و گویی داشته باشیم. 

چه شد شهری مثل تهران به فکر جایگزینی انرژی های نو به جای انرژی های فسیلی افتاد؟

سوخت های فسیلی مرسوم ترین منابع تولید انرژی مصرفی امروز هستند. اگرچه به دلیل وجود این منابع در کشور مصرف این نوع انرژی ها توجیه اقتصادی دارد، اما آثار مخربی بر محیط زیست و سلامت بشر می گذارند. همچنین به دلیل پایان پذیر بودن انرژی های فسیلی نمی توان این منابع را به عنوان منبع همیشگی نگریست، به همین دلیل جایگزینی و بهره گیری از انرژی های پایان ناپذیر بسیار ضروری و حیاتی تلقی می شود، چراکه استفاده از انرژی های نو نه تنها مشکل بحران انرژی را رفع می کنند، بلکه به خاطر تمیز بودن و عاری از آلودگی، مشکل بحران زیست محیطی را هم برطرف خواهد کرد. هزینه های بالای حامل های انرژی و آلودگی های محیط زیستی ناشی از آن، ضرورت استفاده از انرژی های نو به منظور دستیابی به اهداف توسعه پایدار را آشکار و شهرداری تهران را برآن داشت تا به حوزه انرژی های نو ورود پیدا کند.

در حال حاضر چه اقداماتی در این زمینه انجام شده است؟

سال هاست بحث فرهنگسازی استفاده بهینه از منابع تجدیدپذیر در کشور مطرح است و کارشناسان و صاحب نظران راه و روش های مختلفی را در خصوص نحوه اجرای این برنامه مهم ارائه کرده اند. در شهر تهران نیز در راستای کاهش مصرف سوخت های فسیلی، اقدام به بهره گیری از انرژی خورشیدی در فضاهای شهری شده است. میزان تابش خورشید در شهر تهران ۵۸/۴ کیلو وات ساعت بر متر مربع درروز تخمین زده شده است. به عبارت دیگر، شهر تهران به طور متوسط سالانه بیش از نیمی از سال روز آفتابی دارد. به همین دلیل استفاده از سیستم ها و تجهیزات خورشیدی در شهر تهران امکان پذیر است و تاکنون توانسته ایم با مجهز کردن برخی پارک ها به سیستم سولار، روشنایی آن مکان ها را تامین کند. همچنین در برخی تقاطع ها، معابر و میدان های شهر تهران نیز از سیستم سولار برای کاهش مصرف منابع تجدیدناپذیر استفاده کرده است. به عنوان مثال برخی چراغ های چشمک زن تقاطع ها و چراغ های ال ای دی و هوشمند تقاطع ها انرژی خورشیدی را در طول روز از طریق سلول های سولار دریافت و استفاده می کنند. در ضمن برای برخی پل های عابر پیاده، بیلبورد های تبلیغاتی و ایستگاه های اتوبوس سیستم مشابهی تعبیه شده تا روشنایی خود را از طریق این منبع انرژی پاک تامین کنند. همچنین با همکاری شرکت بهینه سازی در ۵۸ مکان عمومی و بوستان ها که دسترسی به شبکه گاز شهری نداشته اند سیستم آبگرمکن خورشیدی را تعبیه کرده تا از این طریق در سرویس های بهداشتی عمومی، آب گرم در اختیار مردم قرار گیرد.

در خصوص آبگرمکن های خورشیدی صحبت کردید. نحوه به کارگیری انرژی خورشیدی در این آبگرمکن ها به چه صورت است؟

به کارگیری انرژی خورشیدی برای استفاده درآبگرمکن های خورشیدی نیز به نوع فناوری به کارگیری ما بستگی دارد. معمولا روش کار در این سیستم ها این گونه است که انرژی خورشیدی توسط جمع کننده ها یا کلکتورهای خورشیدی جمع آوری و به انرژی حرارتی تبدیل می شود. سپس حرارت ایجاد شده به یک سیال جذب کننده مانند آب که داخل لوله در حال جریان است، منتقل می شود و آب گرم مصرفی مورد استفاده قرار می گیرد.

یکی از اقدامات جالب در شهر تهران احداث پارک های انرژی و خانه های خورشیدی است. مشخصه اصلی این پارک ها چیست و با چه هدفی ساخته شده اند؟

حسامی: با حذف یارانه ها و نزدیک شدن قیمت حامل های انرژی به قیمت واقعی بزودی تفکر استفاده از انرژی خورشیدی در ایران قوت خواهد گرفت. پس برای این که بتوانیم از این منابع استفاده بیشتری کنیم باید دانش و فناوری آن را کسب و بومی سازی کنیم

هم اکنون طرح ایجاد پارک انرژی های نو به منظور افزایش آگاهی عمومی، آموزش و اطلاع رسانی نسبت به موضوع انرژی های نو و در نهایت کاهش مصرف انرژی های تجدید ناپذیر، در پنج پارک اجرایی شده است. در این پارک ها علاوه بر روشنایی خورشیدی، سیستم های آبگرمکن خورشیدی، اجاق گاز خورشیدی، خشک کن خورشیدی یا آب شیرین کن خورشیدی تعبیه شده و مورد استفاده قرار می گیرد تا مردم نسبت به چگونگی کار کردن این سیستم ها اطلاعاتی کسب کنند. در ضمن شهرداری برای آموزش و فرهنگسازی بیشتر از چگونگی نحوه استفاده و به کارگیری از این انرژی ها در صدد احداث خانه های خورشیدی در برخی مناطق شهرداری تهران است.

در این خانه ها یک نیروگاه کوچک مقیاس خورشیدی تعبیه شده تا انرژی خورشیدی را به الکتریسته تبدیل کند و برق مصرفی تمام تجهیزات خانه مانند تلویزیون، یخچال، کامپیوتر و... به این طریق تامین یا این انرژی به حرارت برای استفاده از آب گرم مصرفی در آن ساختمان تبدیل شود.

آیا برنامه هایی برای به کارگیری سایر انرژی های نو مانند زیست توده، هیدورژنی، زمین گرمایی و بادی هم در شهر تهران وجود دارد؟

علاوه بر به کارگیری انرژی خورشیدی چند سال است برنامه هایی برای تولید انرژی از پسماندها و زباله های شهری اجرا شده است. سازمان مدیریت پسماند به عنوان متولی این طرح، اقداماتی در این خصوص به انجام رسانده است، اما در زمینه به کارگیری انرژی هیدروژنی برای ساخت خودرو های هیبریدی استفاده از سایر انرژی ها مانند زمین گرمایی و بادی و ساخت توربین های بادی در سطح شهر تاکنون اقدامی انجام نشده است. مهم ترین علت اصلی این است که استفاده از این نوع انرژی ها بسیار پر هزینه بوده و مقرون به صرفه نیست. همچنین امکان استحصال این نوع انرژی ها ممکن است مهیا نباشد. مثلا در بسیاری از مناطق شهر تهران با توجه به سرعت پایین وزش باد، امکان استحصال از این نوع انرژی امکان پذیر نیست، بنابر این مطالعه دقیق و جامع از تمام مناطق و پهنه های شهر تهران به منظور امکان سنجی استفاده از انرژی های نو نظیر باد ضروری به نظر می رسد.

امروزه یکی از راه های اتلاف انرژی به کارگیری نامناسب سیستم سرمایشی و گرمایشی ساختمان هاست. آیا قرار نیست موضوع عایق بندی درست خانه های در دست ساخت قانونمند شود یا آپارتمان سازها ملزم به کارگیری از انرژی های نو باشند؟

در حال حاضر چنین قانونی تصویب نشده و الزامی برای ساختمان های مسکونی نوساز جهت به کارگیری از چنین انرژی های نو نیست. این کار در حال حاضر کاملا اختیاری است، چون هم اکنون بحث مجهز شدن منازل مسکونی شهر تهران به سیستم های سرمایشی و گرمایشی خورشیدی بسیار پر هزینه است. البته راهکارهای مختلفی به منظور بهینه سازی مصرف انرژی در سیستم های گرمایشی و سرمایشی اعم از استفاده از سیستم کنترل هوشمند گرمایشی و سرمایشی، معاینه فنی و تنظیم موتورخانه ها و بسیاری برنامه های کنترلی دیگر وجود دارد.

آیا کمیته مشورتی برای ایجاد یک سند راهبردی تشکیل نشده تا شهرداری ملزم شود طی چند سال آینده از انرژی های نو مثل انرژی خورشیدی استفاده کند و این طرح قانونمند شود که مثلا طی چند سال آینده شهرداری تمام خانه های تهران را به این فناوری ها مجهز کند؟

در حال حاضر کمیته ای پیرامون این موضوع تشکیل نشده است. بر اساس مصوبه شورای شهر، شهرداری تهران موظف است سالانه ۱۰ درصد از روشنایی پارک ها را با استفاده از انرژی خورشیدی توسعه دهد. همچنین طبق مصوبه دیگر شورای شهر، شهرداری تهران موظف شده است مصرف انرژی هایی مانند آب، برق، گاز را بهینه کند که تاکنون با حذف تجهیزات پر مصرف انرژی ساختمان های شهرداری و اماکن عمومی شهر توانسته است مصرف آب، برق و گاز را به شکلی محسوس کاهش دهد.

آینده انرژی خورشیدی و صنعت این انرژی را در ایران چگونه می بینید؟

به طور حتم با حذف یارانه ها و نزدیک شدن قیمت حامل های انرژی به قیمت واقعی، این تفکر در آینده قوت خواهد گرفت و کشور ایران نیز مانند دیگر کشورها توسعه یافته و پیشرفته به این مباحث ورود بیشتری خواهد کرد.

امروزه در اغلب کشورهای جهان شاهد گسترش نیروگاه های خورشیدی هستیم. چرا ایران با این همه منابع خدادادی و طبیعی هنوز نتوانسته است از این تکنولوژی به صورت گسترده ای استفاده کند؟ شما به عنوان یک کارشناس، اشکال اصلی کار را در کجا می بینید؟

شاید بیشترین علت این که ایران تاکنون نتوانسته است وارد این مباحث شود را باید در منابع عظیم نفتی و گازی جستجو کنیم. شاید اگر کشور ما نیز مانند سایر کشورها از این گونه منابع محروم بود برای تامین نیازهایش به دنبال این منابع انرژی می رفت. همچنین علاوه بر عرضه نفت و گاز ارزان، بالا بودن هزینه اولیه راه اندازی چنین سیستم هایی هم سد راه پیشرفت این صنعت بوده است. در ضمن به علت این که ما دانش فنی این فناوری را به طور کامل نداریم، وارد کننده این تجهیزات هستیم و حتی اگر شرکت ها یا کارخانه های تولید کننده این محصولات در کشور ایران باشند اکثر قطعات این تجهیزات را از کشورهای دیگر وارد می کنند. پس برای این که بتوانیم از این منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده بیشتری کنیم، باید دانش این فناوری را خودمان کسب و بومی سازی کنیم.

فرزانه صدقی 

روزنامه جام جم ( www.jamejamonline.ir )

ساختمان هایی که انرژی مورد نیاز خود را از خورشید تامین می کنند

سازه های انرژی پلاس راهی مناسب برای به حداقل رساندن استفاده از سوخت های فسیلی هستند

در روزگاری زندگی می کنیم که صنعت و فناوری های مرتبط با آن بر تک تک مراحل زندگی بشر سایه انداخته است. در واقع باید گفت قربانی اصلی تبعات مختلف صنعتی شدن، خود ما انسان ها هستیم که با بی توجهی به طبیعت و آلوده کردن آن، نسل موجودات زنده روی زمین را محکوم به فنا می کنیم. 

یکی از منابع آلوده کننده طبیعت، تامین انرژی از منابع سوخت فسیلی است که هم تولید و هم مصرف آن به دلیل پایین بودن فناوری تجهیزات تولید و مصرف، همواره با آلودگی زیست محیطی همراه است. این در حالی است که بسادگی می توان از منابع تجدیدپذیری همچون خورشید و باد برای تامین انرژی مورد نیازمان استفاده کنیم تا به این ترتیب علاوه بر ممانعت از تخریب زمین، از منابع انرژی پاک و ارزان بهره مند شویم.

در میان تمام منابع انرژی غیرفسیلی، انرژی خورشید یکی از منابع تامین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که از گذشته های دور به روش های گوناگون مورد استفاده بشر قرار گرفته است. این درحالی است که بحران انرژی در سال های اخیر، کشورهای جهان را بر آن داشته برای تامین انرژی خود به فکر چاره ای اساسی باشند. در این میان، جایگزینی انرژی های فسیلی با انرژی های تجدیدپذیر و از جمله انرژی خورشیدی به منظور کاهش و صرفه جویی در مصرف انرژی، کنترل عرضه و تقاضای انرژی و کاهش انتشار گازهای آلاینده، با استقبال فراوانی روبه رو شده است.

خورشید را از آن جهت می توان منبع لایزال انرژی قلمداد کرد که گفته می شود انرژی ناشی از تنها ۳ روز تابش خورشید به زمین، با انرژی ناشی از احتراق کل سوخت های فسیلی در دل زمین برابری می کند. این انرژی آنچنان عظیم است که با ذخیره تابش خورشید به مدت ۴۰ روز، می توان انرژی مورد نیاز یک قرن ساکنان زمین را به دست آورد. 

● تولد سازه های وابسته به انرژی پاک

انسان از گذشته های دور همیشه سعی داشته از ابزار محیطی به بهترین شکل ممکن برای استفاده از منابع دنیای اطراف خود بهره مند شود. از میان انواع و اقسام این موارد با توجه به پیشرفت معماری و نیاز انسان به رویکرد های جدید، معماری خورشیدی می تواند انسان را به دنیایی جدید رهنمون سازد. معماری خورشیدی در واقع مسیری میانبر برای رسیدن به معماری پایدار و استفاده بهینه ازابزار و امکانات موجود بدون آسیب به ذخایر پایان پذیر فسیلی محسوب می شود.

ضرورت به حداقل رساندن استفاده از سوخت های فسیلی باعث شده تا در جهان بعد از نسل ساختمان های سبز که از حداقل انرژی مصرفی برخوردار بودند، ساختمان های انرژی پلاس «انرژی +» مطرح شوند که بهره مندی از آن برای هر سازمان یا نهادی که از این سبک ساختمان سازی بهره مند شود، یک امتیاز محسوب می شود. از جمله ویژگی های این نوع سازه ها آن است که از حداقل اتلاف انرژی برخوردارند، از حداکثر نور روز در ساختمان استفاده می شود و ضمن عدم استفاده از انرژی های سوخت فسیلی، تمامی انرژی مصرفی خود را از منابع انرژی های تجدیدپذیر تولید می کند.

نکته: انرژی ناشی از تنها ۳ روز تابش خورشید به زمین، با انرژی ناشی از احتراق کل سوخت های فسیلی در دل زمین برابری می کند

چنین سازه هایی مدت هاست در بیشتر کشورهای توسعه یافته جهان از جمله کشور آلمان به عنوان یکی از کشورهای پیشرو در استفاده از انرژی های نو جایگاه خود را به دست آورده اند و در جای جای این کشور طراحی و ساخت آنها انجام می شود. در کشور ما هم طراحی و ساخت نخستین ساختمان «انرژی پلاس» کشور با کمک پوشش های نانوعایق در سقف و جداره ها، شیشه های دو جداره با پوشش ضد UV، پوشش سبز گیاهی، سیستم آب گرم خورشیدی و برق خورشیدی توسط هیات علمی دانشکده مهندسی صنایع و مدیریت سیستم دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شده است.

دکتر داوود فدایی، طراح این ساختمان درباره جزئیات سازه «انرژی +» می گوید: این ساختمان که در زمینی به مساحت ۱۱۶ مترمربع در ۳ طبقه در خیابان استاد نجات اللهی تهران احداث شده، تمام انرژی مورد نیاز خود را از خورشید جذب و تامین می کند.

وی می افزاید: این ساختمان با پوشش های گیاهی و لایه های پوششی شیشه ها، تا میزان ۹۹ درصد از ورود اشعه UV که باعث گرمای داخل ساختمان می شود، ممانعت می کند و ۵۷ درصد مقدار انرژی سرمایشی مورد نیاز در تابستان را کاهش می دهد.

به اعتقاد داوودی، امکان این که تمام ساختمان های مشابه در تهران یا نقاط دارای طول روز مناسب از چنین سیستمی تبعیت کنند، کاملا وجود دارد. این موضوع به موقعیت کشور ایران از نظر میزان دریافت انرژی خورشیدی بر می گردد.

چراکه کشور ما بین مدارهای ۲۵ تا ۴۰ درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بهترین وضعیت قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰ کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است که بالاتر از میزان متوسط جهانی است. ضمن آن که به طور میانگین سالانه بیش از ۲۸۰ روزآفتابی برای نقاط مختلف کشور گزارش شده است. این موضوع بیشتر مناطق ایران بخصوص مناطق جنوبی کشور را گزینه ای بسیار مناسب برای برخورداری دائمی از انرژی خورشیدی فراهم کرده است.

● بی نیازی از منابع فسیلی

صرفه جویی در هزینه های مرتبط با انرژی، برداشتن گامی موثر در بهبود محیط زیست و ایجاد الگویی عملی برای فرهنگسازی در جامعه از اهداف اصلی احداث ساختمان «انرژی +» بوده است.

طراحی و ساخت «انرژی +» از شهریور سال ۹۰ شروع شده و در بهمن ۹۰ مورد بهره برداری قرار گرفته است. برای آن که کل انرژی مورد نیاز ساختمان از خورشید تامین شود، آب گرم و گرما از آب گرمکن های خورشیدی و برق از سیستم فتو ولتاییک تامین می شود. در واقع قرار است در این ساختمان از هیچ منبع انرژی دیگری استفاده نشود البته به گفته داوودی، در فاز اول چنین امکانی محقق نشده، ولی در فاز بعدی این اندک میزان نیز حذف خواهد شد.

نکته جالب اینجاست که پوشش سبز گیاهی این سازه فقط به عنوان عایق مدنظر قرار نگرفته است. تولید اکسیژن، رنگ سبز برای رفع خستگی چشم ساکنان، کاهش دما از طریق رطوبت ناشی از تنفس گیاهان، تولید گیاهان دارویی و... از جمله مزایای دیگر استفاده از این نوع پوشش در ساختمان «انرژی +» محسوب می شود.

به گفته داوودی با وجود چنین سازه هایی می توان در مصرف انرژی بخصوص در کلانشهر هایی مانند تهران صرفه جویی بسیار قابل توجهی کرد، چراکه به اعتقاد او حداقل شاهد آلودگی ناشی از سوخت گاز در موتورخانه های ساختمان های تهران در طول سال نخواهیم بود. کاهش حداقل ۴۵ درصد مصرف انرژی و برخورداری از امکان آلودگی کمتر دلیل کافی برای گسترش چنین ساختمان هایی محسوب می شود.

استفاده از چنین سازه هایی و در کل استفاده از انرژی خورشیدی، می تواند در استقلال صنعتی کشور نقشی ارزنده ایفا کند. علاوه بر آن به دلیل موقعیت جغرافیایی ایران امکان خودکفایی کشور در زمینه انرژی نیز فراهم می شود.

بنابراین با علم به این نکته مهم که انرژی خورشیدی یک انرژی زوال ناپذیر است که براحتی در اختیار ما قرار دارد و با حرکت به سمت ساختمان های خورشیدی، می توانیم گامی مهم در جهت توسعه پایدار برداریم و از وابستگی به سوخت های فسیلی فاصله بگیریم.

بهاره صفوی

روزنامه جام جم ( www.jamejamonline.ir )

انرژی بادی : انرژی که با باد می آید !!

همزمان با افزایش نگرانی ها درباره تامین انرژی آینده، باد ارزشمندتر می شود ...

امسال بار دیگر شهر بن آلمان شاهد برگزاری یازدهمین کنفرانس انرژی بادی جهانی و نمایشگاه ۲۰۱۲ WWEC بود. این کنفرانس امسال با موضوع «برق جامعه، برق شهروندان» و با هدف ارائه آخرین دانش در زمینه بهره برداری از انرژی باد، تکنولوژی توربین و به طور کلی انرژی های نو برگزار شد و به توسعه و مالکیت پروژه های انرژی نو توسط شهروندان بومی شامل کشاورزان و تاسیسات محلی اختصاص داشت. در میان شرکت کنندگان نمایندگانی از جانب نواحی محلی، منطقه ای، دولتی و ملی، سازمان های بین المللی، جامعه توسعه دهندگان مزرعه بادی مهندسان و تولیدکنندگان توربین بادی حضور داشتند.

لزوم توجه به انرژی باد در حالی روز به روز در حال گسترش است که تقریبا تمامی کشورهای جهان نگران چگونگی تامین انرژی خود در آینده هستند. در چنین شرایطی چین و آمریکا به فکر ساخت نیروگا ه های جدید اتمی هستند، اما اغلب کشورها بخصوص بعد از فاجعه نیروگاه اتمی فوکوشیمای ژاپن در پی توسعه بهره برداری از انرژی های دیگر بویژه انرژی های تجدید پذیر برآمده اند.

به همین دلیل شورای بین المللی تغییرات آب و هوایی (IPCC) پیش بینی می کند تا سال ۲۰۵۰ انرژی های تجدیدپذیر می تواند سهم قابل توجهی از انرژی های مورد نیاز جوامع مختلف بشری را تامین کند. پیش شرط رسیدن به این هدف آن است که شرایط استفاده از انرژی های تجدید پذیر، مانند انرژی بادی، آبی و خورشیدی تا آن سال تا حد مطلوبی مهیا شده باشد. البته این شورا معتقد است حتی تا آن زمان هم نمی توان به طور کامل از انرژی های فسیلی چشمپوشی کرد.

به گفته کارشناسان، از نظر علمی هیچ مشکلی برای تأمین نیاز به انرژی از طریق انرژی های تجدیدپذیر وجود ندارد. در واقع برای محدود کردن افزایش گرمای کره زمین تا حدود ۲ درجه سانتی گراد باید ۵۶۰ میلیارد تن از انتشار گاز دی اکسیدکربن کاهش یابد و از نظر فنی این توانایی وجود دارد که با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر بتوان به این هدف رسید.


● توربین هایی که از زمین سبز می شود

باد یکی از مظاهر انرژی خورشیدی و همان هوای متحرک است. پیوسته جزء کوچکی از تابش خورشید که از خارج به اتمسفر می رسد، به انرژی باد تبدیل می شود. گرم شدن زمین و جو آن به طور نامساوی سبب تولید جریان های همرفت (جابه جایی) می شود و نیز حرکت نسبی جو نسبت به زمین سبب تولید باد است.

بهره گیری از انرژی باد روز به روز در سراسر جهان گسترش بیشتری پیدا می کند. در حال حاضر در اروپا، در کشورهای دانمارک و اسپانیا ۲۰ درصد برق مورد نیاز از انرژی باد تأمین می شود و در آلمان این رقم به ۱۰ درصد می رسد. در حال حاضر در میان کشورهای مختلف جهان چین پیشتاز است، چراکه نیمی از نیروگاه های تازه تأسیس در سال گذشته میلادی در نقاط مختلف این کشور بنا شد. چین در زمینه بهره برداری از انرژی باد از آمریکا و آلمان نیز پیشی گرفته است. البته با توجه به سرمایه گذاری کلان آلمان در توسعه نیروگاه های بادی، پیش بینی می شود که این نیروگاه ها تا سال ۲۰۲۰ میلادی ۲۰ تا ۲۵ درصد برق مورد نیاز این کشور را تامین کند. به طور کلی باید گفت ۳ درصد نیاز جهانی به برق در نیروگاه های بادی تولید می شود. پیش بینی می شود ظرفیت تولید این نیروگاه ها بزودی از ظرفیت تولید برق در نیروگاه های اتمی فراتر رود. کما این که براساس گزارش اتحادیه جهانی انرژی باد (WWEA) سال گذشته نیروگاه های بادی جدیدی با ظرفیت ۴۰ گیگاوات در سراسر جهان تاسیس شده است. به این ترتیب، ظرفیت تولید برق در نیروگاه های بادی تا پایان سال ۲۰۱۱ میلادی به ۲۳۷ گیگاوات رسیده است. ضمن آن که در یک سال گذشته ظرفیت تولید برق در نیروگاه های بادی ۴۰ گیگاوات بیشتر شده است که این رقم برابر با ظرفیت تولید برق در ۲۸۰ نیروگاه اتمی است.

همه این آمار و ارقام نشان می دهد توسعه نیروگاه های بادی در سراسر جهان شتاب قابل توجهی گرفته و رشد سالانه آنها به طور متوسط به ۲۰ درصد بالغ می شود. ضمن آن که براساس پیش بینی اتحادیه جهانی انرژی باد، ظرفیت نیروگاه های بادی تا سال ۲۰۲۰ میلادی با افزایشی چهار برابر به بیش از یکهزار گیگاوات خواهد رسید.


● منبع ارزان انرژی

انرژی باد با محیط ز یست سازگار است. البته مهم ترین دلیل توسعه نیروگاه های بادی ارزان بودن قیمت برق تولید شده در این نیروگاه هاست. به گفته اشتفان گزنگر، مدیر اتحادیه جهانی انرژی باد، نرخ هر کیلووات ساعت برق تولید شده در نیروگاه های بادی مدرن که در خشکی نصب و تأسیس شده است، پنج تا ده سنت است. این در حالی است که برق تولید شده در نیروگاه های فسیلی اروپا حدود هفت سنت تمام می شود. همین موضوع باعث شده تا انرژی باد یکی از مناسب ترین و مقرون به صرفه ترین منابع انرژی کره زمین باشد.

هرچند انرژی باد یکی از ارزا ن ترین منابع تولید برق است، اما ساخت نیروگاه های بادی در درجه نخست نیازمند حمایت دولت است و بدون شک پرداخت وام های مناسب و مشخص کردن قیمت نهایی برق تولید شده، نقش مهمی در تشویق سرمایه گذاران دارد. در واقع برای تأسیس نیروگاه های بادی سرمایه اولیه تاسیس نقش مهمی دارد. تأمین این هزینه اولیه در کشورهای کمتر توسعه یافته بزرگ ترین مشکل محسوب می شود و به دلیل هزینه بالای نصب توربین های بادی بسیاری از کشورهای آفریقایی تمایلی به تاسیس نیروگاه های بادی ندارند.

کشور ما هم ازجمله مناطقی محسوب می شود که اگرچه گفته می شود تقریبا در تمامی شهرهای آن امکان استفاده از انرژی خورشیدی وجود دارد، اما انرژی باد هم ازجمله منابعی است که بسیاری از هموطنان ما می توانند با استفاده درست از آن مقادیر قابل توجهی از نیاز خود به انرژی را تامین کنند و به این ترتیب کمترین وابستگی را به سوخت های فسیلی داشته باشند. حالا که طبیعت برای ما کم نگذاشته و پتانسیل استفاده گسترده از منابع انرژی تجدیدپذیر در جای جای کشور ما فراهم شده است خوب است که ما هم با دیگر ساکنان کره خاکی در نهضت استفاده از انرژی های سبز همراه باشیم.


● از آسیاب تا توربین های بادی


بشر از زمان های بسیار دور انرژی باد را به شیوه های مختلف به کار گرفته است. آن طور که در اسناد و منابع مختلف آمده، ایرانیان اولین کسانی بودند که حدود ۲۰۰ سال پیش از میلاد مسیح برای آردکردن غلات از آسیاب های بادی استفاده کرده اند و آثار آن حتی امروزه در نواحی خواف و تایباد در شرق کشور به چشم می خورد. همچنین مصریان باستان از نیروی باد برای راندن کشتی های خود روی رودخانه نیل استفاده می کردند و در قرن هفدهم میلادی، مردم هلند با بهبود طراحی پایه آسیاب های بادی، گام بزرگی در این مسیر برداشتند. بعدها استفاده از توربین های بادی با محور قائم در سراسر کشورهای اسلامی معمول شده و سپس دستگاه های بادی با محور قائم با میله های چوبی توسعه یافت و امروزه نیز ممکن است در برخی از کشورهای خاورمیانه چنین دستگاه هایی یافت شود. اگرچه اوایل از انرژی باد در قالب آسیاب های بادی برای آسیاب گندم و ذرت، پمپ کردن آب و قطع درختان استفاده می شد، اما امروزه از انرژی باد غالبا در تولید برق با استفاده از توربین های بادی بهره گیری می شود.

در قرن ۱۳، فناوری این نوع توربین ها توسط سربازانی که از جنگ های صلیبی برمی گشتند به اروپا منتقل شد. هلندی ها فعالیت زیادی در توسعه دستگاه های بادی داشتند، به طوری که در اواسط قرن نوزدهم حدود ۹ هزار ماشین بادی برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار می گرفته است. در شرایطی که همزمان با انقلاب صنعتی در اروپا استفاده از ماشین های بادی رو به کاهش گذاشت، انرژی باد در ایالات متحده از سال ۱۸۵۴ مورد توجه قرار گرفت. البته اولین توربین های بادی در آغاز قرن بیستم ساخته شد و آمریکایی ها موفق شدند بزرگ ترین ماشین بادی را در زمان جنگ جهانی دوم بسازند. مهندسان شوروی سابق نیز در سال ۱۹۳۱ ماشینی بادی با محور افقی به کار انداختند. طراحی و ساخت این توربین ها در طول زمان و در مناطق مختلف گسترش یافت. در حال حاضر فعال ترین کشور ها در زمینه استفاده از انرژی باد، آلمان، ایتالیا، آمریکا، دانمارک و هند هستند.

به طور کلی این توربین ها انرژی جنبشی باد را به توان مکانیکی تبدیل می کنند که این توان مکانیکی از طریق شفت به ژنراتور انتقال پیدا کرده و در نهایت انرژی الکتریکی تولید می شود. توربین های بادی بر اساس یک اصل ساده کار می کنند؛ انرژی باد دو یا سه پره ای را که به دور روتور توربین بادی قرار گرفته اند به چرخش در می آورد و برق، توسط ژنراتور، تولید می شود.


بهاره صفوی

روزنامه جام جم ( www.jamejamonline.ir )

تاثیرات سودمند فناوری نانو بر محیط زیست

یکی از تاثیرات سودمند فناوری نانو بر محیط زیست که  می توان برای رسیدن به اهداف توسعه پایدارموثر باشد کاهش پدیده گرمایش جهانی است.

با توجه به رشد روز افزون استفاده از منابع سوخت های فسیلی برای مقاصد گوناگون حمل و نقل ،صنایع،تولید برق،گازهای گلخانه ای از جمله co2 با سرعت بیشتری نسبت به قبل در حال انتشار در اتمسفر زمین است که این امر موجب بروز لطمات و صدمات جدی به لایه محافظ ازن شده است ،کارشناسان بر این باورند که پیدایش پدیده گرمایش جهانی در دهه های اخیر به اعتیاد بیش از حد انسان به استفاده از سوخت های فسیل به عنوان منبع اصلی تامین انرژی باز می گردد ،بر همین اساس به کمک نانو فناوری می توان منابع تامین انرژی را از سوخت های فسیلی به سوی انرژی های نو و تجدید پذیر مثل انرژی خورشید ،باد و آب سوق داد و از این طریق به تدریج منابع عمده آلایندهرا محدود تر کرد ،به طوری که تا ۲۰ سال آینده نانو فناوری نقش بسیار عمده ای در جایگزینی سوخت های فسیلی از طریق انرژی های نو خواهد داشت بویژه که توانمندی فوق العاده ای برای حضور و ظهور درسلول های خورشیدی (فتوسل) دارد.

به نظر می رسد که دو راه کاهش آلودگی های ناشی از سوخت های فسیلی وجود دارد:نخستین راه استفاده از فناوری های جدید و از جمله نانو فناوری برای افزایش بهره وری صنایع و دومین راه نیز کنار گذاشتن کامل منابع سوخت های فسلی است که البته در دسترس نیست.محققان برای استفاده از سوخت های رایج هم اکنون نانو فیلتر هایی را طراحی کرده اند که می تواند مولکول های زیان آور و سمی سوخت و فرآورده های سوختی را از انهاجدا کند همچنین این فیلتر ها می توانن مانع خروج گاز co2 حاصل از فعالیت های صنعتی و تولیدی به اتمسفر شوند. از دیگر کاربردهای نانو فناوری در کاهش پدیده گرمایش جهانی ، تولید مواد افزودنی است که با اضافه کردن آنها به سوخت ، هم میزان انتشار گازهای گلخانه ای و هم میزان مصرف سوخت کاهش می یابد ،برای مثال نانو اکسید سریم که با استفاده از نانو فناوری در کشور انگلستان تولید شده است می تواند در حدود پنج درصد میزان مصرف سوخت و انتشار آلاینده ها را کاهش دهد.

از مهمترین کاربردهای علمی شناخته شده فناوری نانو در محیط زیست ، نانوحسگرها ،نانو فیلترها و کاتالیزورهای زیست محیطی است. نانوحسگر وسیله ای بسیار ریز است که قاذر به شناسایی و ارائهپاسخ به محرک های فیزیکی در مقیاس یک نانو متر است . هم اکنون یکی از نیازهای مهم و اساسی برای کنترل آلودگی محیط زیست ، پایش مستمر آلودگی هواست که از طریق نانو حسگرها پیشرفت موثری درباره کنترل آلودگی هوا صورت گرفته،به طوری که با اختراع نخستین نمونه های غبار هوشمند ،تولید این گونه حسگرها به مرحله کاربرد علمی نزدیک شده است . نشت گازهای مهلک یکی از خطرات روزمره زندگی صنعتی است . متاسفانه هشداردهنده های موجود در صنعت اغلب بسیار دیر موفق به شناسایی اینگونه گازهای نشتی می شوند .این نوع حسگرها از نانو تیوب های تک لایه به ضخامت حدود یک نانومتر ساخته شده اند و می توانند مولکول های گازهای سمی را جذب کنند. آنها همچنین قادر به شناسایی تعداد معدودی از مولکول های گازهای مهلک در محیط هستند .یکی دیگر از کاربردهای مهم فناوری نانو در محیط زیست ،استفاده از نانو فیلترها در تصفیه آب و پساب است . این فرایند قادر است انواع باکتری ها ،ویروس ها،آفت کش ها ،آلاینده هایی با منشا آلی و املاح کلسیم و منیزیم را ازآب جدا کند و از آنجا که در فرآیند نانوفیلتراسیون از هیچ ماده شیمیایی برلی سختی گیری آب استفاده نمی شود ،بنابراین اثرات منفی زیست محیطی آن به مراتب کمتر از روش های شیمیایی معمول است . همچنین تحقیقات نشان می دهد استفاده از فناوری نانو در تصفیه آب می تواند هزینه های تصفیه تا حدود زیادی کاهش دهد.

منبع روزنامه ایران نوشته دکتر فرزاد کلانتری مدرس دانشگاه

در همین رابطه :

کاربردهای فناوری نانو در محیط زیست و انرژی های نو

استفاده از زباله به جاى سوخت در اتوبوسهاى فرودگا ههاى انگلیس

 اتوبوسهاى درون فرودگاه East Midlands از سوخت بایو متان  مایع حاصل از تجزیه زباله هاى مواد غذایى استفاده می کنند. این نوع سوخت می تواند باعث کاهش 60 درصدى گاز دى اکسید کربن که یکى از مهمترین گازهاى گلخانه اى است شود. مدیر توسعة فرودگاه، نیل رابینسون میگوید: محیط زیست در تمامى برنامه ها و اهداف توسعه فرودگاه ما نقش اساسى دارد و تصمیم گیری هاى کلان با توجه به این مهم صورت می پذیرد. استفاده از سوخت سبز تنها یکى از برنام ههاى ماست و ذر سال های گذشته این فرودگاه تعهد خود را نسبت به توسعه انرژیهاى سبز با مجهز نمودن سالن هاى استراحت به منابع گرمایى دوستدار محیط زیست اثبات کرد.

---

محیط سبز میگه : متن بالا کلی حرف توش پنهان هست و درس های خیلی زیادی به ما ایرانی ها میده ...

ما ایرانی ها که خودمون رو توی دنیا سرآمد داریم(که همین طور هم هست) باید خیلی زودتر به فکر نجات محیط زیست بیفتیم و با فکرهای نو تو این زمینه بازهم سرآمد بودن ایرانی رو توی دنیا نشون بدیم ولی حیف که نه تنها ما و دولتمردان ما به این فکر نیستند و هیچ برنامه ریزی و فرهنگ سازی تو این زمینه نمی کنند بلکه شاهد هستیم خود دولتمردان (اخیرا دیگه بدون واهمه) کمر به تخریب محیط زیست بسته اند... کاش به جای سرمایه گذاری توی ..... یه ذره از اون پول ها صرف فرهنگ سازی و حمایت از افکار سبز بشه و خیلی بیشتر از اینا شاهد اهمیت دادن به محیط زیستمون باشیم...به امیدش....

وضعیت ایران در استفاده از انرژی‌های نو

 شد روز‌افزون مصرف انرژی در جوامع مدرن صنعتی محققان را بر آن داشته تا نسبت به استفاده از منابع جدید انرژی اقدام کنند. در ایران استفاده از انرژی باد و خورشید در اولویت برنامه‌های سازمان انرژی های نو قرار گرفته است.
«ایران توانایی احداث نیروگاه 20 هزار مگاواتی برق بادی را دارد.» این را رئیس دفتر انرژی باد سازمان انرژی های نو کشور (سانا) می‌گوید.

 البته خبری که صادقیان به خبرگزاری مهر می‌دهد با اظهار تاسف از اینکه در کشور ما برنامه‌ریزی‌ها طولانی مدت نبوده، همراه است: علی رغم این که تلاش شد برنامه‌هایی را در زمینه انرژی‌های نو تعریف و ارائه دهیم ولی تاکنون اقدام جدی در این زمینه انجام نشده است.

رشد روز‌افزون مصرف انرژی در جوامع مدرن صنعتی علاوه بر خطر اتمام سریع منابع فسیلی ، جهان را با تغییرات برگشت ناپذیر و تهدید آمیز زیست محیطی مواجه کرده است.

 از این رو در برنامه‌ها و سیاست‌های بین‌المللی در راستای توسعه پایدار جهانی، به منابع تجدیدپذیر انرژی نقش ویژه‌ای محول شده است. به طور مثال اتحادیه اروپا تولید 12 درصد انرژی الکتریکی مورد نیاز در سال 2010 را از طریق انرژیهای نو هدف قرارداده است. در کشور ما نیز استفاده از انرژی‌های نوین حدود یک دهه است که با تشکیل «سازمان انرژیهای نو ایران» وارد فاز تازه‌ای شده است.

استفاده از انرژی باد یکی از پروژه‌هایی است که در این سازمان پیگیری می شود: اولین پروژه‌های تولید برق بادی از سوی سازمان انرژی اتمی تعریف شد. این پروژه شامل تولید برق بادی و نصب یک مگاوات توربین بود که با خرید این توربین از خارج و نصب آن در منطقه منجیل اجرایی شد.

صادقیان با بیان این مطلب، می‌افزاید: متعاقب این حرکت 10 مگاوات دیگر به صورت همکاری مشترک میان سازمان انرژیهای نو و سازمان انرژی اتمی به صورت ساخت برخی قطعات در داخل کشور و مونتاژ آن‌ها شروع شد و پس از آن پروژه 90 مگاواتی در سازمان انرژی اتمی تعریف شد.

همزمان با این اقدام، دفتر انرژیهای نو در وزارت نیرو تشکیل و دو پروژه در زمینه انرژی باد تعریف شد که شامل ساخت توربین 600 کیلو وات و 10 کیلو وات بود. توربین 600 کیلو وات در سال 80 به بهره‌برداری رسید و توربین 10 کیلو وات با اهداف آموزشی به بهره‌برداری رسید.

به گفته صادقیان، این توربین در حال حاضر در دانشگاه «سهند» تبریز نصب شده تا دانشجویان با تعریف پرژه و انجام تحقیقات مورد نیاز، دانش لازم را در این زمینه کسب کنند.
اما برای تولید برق از انرژی باد، مهم‌ترین اقدام تعیین مناطق بادخیز کشور است، عملیاتی که در قالب پروژه «تهیه اطلس رنگی باد» اجرایی شده است: با توجه به نفت خیز بودن کشور تاکنون منابع نفتی کشور شناسایی شده و برنامه ریزیهای لازم صورت گرفته است ولی به دلیل تمام شدن منابع نفتی، استفاده از انرژی تجدیدپذیر ضروری است. از این رو با اجرایی شدن این پروژه توانستیم مناطق بادخیز را در کشور تعیین کنیم. نتایج این تحقیق ما را یاری می‌کند تا بتوانیم برای هر منطقه برنامه ریزی کنیم که در کدام مناطق و به چه صورت می‌توان از این انرژی استفاده کرد.

رئیس دفتر انرژیهای باد سانا، با این مقدمه منجیل، شمال غرب در منطقه آذربایجان، سیستان و خراسان رضوی در منطقه «خاف» را از مهمترین مناطق بادخیز کشور ذکر می‌کند و می‌گوید: طبق برآوردهای ما ایران استعداد تولید برق بادی به میزان 20 هزار مگاوات نیروگاه برق بادی را دارد.

 ادقیان همچنین افزایش نیروگاه‌های برق بادی در بخش خصوصی را از سیاستهای سازمان انرژیهای نو در زمینه راه اندازی نیروگاههای برق بادی ذکر می‌کند: طبق این سیاست دولت عهده دار ایجاد نیروگاه برق بادی در کشور نیست ولی حمایت‌هایی را در جهت راه راندازی این نیروگاه‌ها به عمل خواهد آورد. بر اساس قانون 20 ساعت برق بادی در روز به قیمت 130 تومان و 4 ساعت در روز 90 تومان خریداری می شود که این امر باعث شده تا طرح‌های زیادی از بخش خصوصی در زمینه احداث نیروگاههای برق بادی در کشور ارائه شود که در حال حاضر در دفتر مشارکت‌های غیردولتی سازمان پیگیری می‌شود.

اما با وجود تمام این تلاش‌ها به نظر می‌رسد کشور ما هنوز تا وضعیت مطلوب و سرمایه‌گذاری متناسب با پتانسیل موجود فاصله‌ای چشمگیر دارد. صادقیان با تایید این مطلب، به سرمایه‌گذاری‌های انجام شده از سوی دیگر کشور‌ها در زمینه استفاده از انرژی‌های نوین اشاره می‌کند: در کشورهای مختلف برای راه‌اندازی این نیروگاهها حمایتهای زیادی صورت گرفته است. تاکنون بالغ بر 150 هزار مگاوات در کل دنیا نیروگاه برق بادی احداث شده که از این میزان حدود 30 هزار و 500 مگاوات نیروگاه برق و باد در 9 ماهه اول سال 2009 در دنیا احداث شده است. ترکیه نیز برای تولید هشت هزار مگاوات برنامه ریزی کرده است که تاکنون 433 مگاوات نیروگاه راه اندازی کرده است. همچنین کشور مصر 334 مگاوات نیروگاه نصب کرده و هفت هزار و 200 مگاوات برنامه دارد.

برنامه پنجم توسعه می‌تواند عرصه‌ای مناسب برای ایجاد راهکار‌هایی جهت استفاده از ظرفیت‌های مناسب کشور در زمینه استفاده از انرژی‌های نو و پاک باشد: استفاده از انرژیهای باد نیاز به زیرساختهایی دارد، مطالعات تعیین ظرفیت انرژی در کشور نهایی و بر این اساس سند برق بادی کشور در قالب برنامه پنجم تدوین و به دولت ارائه شده است.

استفاده از این انرژی‌ها به خصوص هنگامی اهمیت خود را بیشتر نشان می‌دهند که بدانیم در خاورمیانه «تنها کشوری» هستیم که قادر به طراحی و ساخت توربین برق بادی هستیم.
استفاده از انرژی خورشید، پروژه دیگری است که در سازمان انرژیهای نو ایران دنبال می‌شود. پیش از این مدیر دفتر انرژی خورشیدی سانا از تهیه اطلس تابش خورشید در کشور خبر داده بود: از آنجا که شرایط اقلیمی در سراسر کشور یکسان نیست از این رو برای کاربردی کردن فناوریهای خورشیدی تهیه این اطلس در دستور کار قرار گرفت.

 یستم‌های فتوولتائیک و نیروگاههای حرارتی خورشیدی از جمله فناوریهایی هستند که مطالعاتی در مورد آنها در کشور انجام شده است: این فناوریها می‌توانند انرژی خورشیدی را به انرژیهای قابل استفاده تبدیل کنند ولی کاربردی کردن هر یک از این فناوریها بستگی به شرایط خاص از جمله توپوگرافی زمین، وزش باد، کیفیت تابش خورشید و ساعات تابش در طول سال دارد.

به گفته پیمان کنعان، سیستمهای فتوولتائیک وابسته به میزان تابش است که با توجه به شرایط اقلیمی کشور در سراسر کشور قابل استفاده است ولی نیروگاه حرارتی خورشیدی باید در مناطقی مانند کرمان احداث شود که دارای آسمان صاف با مدت تابش زیاد باشد.

تهیه اطلس تابش خورشید با توجه به یکسان نبودن شرایط اقلیمی در تمام مناطق کشور در دستور کار سانا قرار گرفته است: در این اطلس وضعیت و کیفیت تابش و ساعات تابش در طول سال برای هر منطقه تعیین می‌شود. این مطالعات دست اندرکاران را برای برنامه‌ریزی در زمینه احداث نیروگاههای برق خورشیدی با استفاده از فناوریهای مناسب یاری خواهد کرد.

استفاده از سوختهای سبز به جای بنزین و گازوئیل

امروزه انرژی های نو همچون انرژی خورشیدی، بادی، آبی، بیوماس، بیوگاز وانرژی زمین گرمایی که از عمده ترین منابع انرژی های پاک هستند، باوجود ناشناخته ماندن، به سرعت درحال گسترش و نفوذ است و غفلت از آن، غیرقابل جبران است.ایران در راه به کارگیری انرژی های نو با موانع عمده و اساسی مواجه است، یکی از این موانع، وجود نفت ارزان و منابع غنی هیدروکربنی در کشور و نبود شناخت از انرژی های نو است.

شرایط مناسب ایران برای استفاده از انرژی خورشیدی

به گفته مدیرکل حفاظت محیط زیست خراسان رضوی، یکی از منابع تجدید شونده انرژی خورشید است که در بسیاری از نقاط دنیا برای تولید برق به کار می رود.
سیدحسین آقامیری افزود: ایران و به تبع آن خراسان رضوی چون در کمربند انرژی خورشیدی قرار گرفته است و به طور متوسط دارای 300 روز آفتابی است، ظرفیت مناسبی برای استفاده از انرژی خورشیدی دارد.
وی تصریح کرد: نیروگاه های خورشیدی ضمن تولید برق هیچ گونه آلودگی در هوا ندارند و مواد سمی و مضر تولید نمی کنند، در صورتی که نیروگاه های فسیلی، هوا و محیط اطراف خود را با مصرف نفت، گاز و یا زغال سنگ آلوده می کنند.وی در ادامه گفت: نیروگاه های خورشیدی به سوخت نیاز ندارند و برخلاف نیروگاه های فسیلی که قیمت برق تولیدی آنها تابع قیمت نفت بوده و همیشه در حال تغییر است، در نیروگاه های خورشیدی این نوسان وجود نداشته و می توان بهای برق مصرفی را برای مدت طولانی ثابت نگهداشت. آقامیری در همین زمینه از اقدام این اداره در پاسگاه های محیط بانی استان از انرژی خورشید برای تولید برق و گرما خبر داد و گفت: برق سرور مرکزی بخش کامپیوتر این اداره کل نیز با استفاده از سلول های خورشیدی که بر بام اداره کل نصب شده است، تامین می شود.

انرژی باد؛ ارزان ترین روش تولید برق

آقامیری در ادامه اظهار داشت: در بین انرژی های تجدید شونده، انرژی باد یکی از ارزان ترین روش های تولید برق است که آلودگی محیط زیست را در پی نداشته و پایان ناپذیر نیز است.
به گفته وی، طبق آمار موجود تولید هر کیلو وات ساعت انرژی الکتریکی از باد می تواند از انتشار یک کیلوگرم دی اکسید کربن در مقایسه با نیروگاه های سوخت فسیلی جلوگیری کند.
مدیرکل محیط زیست استان خاطرنشان کرد: به طور کلی با جایگزینی انرژی برق بادی به جای انرژی برق تولیدی از نیروگاه های سوخت های فسیلی می توان از انتشار گازهای گلخانه ای کاست.
وی گفت: نیروگاه بادی 20 مگاواتی واقع در دشت دیز باد نیشابور گام مؤثری در راستای اهداف اقتصادی است که با جلوگیری از انتشار دی اکسید کربن، اکسیدهای گوگرد و نیتروژن از دیدگاه زیست محیطی حائز اهمیت است.

جایگزین بنزین و گازوئیل

وی در بخش دیگر سخنانش سوختهای سبز مانند بیو دیزل و اتانول را به عنوان جایگزین مناسب برای بنزین و گازوئیل در خودروها ذکر کرد.
آقامیری گفت: بیودیزل، به عنوان جایگزین گازوئیل یا مکمل گازوئیل، امروزه در دنیا مصرف می گردد و آلاینده های لوله اگزوز خیلی کمتر از سوخت گازوئیل است و مواد اولیه آن، از دانه های گیاهان روغنی است.
وی ادامه داد: این سوخت در برخی کشورهای دنیا جایگزین بنزین در خودروها شده است و توسعه و ترویج استفاده از اتانول به عنوان سوخت خودروهای سبک بویژه در شرایط حاضر، گامی مهم در راستای کاهش آلودگی هوا و نیل به اهداف جهاد اقتصادی است.
آقامیری درباره مزایای استفاده از اتانول زیستی گفت: اتانول زیستی، نشر گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد و به عنوان عامل به سوزی بنزین، می تواند جایگزین MTBE شود که یک ماده سرطان زاست.

استفاده از گاز متان

به گفته وی گاز متان تولید شده از محل زباله گاه شهر مشهد برای مصرف برق علاوه بر کمک به پاکیزگی هوا، گامی روبه جلو در عرصه اقتصاد محسوب می گردد.
مدیرکل محیط زیست خراسان رضوی همچنین اظهار می دارد: به منظور جلوگیری از آسیب به سلامت مردم و محیط زیست از دستگاه های ذی ربط انتظار می رود وضعیت زباله گاه های استان مطابق با استانداردها، ساماندهی شود.

خروج خودروهای فرسوده

آقامیری گفت: خودروهای فرسوده پنج برابر خودروهای استاندارد سوخت مصرف و منوکسید کربن بیشتری تولید می کنند، دنیا 20 سال است که مشکل آلودگی هوا ناشی از منوکسید کربن را حل کرده ولی ما به دلیل رواج استفاده از خودروهای فرسوده هنوز با این مشکل مواجهیم.
ساماندهی پسماندهای بیمارستانی

به گفته مدیرکل حفاظت محیط زیست استان، ساماندهی پسماندهای بیمارستانی نقش مهمی در سلامت محیط زیست و مردم و کاهش هزینه های درمان دارد.
وی اظهار داشت: این اداره کل موضوع تجهیز بیمارستان ها با سیستم های بی خطرسازی پسماند را در سراسر استان پیگیری و نظارت می نماید که تاکنون گامهای مؤثری در این زمینه برداشته است و تسریع در این موضوع به رشد اقتصادی و کاهش معضلات بهداشتی کمک می نماید.
آقامیری ادامه داد: زباله سوزهای بیمارستانی به دلیل تولید گاز سرطان زای دی اکسین امروزه در دنیا منسوخ و سیستم بی خطر سازی اتو کلاو جایگزین آن شده است.

چند راهکار

وی افزود:، احداث مدارس سبز و بام سبز گامی مهم و موثر در راستای ایجاد محیط زیستی سالم است. در طراحی مدارس سبز به مسأله محیط زیست و فضایی سالم برای دانش آموزان توجه شده است.
همچنین اصلاح الگوی مصرف آب در بخش کشاورزی به عنوان مصرف کننده عمده آب در کشور یک اقدام موثر اقتصادی در راستای حفاظت از منابع گران بهای آب است که در حال حاضر مصرف آب در بخش کشاورزی بیش از 93 درصد است که این رقم باید به 70 درصد برسد. چنانچه ساز و کارهای قانونی لازم تعریف و اجرایی شود مناطق حفاظت شده محیط زیست به عنوان عرصه های منحصر به فرد ذخایر ژنتیکی و گیاهی از طریق جلب پژوهشگران خارجی و داخلی می تواند به منبع مهم درآمدزایی تبدیل شود.
همچنین استفاده از ظرفیت گیاهان دارویی که برخی از آن ها بومی منطقه هستند علاوه بر تامین نیازهای داخلی به افزایش حجم صادرات غیرنفتی منجر می شود. برخورد قاطع با متخلفان زیست محیطی و متناسب بودن سطوح جریمه با جرم، بویژه در مورد شکارچیان غیرمجاز، از دیگر مواردی است که انجام آن به تحقق آرمانهای جهاد اقتصادی و حفاظت از محیط زیست می انجامد.

اهمیت انرژی های نو و استفاده از نیروگاههای بادی

 گر برخی از کشورهای جهان با آرزوی برخورداری از منابع فسیلی و نفت ایران، مشغول چرخاندن چرخهای صنایع خود در دوران نفت 140 دلاری هستند، بدون شک بسیاری دیگر از کشورها نیز آرزومند داشتن توانمندیهای این کشور 4 فصل از نظر منابع طبیعی و البته مزارع بادی هستند که براساس آخرین اعلام انجمن جهانی انرژی باد، پتانسیل آن بالغ بر 30000 مگاوات تخمین زده شده است.

طراحی و ساخت آسیابهای بادی از 2000 سال پیش از میلاد مسیح در ایران مرسوم بوده و هم اکنون نیز بستر مناسبی برای گسترش بیش از پیش بهره برداری از توربینهای بادی فراهم شده است.

این در حالی است که نیروگاه های متکی به سوختهای فسیلی، توان تأمین برق مصرفی کشور را ندارند و از سوی دیگر، در حال گذار از دوران سوخت ارزان هستیم و در پی آن، تغییر زاویۀ نگاه مدیران ارشد کشور به منابع جدیدی از انرژی . در حالی که ظرفیت اسمی کل نیروگاه های برق کشور 34000 مگاوات است، مدیرعامل سازمان متولی انرژیهای نو ایران از توان 6500 مگاواتی نیروگاه های بادی خبر می دهد و البته گلایه از کم توجهی مسئولان ذی ربط برای تحقق این مهم. در روزهایی که بازار نفت و انرژی ناآرامیهای بسیاری را شاهد است، گفتگو در دفتر آرام مدیرعامل سازمان انرژیهای نو ایران (سانا) و شنیدن آخرین وضعیت منابع تجدیدپذیر، فرصتها و توامندیهای کشور و برنامه های آیندۀ وزارت نیرو حاوی نکات بسیار جالبی است که بدون شک برای تمامی مردم ایران جالب توجه است.

 *****

 این روزها با افزایش بی سابقۀ قیمت نفت، مباحث بسیاری راجع به ضرورت استفادۀ بیشتر از منابع جدید انرژی نقل محافل علمی و رسانه ای شده است. اصلی ترین وظایف و اهداف «سانا» یا همان سازمان انرژیهای نو ایران چیست؟

  «سانا» سازمانی وابسته به وزارت نیرو و وظیفۀ آن مدیریت بر منابع تجدیدپذیر کشور است. این مدیریت شامل شناخت منابع مذکور و اجرای پروژه های نمونه می شود. یعنی هدف ما تولید نیست. هدف ما فرهنگ سازی است. رویکرد ما به این منابع این است که ساخت مبدلهای انرژیهای تجدیدپذیر را در کشور بررسی و آنها را بومی کنیم. چون همانطور که می دانید انرژیهای تجدیدپذیر به صورت تولید پراکنده هستند.
تولید پراکنده چه مزیتهایی بر تولید متمرکز دارد؟

  امروزه در تمامی دنیا، بر تولید به روش پراکنده یا دی جی (Distributed Generation) اتفاق نظر دارند و تمرکز کل دنیا بر همین تولید پراکنده است. این سیستمهای تولید پراکنده DG نام دارند. بزرگ ترین مزیت این گونه سیستمها این است که با سـرمایـه هـای بسیار کوچـک امـکان راه انـدازی، نـصب و بهره برداری از این سیستمها وجود دارد و از طرفی دیگر وابستگی به شبکۀ سراسری را کم می کنند.

  وضعیتی را تصور کنید که شبکۀ سراسری برق ساعتها از سرویس خارج شود و برق مملکتی یک شبانه روز یا حتی چند ساعت قطع شود. این وضعیت به خصوص برای ممالک صنعتی یک فاجعه است. در اینجاست که فایدۀ سیستمهای مذکور نمایان می شود و حتی با قطع چند ساعتۀ شبکه سراسری هیچ مشکل تهدیدکننده ای به وجود نخواهد آمد.

  منابع تجدیدپذیر یکی از آن منابعی است که امکان تولید انرژی الکتریکی دارند به صورتی که هم خودشان مصرف کنند و هم بخشی از این انرژی تولید شده را به شبکۀ سراسری تزریق کنند. علاوه بر منبع باد، منابع دیگری از جمله خورشید، ژئوترمال، نیروگاه های آبی کوچک، استفاده از زباله، ضایعات کشاورزی و دامی و مواردی مثل تولید سوخت خودرو از پسماندهای کشاورزی نیز مطرح است.
  با توجه به اهمیت روزافزون این منابع، «سانا» و وزارت نیرو چه اقداماتی برای تأمین انرژی از منابع تجدیدپذیر انجام داده اند؟

  تقریباً از 5-6 سال پیش وزارت نیرو تصمیم گرفت تا پتانسیل تولید انرژی الکتریکی از باد را در نواحی مختلف کشور مورد بررسی و سنجش قرار دهد.البته قبل از آن هم مطالعاتی در دانشگاه ها انجام داده بودند اما نه به گستردگی مطالعاتی که ما و وزارت نیرو شروع کرده بودیم. یک مشاور ایرانی را با یک مشاور آلمانی هماهنگ کردیم و با در اختیار قراردادن امکانات و نرم افزارهای ویژه، آنان شروع به مطالعۀ ارتفاعات کشور کردند. سپس اطلاعات اولیۀ باد را از ایستگاه های موجود هواشناسی کشور گرفتیم. بر اساس همین مطالعات و اطلاعاتی که از ارگانها و نهادهای مختلف مربوط گرفتیم، توانستیم 70 نقطه را شناسایی کنیم و 70 دکل هم به ارتفاع حدود 40 متر در ارتفاعات 10، 20، 30 و 40 متری نصب کردیم که قادر به اندازه گیری جهت و سرعت باد و همچنین رطوبت هوا و میزان تابش انرژی خورشیدی بودند. طی دو سال اطلاعات این دکلها ابتدا به صورت دستی و بعد به صورت دیجیتالی و ماهواره ای جمع آوری شد. حاصل این اطلاعات، تهیه و تدوین نقشۀ جامعی از وضعیـت باد بـود کـه به طـور مشخص نشان دهندۀ پتانسیل ارتفاعات کشور در تولید انرژی بادی است. آنچه از این نقشه دستگیر ما و کارشناسان شد این بود که ما در اکثر نقاط کشور امکان نصب توربینهای بادی را داریم.
  آیا با این بررسیهای انجام گرفته، ظرفیت تولید برق از انرژی باد مشخص شده است؟

  در واقع سه جریان بزرگ بادی در کشور وجود دارد: یکی در طول کشور از شرق به غرب در شمال، و یکی از شمال به سمت پایین در قسمت غرب کشور و دیگری در قسمتهای شمال و جنوب سلسله جبال زاگرس و البرز. بنا بر اطلاعات مقدماتی که در دست ماست حدوداً 10000 مگاوات ظرفیت نصب توربینهای بادی در نقاط مختلف کشور را داریم و قطعاً اطلاعات تکمیلی نشان دهندۀ وجود ظرفیتی چند برابر ظرفیت فعلی خواهد بود. بنابراین تولید انرژی الکتریکی از طریق باد در کشور ما می تواند یکی از به صرفه ترین و راحت ترین روشهای تولید انرژی باشد زیرا، نه هزینۀ هنگفتی می طلبد نه ریسک بزرگی دارد.

  بزرگ ترین و موفق ترین کشور در این زمینه آلمان است که وسعت آن به اندازۀ استان خراسان قدیم ماست. آلمان تا به حال 22000 مگاوات توربینهای بادی در کشور خود نصب کرده است و این نشان می دهد که ظرفیت موجود در کشور ما اعدادی بیش از 10000 مگاوات خواهد بود. پس ما باید به پتانسیل تولید انرژی الکتریکی از طریق باد جدی تر از این حرفها فکر کنیم.
  در این زمینه چه طرحهایی اجرا شده است؟

  با توجه به برنامه ریزیهایی که از قبل انجام گرفته، دولت دو پروژۀ بزرگ بادی را در دست اقدام دارد: یکی در منجیل به ظرفیت 100 مگاوات و دیگری در بینالود نزدیک مشهد به ظرفیت28/3 مگاوات. پروژۀ بینالود تمام شده اما پروژۀ منجیل همچنان در دست اقدام است. بر اساس برنامه ریزیهایی که در همین زمینه انجام گرفته بخش خصوصی، اولین کارخانۀ تولید تجهیزات توربینهای بادی را در کشور راه اندازی کرده است. الآن سالهاست که ایران اولین کشور در خاورمیانه است که توربینهای بادی را خود می سازد. ما همین الآن چیزی در حدود 180 میلیون کیلووات ساعت در مزرعۀ منجیل و بینالود برق تولید و به شبکۀ سراسری آن را تزریق می کنیم.

  بهترین نمونۀ توربینهای بادی 7-8 سال اخیر، که همان توربینهای 660 کیلووات V47 اسـت، در کشـور ما تولیـد می شود. از نمونه توربینهای ساخته شده در کشور ما الآن در ارمنستان و 4 دستگاه هم در دیگر کشورهای خارجی نصب شده و مشغول بهره برداری است.
  برای استفاده از این نوع انرژیها در کشور با چه مشکلاتی روبه رو هستیم؟

  متأسفانه به جهت اینکه قیمت برق در کشور ما بسیار پایین است و علتش هم قیمت سوختهای فسیلی است که با سوبسید عرضه می شوند، امکان رقابت نیروگاه های بادی با نیروگاه های گازی وجود ندارد.

  چون در سالهای گذشته، دولت گاز را با قیمتی بسیار ارزان ارائه می کرد، هزینۀ احـداث یـک نیروگاه گازی معادل 300 دلار به ازای هر کیلووات بود و گاز فراوانی به آن تعلق می گرفت، بنابراین احداث نیروگاه بادی برای دولت جذابیت اقتصادی نداشت.

  بی توجهی به نیروگاه های بادی علل مختلفی داشته است. غیر از علتی که در بالا ذکر شد باید به تعلق سوبسید به گاز و پایین بودن هزینۀ اولیه بهره برداری از گاز و قیمت تمام شدۀ آن اشاره کرد. تمام اینها باعث شده است که باد و نیروگاه های بادی در کشور ما نه تنها در گذشته بلکه در حال هم توجیه اقتصادی نداشته باشد. این در حالی است که درکشورهایی مثل امریکا، هند، چین، آلمان، اسپانیا و به طور کلی اغلب کشورهای دنیا استفاده از توربینهای بادی به شدت رواج یافته است. چون به فکر این هستند که وابستگی خود را به سوختهای فسیلی کم کنند. چون مسئولان ما هیچگاه تصور روشنی از باد و فواید آن و واقعیـت در مـورد رو بـه اتمـام بـودن سوختهای فسیلی نداشته اند، همین دو پروژۀ دولتی ما به سختی در حال انجام گرفتن است. متأسفانه ما در تمامی مراجعه ها به مسئولانی که کلید تصمیم گیری را در اختیار دارند با قیاس گاز و سوختهای فسیلی با باد مواجه شدیم و شاهد به فراموشی سپردن باد و انرژی بادی بودیم.

  مسـئلۀ دیـگـری که مـا بـاید به آن به عـنوان یکی از بزرگ ترین مزیتهای استفاده از توربینهای بادی برای تولید انرژی توجه کنیم، مسئلۀ محیط زیست است. متأسفانه در کشور ما صدمه زدن به محیط زیست هیچ هزینه ای ندارد. یعنی اگر فردی برفرض، موتـور اتـومبـیلـش ایـراد فنـی داشـته باشد و حـجم زیـادی از دی اکسیدکربن را وارد محیط کند هیچ برخوردی با وی نمی شود. قبلاً که نمی شده؛ الآن هم اگر بشود، جدی نیست. بنابراین ما در کشور خودمان هیچ وقت محاسبه نکرده ایم که صدمه به محیط زیست چه هزینه ای برای ما و ملت ما در بر دارد و بدتر اینکـه در تـولید انـرژی این هزینه ها را منظور نکردیم و فقط حجم انرژی مورد نیاز را مورد بررسی قرار دادیم بدون اینکه به عواقب آن فکر کنیم.

  اگر عملکرد کشورهای اروپایی را با خودمان مقایسه کنیم، آنها با توجه به همۀ سرمایه ها و امکاناتی که برای دسترسی و ابتیاع منابع فسیلی کشورهای دارای این ذخایر داشتند و با وجود اشراف تجاری بر کشورهای تولیدکنندۀ نفت، باز هم سرمایه گذاریهایی در زمینۀ تولید انرژی از طریق باد و خورشید داشتند تا جایی که کشوری مثل آلمان با آن پهنۀ نه چندان وسیع، 20000 مگاوات نیروگاه بـادی دارد و اسـپانیا در طول یک سال ناگهان با ظرفیـتی معادل 5000 مگـاوات تـوربینـهای بـادی را بـه بهره برداری می رساند.
  امور تحقیقاتی مرتبط با سانا چگونه انجام می گیرد؟

  ما در سانا بخشی به اسم تحقیقات داریم. البته پروژه های ما که حدوداً 60 میلیارد تومان در سال است اغلب ماهیت ساخت پایلوت، پتانسیل سنجی و تحقیقاتی دارند. همان پتانسیل سنجی در واقع نوعی تحقیق است که حاصل آن به تهیۀ نقشه هایی منجر می شود که حکم منبع تصمیم گیری را برای ما دارد. ساخت نیروگاه های پایلوت هم در حقیقت نوعی تحقیقات کاربردی است.
  یکی از جنبه های مهم بحث تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر، تولید قطعات مورد نیاز است و مسلماً یکی از رسالتهای سانا، انتقال تکنولوژی به بخش خصوصی است. تعامل شما با شرکتهای خصوصی فعال در این عرصه چگونه است؟ ظاهراً تأمین قطعات پروژه هایی که صحبت آن شد با شرکت صبا نیرو بوده است.

  سرمایه گذاری دولت بر این هدف استوار بوده است که آنها هم سرمایه گذاری شان پا بگیرد. ولی به نظر من باید حجم این سرمایه گذاریها را بیشتر کنیم. برای اینکه آنها به همین یک تا دو پروژه اکتفا نکنند و بتوانند به اجرای پروژه های متعددی اقدام کنند و از این طریق به بزرگ شدن و توسعه یافتن سرعت ببخشند و برای اینکه یک R&Dبزرگ درست کنند و امکاناتشان را گسترده کنند، ما باید به اینگونه شرکتها با آغوش باز و روی گشاده برخورد کنیم. سیستمهای حمایتی در سیاستگذاریهای کشور تعریف شده اند، اما دست مدیران دولتی برای اجرای این سیاست حمایتی خیلی باز نیست. اینکه ما الآن یک صبا نیرو داریم و چند تا نداریم، بیشتر به این علت است که ما این کار را توسعه ندادیم.
  رابطۀ شما با شرکتهای خصوصی مشتاق به سرمایه گذاری در تولید برق چگونه است؟

  ما تا به حال در حدود 600 مگاوات موافقت اصولی صادر کرده ایم، در صورتی که چیزی حدود 3000 مگاوات متقاضی داریم. منتها چون اینها نمی توانند از بانکها وام بگیرند در توسعه کمی مشکل دارند. بحث قیمت خرید هم هست. این شرکتها باید بتوانند سرمایه گذاری کنند و ما هم باید در دولت برنامه ریزی کنیم تا بتوانیم یک سیستم تأمین اعتبار مطمئن را ایجاد کنیم تا قراردادهای این شرکتهای خصوصی تأمیـن اعتـبار بشـود. یعـنی وقتی قرارداد را می بندید باید مطمئن باشید که ما در تاریخ معین پول شما را پرداخت می کنیم و برق تولیدی شما را می خریم. این پول اگر به موقع به شما برسد شما می توانید قسطها و حقوق کارکنان را پرداخت کنید و به کارتان رونق ببخشید.
  آیا شما برنامه ای هم دارید برای اینکه تولید را از بخش صنعتی به سمت تولید خانگی ببرید؟ مثل استفاده از توربینهای کوچک برای مصارف خانگی؟

  تا زمانی که برق با قیمتی حول و حوش 20 تومان به ازای هر کیلو وات فروخته بشود و این سوبسید هم به انرژی داده شود، توسعه و استفاده از این سیستمهای هیبریدی و سولار یا آب گرمکنهای خورشیدی توجیه اقتصادی ندارد و مردم هم ترجیح می دهند که به این عرصه برای سرمایه گذاری وارد نشوند.

  ما طرحهای پایلوت فراوانی هم در تمامی این سیستمها انجام داده ایم. ما 6000 متر مربع را به آبگرمکنهای خورشیدی واگذار کردیم الآن هم دارد کار می کند. سازمان بهینه سازی مصرف سوخت مسئول این امر است و عزیزانمان هم در آن سازمان مشغول توسعۀ این طرح هستند. من فکر می کنم که اگر دولت قیمت حاملهای انرژی را واقعی بکند، تمام این سیستمها به شدت در مملکت توجیه پیدا می کنند و سیاستهای بخش ساختمان و صنعت در بحث تأمین انرژی تغییر و در نهایت به نتیجۀ خوبی منجر شود. یعنی فشار کمتری به شبکۀ سراسری وارد خواهد آمد و نتیجه این خواهد شد که با تأمین انرژی الکتریکی از منابعی مثل باد و سولار دیگر شاهد این خاموشیها نخواهیم بود.

انرژِی های نو **** انرژی های پاک

انرژی های پاک و ضرورت توسعه آن

 امروزه انرژی های نو همچون انرژی خورشیدی، بادی، آبی، بیوماس، بیوگاز وانرژی زمین گرمایی که از عمده ترین منابع انرژی های پاک هستند، به رغم ناشناخته ماندن، به سرعت درحال گسترش و نفوذ است و غفلت از آن، غیرقابل جبران خواهد بود.

..........

دسترسی کشورهای درحال توسعه به انواع منابع جدید انرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد و پژوهش های جدید نشان داده که بین سطح توسعه یک کشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است. با توجه به ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان فعلی، دیگر نمی توان به منابع موجود انرژی متکی بود.

...........

نیروگاه سهموی خطی 250 کیلووات شیراز

........................................................

طبق آمارهای به ثبت رسیده طی 30 سال گذشته احتیاجات انرژی جهان به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. در سال 1960 مصرف انرژی جهان معادل 3/3Gtoe بوده است.در سال 1990 این رقم به 8/8Gtoe بالغ گردید ، که دارای رشد متوسط سالانه 3/3 درصد می باشد و در مجموع 166 در صد افزایش نشان می دهد و در حال حاضر مصرف انرژی جهان 10Gtoe/Year بوده و پیش بینی می شود این رقم در سالهای 2010 و 2020 به 12 و 14 Gtoe/Year افزایش یابد . این ارقام نشان می دهند که میزان مصرف انرژی جهان در قرن آینده بالا می باشد و بالطبع این سوال مهم مطرح می باشد که آیا منابع انرژی های فسیلی در قرنهای آینده، جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، تکامل و توسعه خواهند بودیا خیر؟

حداقل به دو دلیل عمده پاسخ این سوال منفی است و باید منابع جدید انرژی را جایگزین این منابع نمود. این دلایل عبارتند از:

محدودیت و در عین حال مرغوبیت انرژی های فسیلی چرا که این سوختها از نوع انرژی شیمیایی متمرکز بوده و مسلماً کاربردهای بهتر از احتراق دارند.

مسایل و مشکلات زیست محیطی بطوری که امروزه حفظ سلامت اتمسفر از مهمترین پیش شرطهای توسعه اقتصادی پایدار جهانی به شمار می آید. از این رو است که دهه های آینده بعنوان سالهای تلاش مشترک جامعه انسانی برای کنترل انتشار کربن، کنترل محیط زیست و در واقع تلاش برای تداوم انسان بر روی کره زمین خواهد بود.

بنابراین استفاده از منابع جدید انرژی به جای منابع فسیلی امری الزامی است. سیستمهای جدید انرژی در آینده باید متکی به تغییرات ساختاری و بنیادی باشد که در آن منابع انرژی بدون کربن نظیر انرژی خورشیدی و بادی و زمین گرمایی و کربن خنثی مانند انرژی بیوماس مورد استفاده قرار می گیرند.

بدون تردید انرژی های تجدیدپذیر با توجه به سادگی فن آوریشان در مقابل فن آوری انرژی هسته ای از یک طرف و نیز بدلیل عدم ایجاد مشکلاتی نظیر زباله های اتمی از طرف دیگر نقش مهمی در سیستمهای جدید انرژی در جهان ایفا می کنند.

در هر حال باید اذعان داشت که در عمل عوامل متعددی بویژه هزینه اولیه و قیمت تمام شده بالا، عدم سرمایه گذاری کافی برای بومی نمودن و بهبود کارآیی تکنولوژیهای مربوطه ، به حساب نیامدن هزینه های خارجی در معادلات اقتصادی، نبود سیاستهای حمایتی در سطح جهانی، منطقه ای و محلی، نفوذ و توسعه انرژی های نو را بسیار کند و محدود ساخته است. ولی پژوهشگران و صنعتگران همواره تلاش خود را جهت رفع این مشکلات مبذول می دارند.

بطور کلی عمده فعالیتهای مربوط به احداث پایلوتهای سازگار با محیط زیست با بکار بردن منابع انرژی های تجدیدپذیر و اجرای پروژه های مهندسی و انجام خدمات مشاوره ای و مدیریت بر طرحها، در چهار بخش ذیل متمرکز شده است:

**  انرژی های خورشیدی
**  انرژی باد و امواج
**  انرژی زمین گرمایی
**  فن آوری هیدروژن، پیل سوختی و زیست توده

که در اینجا به توضیح اجمالی هر یک می پردازیم:

.........................

1- انرژی خورشیدی

جالب است بدانید که تابش خورشید بزرگترین منبع تجدید پذیر انرژی روی کره زمین می باشد و اگر فقط یک درصد از صحراهای جهان با نیروگاه های حرارتی خورشیدی به کار گرفته شوند، همین مقدار برای تولید برق سالانه مورد تقاضای جهان کافی خواهد بود.

برای سود جستن از انرژی خورشیدی دو راه وجود دارد :
استفاده مستقیم از نور خورشیدو تبدیل آن به الکتریسیته از طریق سلولهای فتوولتائیک
استفاده مستقیم از انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انواع انرژی های دیگر و یا استفاده مستقیم از آن (کاربردهای نیروگاهی و غیر نیروگاهی خورشیدی)

یک نیروگاه خورشیدی شامل تاسیساتی است که انرژی تابشی خورشید را جمع کرده و با متمرکز کردن آن، درجه حرارتهای بالا ایجاد می کند. انرژی جمع آوری شده از طریق مبدلهای حرارتی، توربین ژنراتورها و یا موتورهای بخار به انرژی الکتریکی تبدیل خواهد شد. نیروگاه های خورشیدی بر اساس نوع متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند:

*  نیروگاه سهموی خطی (Parabolic Trough Collectors)
*  نیروگاه دریافت کننده مرکزی(C.R.S)

*  نیروگاه دیش استرلینگ( این تکنولوژی در نیروگاه های خورشیدی مورد استفاده کمتری دارد و در کاربردهای غیر نیروگاهی بیشتر استفاده می شوند.)

..........................................................................

از انرژی حرارتی خورشید علاوه بر استفاده نیروگاهی، می توان در زمینه های زیر بصورت صنعتی، تجاری و خانگی استفاده کرد:

* گرمایش آب مصرفی( آب گرمکنهای خورشیدی برای منارل، ساختمانها، کارخانجات و استخرها)

* گرمایش فضای داخلی ساختمانها

* سرمایش فضای داخلی ساختمانها و یخچالهای خورشیدی

* آب شیرین کنهای خورشیدی (در اندازه های خانگی و صنعتی)
* خشک کنهای خورشیدی ( برای خشک کردن مواد غذایی و محصولات کشاورزی)
* خوراک پزهای خورشیدی

....................................

2- انرژی باد و امواج
به منظور شناخت دقیق محدودیتها، موانع و امکانات موجود در جهت استفاده از منابع انرژی در کشور، ضرورری است .میزان بهره برداری از پتانسیلهای موجود انرژی و روند تحولات حاملهای انرژیهای تجدیدپذیر در کشور نیز به روش علمی و دقیق محاسبه و ارزیابی گردد.

کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می باشد.

با توسعه نگرشهای زیست محیطی وراهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. استفاده از تکنولوژی توربینهای بادی به دلایل زیر می تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.

*  قیمت پایین توربینهای برق بادی در مقایسه با دیگر صور انرژیهای نو
*  کمک در جهت ایجاد اشتغال در کشور
*  عدم آلودگی محیط زیست در کشورهای پیشرفته

نظیر آلمان، دانمارک، آمریکا،اسپانیا، انگلستان، و بسیاری کشورهای دیگر، توربینهای بادی بزرگ و کوچک ساخته شده است و برنامه هایی نیز جهت ادامه پژوهشها و استفاده بیشتر از انرژی باد جهت تولید برق در واحدهایی با توان چند مگاواتی مورد مطالعه می باشد.

در ایران نیز با توجه به وجود مناطق بادخیز طراحی و ساخت آسیابهای بادی از 2000 سال پیش از میلاد مسیح رایج بوده و هم اکنون نیز بستر مناسبی جهت گسترش بهره برداری از توربینهای بادی فراهم می باشد.مولدهای برق بادی می تواند جایگزین مناسبی برای نیروگاه های گازی و بخاری باشند.

مطالعات و محاسبات انجام شده در زمینه تخمین پتانسیل انرژی باد در ایران نشان داده اند که تنها در 26 منطقه از کشور( شامل بیش از 45 سایت مناسب) میزان ظرفیت اسمی سایتها، با در نظر گرفتن یک راندمان کلی 33%، در حدود 6500 مگاوات می باشد و این در شرایطی است که ظرفیت اسمی کل نیروگاه های برق کشور، (در حال حاضر) 34000 مگاوات می باشد.

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 5/ الی 25/ باشد. پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادی 1018ژول) برآورد گردیده است که از این مقدار 40 مگاوات ظرفیت نصب شده تا اواخر سال 2003 میلادی(1382 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.

توربین 600 کیلو وات واقع در روستای بابائیان منجیل

..........................................................................

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 10 کیلووات توان تولید برق را دارا می باشند.

توربینهای بادی متوسط

عموماً تولید این توربینها بین 250-10 کیلووات است. از این توربینها جهت تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

توربینهای بادی بزرگ( مزارع بادی)

این نوع توربینها معمولاً شامل چند توربین بادی متمرکز با توان تولیدی 250 کیلووات به بالا می باشند که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند.

..................................

3- انرژی زمین گرمایی

مرکز زمین( به عمق تقریبی 6400 کیلومتر)که در حدود 4000 درجه سانتیگراد حرارت دارد، به عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت 650 تا 1200 درجه سانتیگراد در اعماق 80 تا 100 کیلومتری از سطح زمین می گردد.

.

بطورمیانگین میزان انتشار این حرارت از سطح زمین که فرایندی مستمر است معادل 82 میلی وات در واحد سطح است که با در نظر گرفتن مساحت کل سطح زمین(10*1/5 متر مربع) ، مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن، برابر با 42 ملیون مگاوات است.

.

در واقع این میزان حرارت غیر عادی، عامل اصلی پدیده های زمین شناسی از جمله فعالیتهای آتشفشانی، ایجاد زمین لرزه ها، پیدایش رشته کوه ها( فعالیتهای کوه زایی) و همچنین جابجایی صفحات تکتونیکی می باشد که کره زمین را به یک سیستم دینامیک تبدیل نموده و پیوسته آن را تحت تغییرات گوناگون قرار می دهد.

امروزه با بهره گیری از فنآوریهای موجود، تنها بخش کوچکی از این منبع سرشار مهار شده و بطور اقتصادی قابل بهره برداری است.

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 100% است که بطور شبانه روزی در طول سال قابل بهره برداری است.

.

.

.

خروج بخار از یک چاه زمین گرمایی

.............................................

از انرژی زمین گرمایی در دو بخش کاربردهای نیروگاهی( غیر مستقیم) و غیر نیروگاهی ( مستقیم) استفاده می شود. تولید برق از منابع زمین گرمایی هم اکنون در22 کشور جهان صورت میگیرد که مجموع قدرت اسمی کل نیروگاههای تولید برق از این انرژی بیش از 8000 مگاوات می باشد. این در حالی است که بیش از 64 کشور جهان نیز با مجموع ظرفیت نصب شده بیش از 15000 مگاوات حرارتی از این منبع انرژی در کاربردهای غیر نیروگاهی بهره برداری می نمایند.

 نیروگاه زمین گرمایی تبخیر آنی

در این نیروگاه ها سیالی که معمولاً به حالت دوفاز مایع و بخار از اعماق زمین واز طریق چاه های زمین گرمایی استخراج می شود به مخزن جدا کننده هدایت شده و بدینوسیله فاز بخار از فاز مایع جدا می شود.

بخار جدا شده وارد توربین شده و باعث چرخش پره های توربین می شود.پره ها نیز به نوبه خود محور توربین و در نتیجه محور ژنراتور رابه حرکت وا می دارند که باعث بوجود آمدن قطبهای مثبت و منفی در ژنراتور شده و در نتیجه برق تولید می شود.

نیروگاه زمین گرمایی با چرخه دو مداره(باینری)

در این نوع نیروگاه ها نیاز به مخزن جداکننده در تجهیزات نیروگاه وجود ندارد زیراآب گرم استخراج شده وارد مبدل حرارتی شده و حرارت خود را به سیال عامل دیگری که معمولاً ایزوپنتان می باشد و نقطه جوش پایینتری نسبت به آب دارد منتقل میکند. در این فرآیند ایزوپنتان به بخار تبدیل شده و به توربین منتقل می شود که در اینجا توربین و ژنراتور طبق توضیحات فوق می توانند برق تولید کنند.

 از کاربردهای مستقیم انرژی زمین گرمایی میتوان به مواردی همچون احداث مراکز آب درمانی و تفریحی-توریستی ، گرمایش انواع گلخانه، احداث مراکز پرورش آبزیان و طیور، پیش گیری از یخ زدگی معابر در فصل سرما، تامین گرمایش و سرمایش ساختمانها توسط پمپهای حرارتی زمین گرمایی اشاره نمود.

.........................................................................

 4- فن آوری هیدروژن، پیل سوختی و زیست توده

 صرف گسترده و کلان انرژی حاصل از سوختهای فسیلی اگرچه رشد سریع اقتصادی جوامع پیشرفته صنعتی را به همراه داشته است اما بواسطه انتشار مواد آلاینده حاصل از احتراق و افزایش دی اکسید کربن در جو و پیامدهای آن، جهان را با تغییرات روز افزونی آماده ساخته است که افزایش دمای زمین، تغییرات آب و هوایی، بالا آمدن سطح آب دریاها و در نهایت تشدید منازعات بین المللی از جمله این پیامدها محسوب می شوند. از سوی دیگر اتمام قریب الوقوع منابع فسیلی و پیش بینی افزایش قیمتها بیش از پیش بر اهمیت و لزوم جایگزینی سیستم انرژی فعلی اهمیت دارد.

در سال 1997 میلادی کنوانسیون تغییرات آب و هوایی با هدف تثبیت غلظت گازهای گلخانه ای در اتمسفر، پروتکل کیوتو را مطرح نمود که به موجب این پروتکل کشورهای صنعتی ملزم به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای شده اند و هدف اصلی از این کنوانسیون دستیابی به تثبیت غلظت گازهای گلخانه ای در اتمسفر تا سطحی است که مانع تداخل خطرناک فعالیتهای بشری با سیستم آب و هوایی گردد و چنین سطحی در چهارچوب زمانی مناسب قابل اجرا خواهد بود تا اکوسیستمها بطور طبیعی خود را با تغیییر آب و هوایی تطبیق دهند و اطمینان حاصل شود که امنیت غذایی تهدید نمی شود و توسعه اقتصادی بطور پایدار ایجاد می گردد.

از سوی دیگر مجموعه انرژیهای تجدید پذیر روز به روز سهم بیشتری را در سیستم تامین انرژی جهان بعهده می گیرد؛ لذا در برنامه ها و سیاستهای بین المللی، نقش مهمی به منابع تجدید پذیر انرژی محول گردیده است.

.

.

.

اما سازگار نمودن این منابع با سیستم فعلی مصرف انرژی جهانی هنوز با مشکلاتی همراه است که بررسی و حل آنها حجم وسیعی از تحقیقات علمی جهان را در دهه های اخیر به خود اختصاص داده است.

تقریباً همه منابع انرژی تجدید پذیر بصورت تناوبی در دسترس هستند و بخودی خود قابل حمل یا ذخیره سازی نیستند و به همین دلیل نمی توانند بصورت سوخت به ویژه در حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرند.

سوختهای پاک دارای خواص فیزیکی و شیمیایی هستند که آنها را پاکتر از بنزین با ساختار و ترکیب فعلی در عمل احتراق می نمایند. این سوختها در حین احتراق مواد آلاینده کمتری تولید می کنند، در ضمن استفاده از این سوختها شدت افزایش و انباشته شدن دی اکسید کربن که موجب گرم شدن زمین می گردد را نیز کاهش می دهد.

هیدروژن بعنوان یک سوخت پاک می تواند جایگزین مناسبی برای سایر سوختهای متداول گردد و در آینده بعنوان یک حامل انرژی مطرح گردد. فراوانی سهولت تولید از آب، مصرف تقریباً منحصر بفرد و سودمندی زیست محیطی ذاتی هیدروژن از جمله ویژگیهایی است که آنرا در مقایسه با سایر گزینه های مطرح سوختی متمایز می کند.

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.

معرفی سوختهای جایگزین و مطالعه در خصوص امکان استفاده و بهره برداری از آنها با توجه به ملاحظات فنی-اقتصادی و منابع گسترده موجود در ایران، همچنین بدلیل روند رو به رشد مصرف سوختهای مایع هیدروکربوری در کشور که هر ساله موجب ضرر و زیان هنگفت به بودجه عمومی و محیط زیست کشور می شود، از اهمیت قابل توجهی برخوردار گردیده است.

...................................................................................................................................

انرژی خورشیدی

مقدمه
 
خورشید منبع عظیم انرژی بلکه سرآغاز حیات و منشاء تمام انرژیهای دیگر است. در حدود ۶۰۰۰ میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.

خورشید از گازهایی نظیر هیدروژن (۸/۸۶ درصد) هلیوم (۳ درصد) و ۶۳ عنصر دیگر که مهم‌ترین آنها اکسیژن، کربن، نئون و نیتروژن است تشکیل شده‌است.

میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.

زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید میزان کمی از کل انرژی تابشی آن می‌باشد. حتی سوختهای فسیلی ذخیره شده در زمین، انرژیهای باد، آبشار، امواج دریاها و بسیاری موارد دیگر از جمله نتایج همین انرژی دریافتی زمین از خورشید می‌باشد.

انرژی خورشید به طور مستقیم یا غیر مستقیم می‌تواند دیگر اشکال انرژی تبدیل شود، همانند گرما و الکتریسیته . موانع اصلی استفاده از انرژی خورشیدی شامل متغیر و متناوب بودن میزان انرژی و توزیع بسیار وسیع آن است.

انرژی خورشید برای حرارت آب، استفاده دینامیکی، حرارت فضایی ساختمانها، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تولید انرژی الکتریسیته مورد استفاده قرار می‌گیرد .


در سال ۱۸۳۰ ستاره شناس انگلیسی به نام جان هرشل John Herschel یک جعبه جمع آوری خورشیدی را برای پختن غذا در طول یک سفر در افریقا استفاده کرد .

کاربردهای الکتریکی فتوو لتایک‌ها را آزمایش می‌کنند یک فرایند که توسط آن انرژی نور خورشید به طور مستقیم به الکتریسیته تبدیل می‌شود . الکتریسیته می‌تواند به طور مستقیم از انرژی خورشید تولید شود و ابزارهای فتوولتایک استفاده کند یا به طور غیر مستقیم از ژنراتورهای بخار ذخایر حرارتی خورشیدی را برای گرما بخشیدن به یک سیال کاربردی مورد استفاده قرار می‌دهند .

انرژی فتو ولتاتیک

انرژی فتو ولتایک تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طریق یک سلول فتو ولتاتیک (pvs) می‌باشد، که بطور معمول یک سلول خورشیدی نامیده می‌شود. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولاً از آلیاژ سیلیکون می‏شود.

نور خورشید از فوتونها یا ذرات انرژی خورشیدی ساخته شده‌است. این فوتونها که مقادیر متغیر انرژی را شامل می‌شوند، درست مشابه با طول موجهای متفاوت طیفهای نوری هستند.

وقتی فوتونها به یک سلول فتو ولتاتیک بر خورد می‌کنند، ممکن است منعکس شوند، مستقیم از میان آن عبور کنند و یا جذب شوند. فقط فوتونهای جذب شده انرژی را برای تولید الکتریسیته فراهم می‌کنند .وقتی که نور خورشید کافی یا انرژی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود، الکترونها از اتم‌های جسم جدا می‌شوند. (به دلیل اینکه آخرین الکترون یک اتم با گرفتن انرزی فوتون به لایه بالاتر رفته و میتواند از میدان پروتون خلاص شده و آزادانه در نیمه رسانا حرکت کند.)

رفتار خاص سطح جسم در طول ساختن باعث می‌شود سطح جلویی سلول که برای الکترون‌های آزاد بیشتر پذیرش یابد. بنا براین الکترون‌ها بطور طبیعی به سطح مهاجرت می‌کنند.

زمانی که الکترون‌ها موقعیت n را ترک می‌کنند، سوراخ‌هایی شکل می‌گیرد. تعداد الکترونها زیاد بوده و هر کدام یک بار منفی را حمل می‌کنند و به طرف جلو سطح سلول پیش می‌روند، در نتیجه عدم توازون بار بین سلولهای جلویی وسطوح عقبی یک پتانسیل ولتاژ شبیه قطب‌های مثبت ومنفی یک باطری ایجاد می‌شود.

وقتی که دو سطح از میان یک راه داخلی مرتبط می‌شود، الکتریسیته جریان می‌یابد.

سلول فتو ولتاتیک قاعده بلوک ساختمان یک سیستم PV است.

سلولهای انفرادی می‌توانند در اندازه‌هایی از حدود cm ۱ تا cm۱۰ از این سو به آن سو متغیر باشند .

با این وجود، توان ۱یا ۲ وات تولید می‌کند، که برای بیشتر کار بردها این مقدار از انرژی کافی نیست. برای اینکه بازده انرژی را افزایش دهیم، سلولها بطور الکتریکی به داخل هوای بسته یک مدول سخت مرتبط می‌شود .

مدولها می‌توانند بیشتر برای شکل گیری یک آرایش مرتبط شوند.

اصطلاح آرایش به کل صفحه انرژی اشاره می‌کند، اگر چه آن از یک یا چند هزار مدول ساخته شده باشد، آن تعداد مدولهای مورد نیاز می‌توانند بهم مرتبط شوند برای اینکه اندازه آرایش مورد نیاز (تولید انرژی) را تشکیل دهند. اجرای یک آرایش فتو ولتاتیک به انرژی خورشید وابسته‌است .

شرایط آب وهوایی (همانند ابر و مه )تاثیر مهمی روی انرزی خورشیدی دریافت شده توسط یک آرایش pv و در عوض، اجرایی آن دارد .بیشتر تکنولوژی مدول‌های فتو ولتاتیک در حدود ۱۰ درصد موثر هستند در تبدیل انرژیخورشید با تحقیق بیشتر مرتبط شوند برای اینکه این کار را به ۲۰ درصدافزایش دهند.

سلولهای pv که در سال ۱۹۵۴ توسط تحقیقات تلفنی بل bell کشف شد حساسیت یک آب سیلیکونی حاضر به خورشید را به طور خاصی آزمایش کرد .ابتدا در گذشته در دهه ۱۹۵۰،pvs برای تامین انرژی قمرهای فضا در یک مورد استفاده قرار گرفتند.

موفقیت pvs در فضا کار بردهای تجاری برای تکنو لوژی pvs تولید کرد .ساده‌ترین سیستم‌های فتو ولتاتیک انرژی تعداد زیادی از ماشین حساب‌های کوچک و ساعتهای مچی که روزانه مورد استفاده قرار می گیرد را تأمین می کند.

بیشتر سیستم‌های پیچیده الکتریسیته را برای پمپاژ آب، انرژی ابزارهای ارتباطی، وحتی فراهم کردن الکتریسیته برای خانه هایمان فراهم می‌کنند .

تبدیل فتو ولتاتیک به چندین دلیل مفید است .تبدیل نور خورشیدبه الکتریسیته مستقیم است، بنابراین سیستم‌های تولید کننده مکانیکی به حجم زیادی لازم نیستند .خصوصیت مدولی انرژی فتو ولتاتیک اجازه می‌دهد به طور سریع آرایش‌ها در هر اندازه مورد نیاز یا اجازه داده شده نصب شوند .

همچنین، تاثیر محیطی یک سیستم فتو ولتاتیک حد اقل است، آب را برای سیستم نیاز ندارد پختن و تولید محصول فرعی نیست .سلولهای فتوولتاتیک، همانند باتریها، جریان مستقیم (dc)را تولید می‌کنند که به طور عمومی برای برای راههای کوچکی مورد استفاده‌است (ابزار الکترونیک).وقتی که جریان مستقیم از سلولهای فتوولتاتیک برای کاربردهای تجاری یا لحیم کردن کار بردهای الکتریکی استفاده می‌شود . راندمان سلولهای فتوولتایک در سال 2010 حدود 17% میباشد و توان آن در تابش مستقیم آفتاب (1000 وات بر متر مربع) به ازای هر متر مربع حدود 170 وات است.

شبکه‌های الکتریکی بایستی به جریان متناوب (AC)برای استفاده تبدیل کننده‌ها تبدیل شوند، Inverterها ابزارهایی هستند که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می‌کنند. به طور تاریخی PVS در جاهای دور برای تولید الکتریسیته بکار گرفته شده‌است. با این وجود یک بازار برای تولید از PVS را توزیع کنند ممکن است با بی نظمی قیمتهای تبدیل و توزیع همزمان با بی نظمی الکتریکی توسعه داده شود .

جایگزین ژنراتوهای کوچک مقیاس عددی در تغذیه کنندهای الکتریکی می‌توانند اقتصاد واعتبار سیستم توزیع را بهبود بخشد.

تاریخچه

شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به زمان ماقبل تاریخ باز می‌گردد. شاید به دوران سفالگری، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جامهای بزرگ طلائی صیقل داده شده و اشعه خورشید، آتشدانهای محرابها را روشن می‌کردند. یکی از فراعنه مصر معبدی ساخته بود که با طلوع خورشید درب آن باز و با غروب خورشید درب بسته می‌شد.

ولی مهم‌ترین روایتی که درباره استفاده از خورشید بیان شده داستان ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان قدیم می‌باشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید گفته می‌شود که ارشمیدس با نصب تعداد زیادی آئینه‌های کوچک مربعی شکل در کنار یکدیگر که روی یک پایه متحرک قرار داشته‌است اشعه خورشید را از راه دور روی کشتیهای رومیان متمرکز ساخته و به این ترتیب آنها را به آتش کشیده‌است. در ایران نیز معماری سنتی ایرانیان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان در استفاده صحیح و مؤثر از انرژی خورشید در زمان‌های قدیم بوده‌است.

با وجود آنکه انرژی خورشید و مزایای آن در قرون گذشته به خوبی شناخته شده بود ولی بالا بودن هزینه اولیه چنین سیستمهایی از یک طرف و عرضه نفت و گاز ارزان از طرف دیگر سد راه پیشرفت این سیستمها شده بود تا اینکه افزایش قیمت نفت در سال ۱۹۷۳ باعث شد که کشورهای پیشرفته صنعتی مجبور شدند به مسئله تولید انرژی از راههای دیگر (غیر از استفاده سوختهای فسیلی) توجه جدی‌تری نمایند.

کاربردهای انرژی خورشید

در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستم‌های مختلف استفاده می‌شود که عبارت‌اند از:
استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی، صنعتی و نیروگاهی.
تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته بوسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک.

استفاده از انرژی حرارتی خورشید

این بخش از کاربردهای انرژی خورشید شامل دو گروه نیروگاهی و غیر نیروگاهی می‌باشد.

کاربردهای نیروگاهی

تأسیساتی که با استفاده از آنها انرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می‌شود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می‌شود این تأسیسات بر اساس انواع متمرکز کننده‌های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:
نیروگاههایی که گیرنده آنها آینه‌های سهموی ناودانی هستند
نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها در یک برج قرار دارد و نور خورشید توسط آینه‌های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس می‌شود. (دریافت کننده مرکزی)
نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها بشقابی سهموی (دیش) می‌باشد

قبل از توضیح در خصوص نیروگاه خورشیدی بهتر است شرح مختصری از نحوه کارکرد نیروگاه‌های تولید الکتریسیته داده شود. بهتر است بدانیم در هر نیروگاهی اعم از نیروگاههای آبی، نیروگاههای بخاری و نیروگاههای گازی برای تولید برق از ژنراتورهای الکتریکی استفاده می‌شود که با چرخیدن این ژنراتورها برق تولید می‌شود. این ژنراتورهای الکتریکی انرژی دورانی خود را از دستگاهی بنام توربین تأمین می‌کنند. بدین ترتیب می‌توان گفت که ژنراتورها انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. تأمین کننده انرژی جنبشی ژنراتورها، توربین‌ها هستند توربینها انواع مختلف دارند در نیروگاههای بخاری توربینهایی وجود دارند که بخار با فشار و دمای بسیار بالا وارد آنها شده و موجب به گردش در آمدن پره‌های توربین می‌گردد. در نیروگاه‌های آبی که روی سدها نصب می‌شوند انرژی پتانسیل موجود در آب موجب به گردش در آمدن پره‌های توربین می‌شود.

بدین ترتیب می‌توان گفت در نیروگاههای آبی انرژی پتانسیل آب به انرژی جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود، در نیروگاههای حرارتی بر اثر سوختن سوختهای فسیلی مانند مازوت، آب موجود در سیستم بسته نیروگاه داخل دیگ بخار (بویلر) به بخار تبدیل می‌شود و بدین ترتیب انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود در نیروگاههای گازی توربینهایی وجود دارد که بطور مستقیم بر اثر سوختن گاز به حرکت درآمده و ژنراتور را می‌گرداند و انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود. و اما در نیروگاههای حرارتی خورشیدی وظیفه اصلی بخش‌های خورشیدی تولید بخار مورد نیاز برای تغذیه توربینها است یا به عبارت دیگر می‌توان گفت که این نوع نیروگاهها شامل دو قسمت هستند:
سیستم خورشیدی که پرتوهای خورشید را جذب کرده و با استفاده از حرارت جذب شده تولید بخار می‌نماید.
سیستمی موسوم به سیستم سنتی که همانند دیگر نیروگاههای حرارتی بخار تولید شده را توسط توربین و ژنراتور به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

نیروگاههای حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی

در این نیروگاهها، از منعکس کننده‌هایی که به صورت سهموی خطی می‌باشند جهت تمرکز پرتوهای خورشید در خط کانونی آنها استفاده می‌شود و گیرنده به صورت لوله‌ای در خط کانونی منعکس کننده‌ها قرار دارد. در داخل این لوله روغن مخصوصی در جریان است که بر اثر حرارت پرتوهای خورشید گرم و داغ می‌گردد.

روغن داغ از مبدل حرارتی عبور کرده و آب را به بخار به مدارهای مرسوم در نیروگاههای حرارتی انتقال داده می‌شود تا به کمک توربین بخار و ژنراتور به توان الکتریکی تبدیل گردد.

برای بهره‌گیری بیشتر و افزایش بازدهی لوله دریافت کننده سطح آن را با اکسید فلزی که ضریب بالایی دارد پوشش می‌دهند و همچنین در محیط اطراف آن لوله شیشه‌ای به صورت لفاف پوشیده می‌شود تا از تلفات گرمایی و افت تشعشعی جلوگیری گردد و نیز از لوله دریافت کننده محافظت بعمل آید.

ضمناً بین این دو لوله خلاء بوجود می‌آوردند برای آنکه پرتوهای تابشی خورشید در تمام طول روز به صورت مستقیم به لوله دریافت کننده برسد.

در این نیروگاهها یک سیستم ردیاب خورشید نیز وجود دارد که بوسیله آن آینه‌های شلجمی دائماً خورشید را دنبال می‌کنند و پرتوهای آن را روی لوله دریافت کننده متمرکز می‌نمایند.

تغییرات تابش خورشید در این نیروگاهها توسط منبع ذخیره و گرمکن سوخت فسیلی جبران می‌شوند. در چند کشور نظیر ایالات متحده آمریکا – اسپانیا – مصر – مکزیک – هند و مراکش از نیروگاه‌های سهموی خطی استفاده شده‌است که این نیروگاهها یا در مرحله ساخت و یا در مرحله بهره‌برداری قرار دارند. در ایران نیز تحقیقات و مطالعاتی در زمینه این نیروگاهها انجام شده و پروژه یک نیروگاه تحقیقاتی با ظرفیت ۳۵۰ کیلووات توسط سازمان انرژیهای نو ایران در شیراز در حال انجام می‌باشد و انتظار می‌رود تا پایان سال ۸۳ به بهره‌برداری برسد.

کلیه مراحل مطالعاتی، طراحی و ساخت این نیروگاه به طور کامل توسط مختصصین و مهندسان ایرانی انجام می‌پذیرد.

بدیهی است که با افزایش ظرفیت فنی و علمی که در اثر اجرای پروژه نیروگاه خورشیدی شیراز عابد محققین مجرب ایرانی می‌شود ایران در زمره محدود کشورهای سازنده نیروگاه‌های خورشید از نو ع متمرکز کننده‌های سهموی خطی قرار خواهند گرفت.

نیروگاههای حرارتی از نوع دریافت کننده مرکزی

در این نیروگاه‌ها پرتوهای خورشیدی توسط مزرعه‌ای متشکل از تعداد زیادی آینه منعکس کننده بنام هلیوستات بر روی یک دریافت کننده که در بالای برج نسبتاً بلندی استقرار یافته‌است متمرکز می‌گردد. در نتیجه روی محل تمرکز پرتوها انرژی گرمایی زیادی بدست می‌آید که این انرژی بوسیله سیال عامل که داخل دریافت کننده در حرکت است، جذب می‌شود و بوسیله مبدل حرارتی به سیستم آب و بخار مرسوم در نیروگاه‌های سنتی منتقل شده و بخار فوق گرم در فشار و دمای طراحی شده برای استفاده در توربین ژنراتور تولید می‌گردد.

این سیال عامل در مبدلهای حرارتی در کنار آب قرار گرفته و موجب تبدیل آن به بخار با فشار و حرارت بالا می‌گردد. در برخی از سیستم‌ها سیال عامل آب است و مستقیماً در داخل دریافت کننده به بخار تبدیل می‌شود.

برای استفاده دائمی از این نوع نیروگاه در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد مثلاً ساعات ابری یا شبها از سیستم‌های ذخیره کننده حرارت و یا احیاناً از تجهیزات پشتیبانی که ممکن است از سوخت فسیلی استفاده کنند جهت ایجاد بخار برای تولید برق کمک گرفته می‌شود.

مطالعات و تحقیقات در زمینه فناوری و سیستمهای این نیروگاه‌ها ادامه دارد و آزمایشگاهها و مؤسسات متعددی در سراسر دنیا در این زمینه فعالیت می‌کنند.

مطالعات ساخت اولین نیروگاه خورشیدی ایران از نوع دریافت کننده مرکزی توسط سازمان انرژیهای نو ایران و با کمک شرکتهای مشاور و سازنده داخلی با ظرفیت یک مگاوات و سیال عامل آب و بخار در طالقان جریان دارد. کلیه مطالعات اولیه و پتانسیل سنجی و طراحی نیروگاه به انجام رسیده و یک نمونه هلیوستات نیز ساخته شده‌است.

نیروگاه‌های حرارتی از نوع بشقابی

در این نیروگاهها از منعکس کننده‌هایی که به صورت شلجمی بشقابی می‌باشد جهت تمرکز نقطه‌ای پرتوهای خورشیدی استفاده می‌گردد و گیرنده‌هایی که در کانون شلجمی قرار می‌گیرند به کمک سیال جاری در آن انرژی گرمایی را جذب نموده و به کمک یک ماشین حرارتی و ژنراتور آن را به نوع مکانیکی و الکتریکی تبدیل می‌نماید.

دودکش‌های خورشیدی

روش دیگر برای تولید الکتریسیته از انرژی خورشید استفاده از برج نیرو یا دودکش‌های خورشیدی می‌باشد در این سیستم از خاصیت دودکش‌ها استفاده می‌شود به این صورت که با استفاده از یک برج بلند به ارتفاع حدود ۲۰۰ متر و تعداد زیادی گرم خانه‌های خورشیدی که در اطراف آن است هوای گرمی که بوسیله انرژی خورشیدی در یک گرمخانه تولید می‌شود و به طرف دودکش یا برج که در مرکز گلخانه‌ها قرار دارد، هدایت می‌شود.

این هوای گرم بعلت ارتفاع زیاد برج با سرعت زیاد صعود کرده و با عث چرخیدن پروانه و ژنراتوری که در پایین برج نصب شده‌است می‌گردد و بوسیله این ژنراتور برق تولید می‌شود هم اکنون یک نمونه از این سیستم در ۱۶۰ کیلومتری جنوب مادرید احداث گردیده که ارتفاع برج آن به ۲۰۰ متر می‌رسد.

مزایای نیروگاههای خورشیدی

نیروگاه‌های خورشیدی که انرژی خورشید را به برق تبدیل می‌کنند امید است در آینده با مزایای قاطعی که در برابر نیروگاه‌های فسیلی و اتمی دارند به خصوص اینکه سازگار با محیط زیست می‌باشند، مشکل برق بخصوص در دوران اتمام ذخائر نفت و گاز را حل نمایند. تأسیس و بکارگیری نیروگاه‌های خورشیدی آینده‌ای پر ثمر و زمینه‌ای گسترده را برای کمک به خودکفایی و قطع وابستگی کشور به صادرات نفت فراهم خواهد کرد. اکنون شایسته‌است که به ذکر چند مورد از مزایای این نیروگاه‌ها بپردازیم.

الف) تولید برق بدون مصرف سوخت

نیروگاه‌های خورشیدی نیاز به سوخت ندارند و برخلاف نیروگاه‌های فسیلی که قیمت برق تولیدی آنها تابع قیمت نفت بوده و همیشه در حال تغییر می‌باشد. در نیروگاه‌های خورشیدی این نوسان وجود نداشته و می‌توان بهای برق مصرفی را برای مدت طولانی ثابت نگهداشت.

ب) عدم احتیاج به آب زیاد

نیروگاه‌های خورشیدی بخصوص دودکشهای خورشیدی با هوای گرم احتیاج به آب ندارند لذا برای مناطق خشک مثل ایران بسیار حائز اهمیت می‌باشند. (نیروگاه‌های حرارتی سنتی هنگام فعالیت نیاز به آب مصرفی زیادی دارند).

پ) عدم آلودگی محیط زیست

نیروگاه‌های خورشیدی ضمن تولید برق هیچ‌گونه آلودگی در هوا ندارند و مواد سمّی و مضر تولید نمی‌کنند در صورتی که نیروگاه‌های فسیلی هوا و محیط اطراف خود را با مصرف نفت، گاز و یا زغال سنگ آلوده می‌کنند. نیروگاه‌های اتمی با تولید زباله‌های هسته‌ای خود که بسیار خطرناک و رادیواکتیو هستند محیط زندگی را آلوده می‌کنند و مشکلات عظیمی را برای ساکنین کره زمین به وجود می‌آورند.

ت) امکان تأمین شبکه‌های کوچک و ناحیه‌ای

نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند با تولید برق به شبکه سراسری برق نیرو برسانند و در عین امکان تأمین شبکه‌های کوچک ناحیه‌ای، احتیاج به تأسیس خطوط فشار قوی طولانی جهت انتقال برق ندارند و نیاز به هزینه زیاد احداث شبکه‌های انتقال نمی‌باشد.

ث) استهلاک کم و عمر زیاد

نیروگاه‌های خورشیدی بدلایل فنی و نداشتن استهلاک زیاد دارای عمر طولانی می‌باشند در حالی که عمر نیروگاه‌های فسیلی بین ۱۵ تا ۳۰ سال محاسبه شده‌است.

ج) عدم احتیاج به متخصص

نیروگاه‌های خورشیدی احتیاج به متخصص عالی ندارند و می‌توان آنها را بطور اتوماتیک بکار انداخت، در صورتی که در نیروگاه‌های اتمی وجود متخصصین در سطح عالی ضروری بوده و این دستگاهها احتیاج به مراقبتهای دائمی و ویژه دارند.

کاربردهای غیر نیروگاهی

کابردهای غیر نیروگاهی از انرژی حرارتی خورشید شامل موارد متعددی می‌باشد که اهم آنها عبارت‌اند از: آبگرمکن و حمام خورشیدی – سرمایش و گرمایش خورشیدی – آب شیرین کن خورشیدی – خشک کن خورشیدی – اجاق خورشیدی – کوره‌های خورشیدی و خانه‌های خورشیدی.

الف – آبگرمکن‌های خورشیدی و حمام خورشیدی

تولید آب گرم تهیه آب گرم بهداشتی در منازل و اماکن عمومی به خصوص در مکانهایی که مشکل سوخت رسانی وجود دارد استفاده کرد. چنانچه ظرفیت این سیستمها افزایش یابد می‌توان از آنها در حمامهای خورشیدی نیز استفاده نمود. تاکنون با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران تعداد زیادی آب گرمکن خورشیدی و چندین دستگاه حمام خورشیدی در نقاط مختلف کشور از جمله استان‌های خراسان – سیستان و بلوچستان و یزد نصب و راه اندازی شده‌است.

ب – گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشیدی

[[اولین خانه خورشیدی در سال ۱۹۳۹ساخته شد که در آن از مخزن گرمای فصلی برای بکارگیری گرمای آن در طول سال استفاده شده‌است.]] گرمایش و سرمایش ساختمانها با استفاده از انرژی خورشید، ایده تازه‌ای بود که در سالهای ۱۹۳۰ مطرح شد و در کمتر از یک دهه به پیشرفتهای قابل توجهی رسید. با افزودن سیستمی معروف به سیستم تبرید جذبی به سیستم‌های خورشیدی می‌توان علاوه بر آب گرم مصرفی و گرمایش از این سیستم‌ها در فصول گرما برای سرمایش ساختمان نیز استفاده کرد.

پ – آب شیرین کن خورشیدی

هنگامی که حرارت دریافت شده از خورشید با درجه حرارت کم روی آب شور اثر کند تنها آب تبخیر شده و املاح باقی می‌ماند.

سپس با استفاده از روشهای مختلف می‌توان آب تبخیر شده را تنظیم کرده و به این ترتیب آب شیرین تهیه کرد. با این روش می‌توان آب بهداشتی مورد نیاز در نقاطی که دسترسی به آب شیرین ندارند مانند جزایر را تأمین کرد.

آب شیرین کن خورشیدی در دو اندازه خانگی و صنعتی ساخته می‌شوند. در نوع صنعتی با حجم بالا می‌توان برای استفاده شهرها آب شیرین تولید کرد.

ت – خشک کن خورشیدی

خشک کردن مواد غذایی برای نگهداری آنها از زمانهای بسیار قدیم مرسوم بوده و انسان‌های نخستین خشک کردن را یک هنر می‌دانستند.

خشک کردن عبارت است از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و سایر محصولات که باعث افزایش عمر انباری محصول و جلوگیری از رشد باکتریها می‌باشد. در خشک کن‌های خورشیدی بطور مستقیم و یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی جهت خشک نمودن مواد استفاده می‌شود و هوا نیز به صورت طبیعی یا اجباری جریان یافته و باعث تسریع عمل خشک شدن محصول می‌گردد. خشک کن‌های خورشیدی در اندازه‌ها و طرحهای مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته می‌شوند.

ث – اجاقهای خورشیدی

دستگاههای خوراک پز خورشیدی اولین بار بوسیله شخصی بنام نیکلاس ساخته شد. اجاق او شامل یک جعبه عایق بندی شده با صفحه سیاهرنگی بود که قطعات شیشه‌ای درپوش آنرا تشکیل می‌داد اشعه خورشید با عبور از میان این شیشه‌ها وارد جعبه شده و بوسیله سطح سیاه جذب می‌شد سپس درجه حرارت داخل جعبه را به ۸۸ درجه افزایش می‌داد. اصول کار اجاق خورشیدی جمع آوری پرتوهای مستقیم خورشید در یک نقطه کانونی و افزایش دما در آن نقطه می‌باشد. امروزه طرحهای متنوعی از این سیستم‌ها وجود دارد که این طرحها در مکانهای مختلفی از جمله آفریقای جنوبی آزمایش شده و به نتایج خوبی نیز رسیده‌اند. استفاده از این اجاقها به ویژه در مناطق شرقی کشور ایران که با مشکل کمبود سوخت مواجه می‌باشند بسیار مفید خواهد بود....

ج – کوره خورشیدی

در قرن هجدهم نوتورا اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ساخت و بوسیله آن یک تل چوبی را در فاصله ۶۰ متری آتش زد.

بسمر پدر فولاد جهان نیز حرارت مورد نیاز کوره خود را از انرژی خورشیدی تأمین می‌کرد. متداولترین سیستم یک کوره خورشیدی متشکل از دو آینه یکی تخت و دیگری کروی می‌باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و توسط این آینه به آینه کروی بازتابیده می‌شود. طبق قوانین اپتیک هر گاه دسته پرتوی موازی محور آینه با آن برخورد نماید در محل کانون متمرکز می‌شوند به این ترتیب انرژی حرارتی گسترده خورشید در یک نقطه جمع می‌شود که این نقطه به دماهای بالایی می‌رسد. امروزه پروژه‌های متعددی در زمینه کوره‌های خورشید در سراسر جهان در حال طراحی و اجراء می‌باشد.

چ – خانه‌های خورشیدی

ایرانیان باستان از انرژی خورشیدی برای کاهش مصرف چوب در گرم کردن خانه‌های خود در زمستان استفاده می‌کردند. آنان ساختمانها را به ترتیبی بنا می‌کردند که در زمستان نور خورشید به داخل اتاقهای نشیمن می‌تابید ولی در روزهای گرم تابستان فضای اتاق در سایه قرار داشت. در اغلب فرهنگ‌های دیگر دنیا نیز می‌توان نمونه‌هایی از این قبیل طرحها را مشاهده نمود. در سالهای بین دو جنگ جهانی در اروپا و ایالات متحده طرحهای فراوانی در زمینه خانه‌های خورشیدی مطرح و آزمایش شد. از آن زمان به بعد تحول خاصی در این زمینه صورت نگرفت. حدود چند سالی است که معماران بطور جدی ساخت خانه‌های خورشیدی را آغاز کرده‌اند و به دنبال تحول و پیشرفت این تکنولوژی به نتایج مفیدی نیز دست یافته‌اند مثلاً در ایالات متحده در سال ۱۸۹۰ به تنهایی حدود ۱۰ تا ۲۰ هزار خانه خورشیدی ساخته شده‌است. در این گونه خانه‌ها سعی می‌شود از انرژی خورشید برای روشنایی – تهیه آب گرم بهداشتی – سرمایش و گرمایش ساختمان استفاده شود و با بکار بردن مصالح ساختمانی مفید از اتلاف گرما و انرژی جلوگیری شود.

در ایران نیز پروژه ساخت اولین ساختمان خورشیدی واقع در ضلع شمالی دانشگاه علم و صنعت و به منظور مطالعه و پژوهش در خصوص بهینه سازی مصرف انرژی و امکان بررسی روشهای استفاده از انواع انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی اجرا گردیده‌است.

سیستمهای فتوولتاییک

به پدیده‌ای که در اثر تابش نور بدون استفاه از مکانیزم‌های محرک، الکتریسیته تولید کند پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده‌ها استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند. سیستم‌های فتوولتائیک یکی از پر مصرف‌ترین کاربرد انرژی‌های نو می‌باشند و تاکنون سیستم‌های گوناگونی با ظرفیت‌های مختلف (۵/۰ وات تا چند مگاوات) در سراسر جهان نصب و راه اندازی شده‌است و با توجه به قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستم‌ها هر روزه بر تعداد متقاضیان آنها افزوده می‌شود. از سری و موازی کردن سلولهای آفتابی می‌توان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در نتیجه به یک مجموعه از سلولهای سری و موازی شده پنل (Panel) فتوولتائیک می‌گویند. امروزه اینگونه سلولها عموماً از ماده سیلیسیم تهیه می‌شود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می‌شود که در مناطق کویری کشور، به فراوانی یافت می‌گردد. بنابراین از نظر تأمین ماده اولیه این سلولها هیچگونه کمبودی در ایران وجود ندارد. سیستمهای فتوولتائیک را می‌توان بطور کلی به دو بخش اصلی تقسیم نمود که بطور خلاصه به توضیح آنها می‌پردازیم.


۱ – پنلهای خورشیدی:

این بخش در واقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسطه مکانیکی می‌باشد. این بخش در واقع کلیه مشخصات سیستم را کنترل کرده وتوان ورودی پنلها را طبق طراحی انجام شده و نیاز مصرف کننده به بار یا باتری تزریق و کنترل می‌کند. لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشکیل دهنده با توجه به نیازهای بار الکتریکی و مصرف کننده و نیز شرایط آب و هوایی محلی تغییر می‌کند.

۲ – مصرف کننده یا بار الکتریکی:

با توجه به خروجی DC پنلهای فتوولتائیک، مصرف کننده می‌تواند دو نوع DC یا AC باشد، همچنین با آرایشهای مختلف پنلهای فتوولتائیک می‌توان نیاز مصرف کنندگان مختلف را با توانهای متفاوت تأمین نمود. با توجه به کاهش روز افزون ذخائر سوخت فسیلی و خطرات ناشی از بکارگیری نیروگاههای اتمی، گمان قوی وجود دارد که در آینده‌ای نه چندان دور سلولهای خورشیدی به انرژی برق به‌عنوان جایگزین مناسب و بی خطر برای سوختهای فسیلی و نیروگاههای اتمی توسط بشر بکار گرفته شود.

مصارف و کاربردهای فتوولتائیک
مصارف فضانوردی و تأمین انرژی مورد نیاز ماهواره‌ها جهت ارسال پیام

روشنایی خورشیدی:

در حال حاضر روشنایی خورشیدی بالاترین میزان کاربرد سیستم‌های فتوولتائیک را در سراسر جهان دارد و سالانه دهها هزار نمونه از این سیستم در سراسر جهان نصب و راه اندازی می‌گردد، مانند برق جاده‌ها و تونلها بخصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند، تأمین برق پاسگاههای مرزی که دور از شبکه برق هستند، تأمین برق مناطقی شکاربانی و مناطق حفاظت شده نظیر جزیره‌های دور افتاده که جنبه نظامی دارند.

سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی:

انرژی مورد نیاز کلیه لوازم برقی منازل (شهری و روستایی) و مراکز تجاری را می‌توان با استفاده از پنلهای فتوولتائیک و سیستمهای ذخیره کننده و کنترل نسبتاً ساده، تأمین نمود.

سیستم پمپاژ خورشیدی:

سیستم پمپهای فتوولتائیک قابلیت استحصال آب از چاهها، قنوات، چشمه‌ها، رودخانه‌ها و ….. را جهت مصارف متنوعی دارا می‌باشد.

سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری:

اغلب ایستگاههای مخابراتی و یا زلزله نگاری در مکانهای فاقد شبکه سراسری و سخت‌گذر و یا در محلی که احداث پست فشار قوی به فشار ضعیف و تأمین توان الکتریکی ایستگاه مذکور صرفه اقتصادی و حفاظت الکتریکی ندارد نصب شده‌اند.
ماشین حساب، ساعت، رادیو، ضبط صوت و وسایل بازی کودکانه یا هر نوع وسیله‌ای که تاکنون با باطری خشک کار می‌کرده‌است یکی دیگر از کاربردهای این سیستم می‌باشد.

مثلاً ژاپن در سال ۱۹۸۳ حدود ۳۰ میلیون ماشین حساب خورشیدی تولید کرده‌است که سلولهای خورشیدی بکار گرفته در آنها مساحتی حدود ۰۰۰/۲۰ متر مربع و توان الکتریکی معادل ۵۰۰ کیلووات داشته‌اند.

نیروگاههای فتوولتائیک:

هم‌زمان با استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک در بخش انرژی الکتریکی مورد نیاز ساختمانها اطلاعات و تجربیات کافی جهت احداث واحدهای بزرگ‌تر حاصل گردید و همه اکنون در بسیاری از کشورهای جهان نیروگاه فتوولتائیک در واحدهای کوچک و بزرگ و به صورت اتصال به شبکه و یا مستقل از شبکه نصب و راه اندازی شده‌است ولی این تأسیسات دارای هزینه ساخت، راه اندازی و نگهداری بالایی می‌باشند که فعلاً مقرون به صرفه و اقتصادی نیست.

یخچالهای خورشیدی:

از یخچالهای خورشیدی جهت سرویس دهی و ارائه خدمات بهداشتی و تغذیه‌ای در مناطق دور افتاده و سخت‌گذر استفاده می‌گردد. عملکرد مناسب یخچالهای خورشیدی تا حدی بوده‌است که در طی ۵ سال گذشته بیش از ۱۰۰۰۰ یخچال خورشیدی برای کاربردهای بهداشتی و درمانی در سراسر آفریقا راه اندازی شده‌است.

سیستم تغذیه کننده پرتابل یا قابل حمل:

قابلیت حمل و نقل و سهولت در نصب و راه اندازی از جمله مزایای این سیستم‌ها می‌باشد بازده توان این سیستم‌ها از ۱۰۰ وات الی یک کیلو وات تعریف شده‌است. از جمله کاربردهای آن می‌توان به تأمین برق اضطراری در مواقع بروز حوادث غیر مترقبه، سیستم تغذیه کننده یک چادر عشایری و کمپ‌های جنگلی اشاره نمود.