جایگاه انرژی بادی در بین منابع انرژی های تجدید پذیر جهان

به گزارش زیست آنلاین، برای ادامه توسعه ی انسانی، ما در نهایت باید منابع انرژی تجدیدپذیر یا عملا پایان ناپذیری پیدا کنیم. حتی اگر تصور کنید که ذخیره ی نفت و گاز و ذغال سنگی برای صد یا هزار سال داریم، باز هم نمی توان به آن اکتفا کرد. به جز پیدا کردن راهی که بتوانیم بدون گرم شدن کره ی زمین این منابع انرژی را بسوزانیم، بعد از تخلیه ی این منابع چه اتفاقی می افتد؟

حتی ظاهرا منبع انرژی پایان ناپذیری مانند فیوژن (هم جوشی هسته ای) مقادیر بسیار بالایی حرارت زاید، تولید می کند. این گرمای اضافی به اندازه ای است که می تواند روی اکوسیستم و موجودات زنده تاثیراتی مضری داشته باشد. در واقع، ما انسان ها مشغول انجام یک آزمایش زیستی/شیمیایی در سراسر جهان هستیم و فرزندان ما، احتمالا همان سوژه های آزمایش هستند.

عادت های کنونی مصرف انرژی ما، سیاره ای کاملا متفاوت را نسبت به چیزی که خودمان می شناختیم، برای فرزندان ما و نسل های بعد به میراث می گذارد. اکنون در دوره ای هستیم که عصر تغییرات اقلیمی لقب گرفته و شاید همین حالا که این مطلب را می خوانید، حتما گرمایی را تحمل می کنید که در طول عمرتان بی سابقه بوده، این ها اولین موج های گرمای ناشی از انفجارِ انتشار گازهای گلخانه ای به جو کره زمین هستند.

یکی از حوزه هایی که سرمایه گذاری در آن می تواند، فردای سیاره ی زمین را نجات دهد، منابع انرژی تجدید پذیر است. در این مطلب به انرژی بادی می پردازیم. باد، شکلی از انرژی خورشیدی است که از گرم شدن نابرابر سطح زمین در اثر تابش خورشید به وجود می آید، به همین جهت، تا زمانی که خورشید می تابد، باد هم می وزد!

انرژی بادی در جهان

بهره برداری از انرژی بادی از چه زمانی شروع شد؟باد، مدت طولانی است که در خدمت انسان ها است. از زمان های دور، انسان ها انرژی باد را مهار کرده اند. قایق های بادبانی بیش از ۷ هزار سال قبل طول رودخانه نیل در مصر را طی می کردند، آسیاب های بادی ساده در چین، آب را پمپاژ می کردند، در حالی که آسیاب های بادی عمود محور، برای خُرد کردن دانه های غله و گندم در ایران و خاورمیانه مورد استفاده قرار می گرفتند. احتمالا ایرانیان باستان، از ماهرترین و مبدع ترین اقوام جهان در مهار انرژی بادی بوده اند. ایرانیان علاوه بر آسیاب های عمود محور، از دلو (دولاب) یا چرخ چاه برای رساندن آب چاه به مزارع استفاده می کردند. آنها همچنین از مدت ها قبل با ساختن بادگیرها (از تاریخچه بادگیرها اطلاعات دقیقی در دست نیست) از انرژی باد برای خنک کردن خانه ها و عمارت های خود بهره برده اند.

گفته می شود که آسیاب های بادی ایرانی در حدود ۵۰۰ تا ۹۰۰ سال قبل از میلاد به کار گرفته شدند. اولین طرح شناخته شده از یک آسیاب بادی، همان مدلِ عمود محور ایرانی است که با پره های عمودی از جنس از چوب ساخته می شدند و با اتصال به ستون های افقی و یک محور مرکزی به آسیاب گندم می پرداختند.

آسیاب های بادی عمود محور در چین نیز مورد استفاده قرار می گرفتند که اغلب حتی ادعا می شود که این کشور زادگاه آسیاب های بادی بوده است. اما در حالی که اعتقاد بر این است که آسیاب بادی در چین بیش از ۲۰۰۰ سال پیش اختراع شد و سپس به همه جای جهان رفت، اما اولین اسناد مربوط به آسیاب های بادی چین به قرن سیزدهم برمی گردد. در آنجا نیز کاربردهای اولیه ظاهرا آسیاب دانه ی ذرت و پمپاژ آب بوده است.

به تدریج روش های جدید استفاده از انرژی باد به سراسر جهان رفتند. در قرن شانزدهم، مردم در خاورمیانه به طور گسترده ای از آسیاب های بادی استفاده می کردند. بازرگانان و جنگجویان صلیبی این ایده را با خود به اروپا بردند. هلندی ها، معماری آسیاب های بادی را اصلاح کردند و از آن برای تخلیه آب در تالاب های رود راین استفاده کردند.

نمونه ای از آسیاب های بادی قدیمی روستای نشتیفان، شهرستان خواف در استان خراسان رضوی. این آسیاب های بادی که با نام «آس بادهای نشتیفان» شناخته می شوند، در سال ۲۰۰۲ در فهرست میراث جهانی یونسکو ثبت شد.

هنگامی که مهاجران در اواخر قرن نوزدهم این تکنولوژی را به دنیای جدید بردند، آنها شروع به استفاده از آسیاب های بادی برای رساندن آب به مزارع و مراتع کردند. آمریکایی ها از آسیاب های بادی برای خرد کردن گندم و ذرت، پمپ کردن آب و برش چوب در کارخانه های چوب بری استفاده کردند. با توسعه برق، نیروی باد کاربرد جدیدی برای روشنایی ساختمان ها پیدا کرد. در طول قرن بیستم، نیروگاه های بادی کوچک مناسب برای مزارع، خانه ها و مزارع بادی بزرگ تری که می توانستند به شبکه های برق شهری متصل شوند، توسعه یافتند.

انرژی بادی

توربین بادی چگونه کار می کند؟تیغه یا پره ی توربین بادی مانند بال هواپیما کار می کند. همانطور که هوا از هر دو طرف پره عبور می کند، شکل پره باعث می شود که فشار هوا در دو طرف پره نامتوازن شود و همین باعث چرخیدن پره ها به دورِ روتور توربین می شود. در بالای توربین های بادی، یک بادنما و بادسنج قرار می گیرد که به کامپیوتری متصل است و توربین بر اساس اطلاعات بادنما، جهت خود را به سوی باد عوض می کند.

پره ها به یک روتور متصل شده اند که در هر دقیقه در حدود ۱۸ بار می چرخد، اما این میزان دور، به اندازه ای نیست که برای تولید برق کافی باشد. بنابراین، شفت اصلی یک سری چرخ دنده ها را می چرخاند که میزان دور در دقیقه را به حدود ۱۸۰۰ افزایش می دهد و در این سرعت است که ژنراتور می تواند شروع به تولید برق کند. معمولا هر چه توربین های بادی بزرگ تر باشند یا در ارتفاعات بالاتری قرار گرفته باشند، توان بالاتری دارند.

توربین های باد چه مزیت هایی دارند؟همان طور که در ابتدا ذکر شد، مهم ترین مزیت، توربین های بادی، کاهش تاثیرات مخرب زیست محیطی است. توربین های بادی مستقیما، هیچ گونه آلودگی آب وهوایی یا زیست محیطی ندارند. به همین ترتیب، تجهیزات و ماشین آلات توربین های بادی هیچ یک از گازهای گلخانه ای مضر را که به تغییرات اقلیمی کمک می کند، منتشر نمی کنند. این عدم آلودگی باعث می شود که جمعیت هایی که در اطراف مزارع بادی ساکن هستند، از مشکلات جدی پزشکی مانند سرطان ریه یا آسم مصون باشند. علاوه بر این، حیوانات نیز در محیطی سالم تر رشد می کنند.

با توجه به اینکه انرژی باد یک منبع تجدید پذیر است و به کشتیرانی یا ذخایر زیرزمینی متکی نیست، مانع از آلودگی های غیر مستقیم ناشی از حمل و نقل می شود. انرژی بادی برخلاف بسیاری از روش ها، قادر به تولید برق بدون استفاده از آب است، به همین جهت، می تواند از آلودگی آب و کمبود انرژی ناشی از خشکسالی جلوگیری کند.

حرکت توربین های بادی

توربین های بادی به ویژه در مناطق بادخیز، می توانند در تمام ساعات شبانه روز برق تولید کنند. این امر به خصوص برای مناطق ساحلی و کوهستانی مطلوب است. همچنین می توان توربین های بادی و پانل های خورشیدی متوسط را برای به حداکثر رساندن تولید انرژی تجدید پذیر در مکان هایی با آفتاب و باد متناوب ترکیب کرد.

توربین های بادی می توانند در مکان های مختلفی با کاربردهای تجاری یا خانگی نصب شوند. تجهیزات بادی را می توان در منازل، مزارع، سکوهای دریایی و در بالای تپه های بلند نصب کرد. توربین های دریایی می توانند پایه های ثابت یا شناور داشته باشند و از جریان های مداوم بادهای اقیانوسی بهره مند شوند. در واقع، این شکل از انرژی تجدیدپذیر بسیار مقیاس پذیر است. در حالی که نیروگاه های سنتی برای تامین برق جمعیت های بزرگ طراحی شده اند، توربین ها در ابعاد مختلفی توسعه یافته اند. مدل های مختلف توربین های بادی می توانند برق یک مزرعه کوچک، یک خانه یا صدها خانه را تامین کنند.

توربین های بادی مستقیما، هیچ گونه آلودگی آب وهوایی یا زیست محیطی ندارند
مزیت دیگر توربین ها، جاگیر نبودن است. توربین های بادی بر خلاف نیروگاه های مرسوم و حتی مزارع خورشیدی، فضای زیادی را اشغال نمی کنند. و مردم می توانند به فعالیت های دیگر خود در مناطق اطراف توربین های بادی ادامه دهند. به عنوان مثال، توربین بادی می تواند در یک مزرعه با محصولات کشاورزی یا دام ها نصب شود. این مورد، به خصوص برای کشورهای کوچکی که با مشکل کمبود جا مواجه اند، می تواند اهمیت زیادی داشته باشد. به این ترتیب، توربین های بادی می توانند بدون از بین بردن زمین های کشاورزی یا زیستگاه های حیات وحش به تولید برق بپردازند.

دریانوردان باستان از بادبان برای مهار باد استفاده می کردند و کشاورزان از آسیاب های بادی برای خرد کردن دانه های غلات و گندم استفاده می کردند

با توربین های بادی در مقایسه با اکثر تکنولوژی های تولید انرژی، احتمال بسیار کمتری برای وقوع حوادث فاجعه آمیز وجود دارد. توربین های بادی متکی به سوخت هایی نیستند که باید حفر و استخراج یا در کشتی بارگیری شوند. این مورد می تواند، تا حد زیادی از خطرهای مرتبط به این تکنولوژی بکاهد. اگر چه چنین حوادثی نادر هستند، اما نیروگاه های هسته ای می توانند نشت کنند و فجایعی مانند چرنوبیل یا فوکوشیما را رقم بزنند و نواحی مسکونی و زمین های بزرگی را غیر قابل زندگی کنند یا دریاها و اقیانوس های وسیعی را آلوده کنند. استخراج گاز طبیعی هم به آلودگی آب های زیرزمینی و حتی زمین لرزه مرتبط است. اما نیروی باد، می تواند اجازه دهد که برق زیادی بدون ریسک چندانی تولید شود.

مزیت دیگر انرژی باد، اقتصادی است. صاحبان کسب وکارها، کشاورزان و دیگر صاحبان زمینی که توربین های بادی را روی زمین های خود نصب می کنند، صرفه جویی های قابل توجهی می کنند. توربین های بادی به آنها کمک می کند که بدون استفاده از مقادیر قابل توجهی زمین، زمین های خود را به لحاظ اقتصادی زنده نگه دارند. صاحبان خانه ای نیز که از توربین های بهره می برند، می توانند از پرداخت هزینه های ماهانه برق پرهیز کنند و صرفه جویی زیادی در هزینه های برق خود کنند.

ظرفیت انرژی بادی در جهان

انرژی باد تقریبا در همه جای زمین در دسترس است؛ اما پیرامون میزان سازگاری و نیروی باد، تفاوت های وجود دارد. یک برآورد نشان می دهد که ۱ میلیون گیگاوات انرژی بادی در کل زمین وجود دارد و اگر فقط ۱ درصد از این زمین ها از نیروی باد بهره برداری کنند، می توان تمامی تقاضای جهانی برق را تامین کرد. اگرچه اکثر انرژی باد در حال حاضر در خشکی ها به دست می آید، اما به محبوبیت مزارع بادی دریایی به عنوان یک منبع بزرگ با اثرات زیست محیطی کمتری (به ویژه با توجه به آلودگی صوتی و بصری) افزوده می شود. ظرفیت تولید انرژی بادی جهان در اواخر سال ۲۰۱۵ به ۴۳۵ گیگاوات رسید، حدود ۷ درصد کل ظرفیت تولید برق جهان.

مقایسه انرژی بادی

سه کشور از بزرگ ترین تولیدکنندگان برق از انرژی بادی، کشورهای چین ایالات متحده آمریکا و آلمان هستند. چین با ظرفیت نصب شده ی بیش از ۱۵۶٫۷ گیگاوات برق در سال ۲۰۱۶، زیادترین تولید برق از انرژی بادی در جهان را داشته است. این کشور سرمایه گذاری های عظیمی در بخش انرژی تجدیدپذیر و به خصوص انرژی بادی انجام داده است. بر اساس گزارش انجمن انرژی بادی جهان، بازار انرژی بادی چین بزرگترین بازار جهانی است که ۵۲ از سهم بازار جهانی را در بر می گیرد. چین قصد دارد، قبل از پایان سال ۲۰۲۰ ظرفیت ۱۰ گیگاوات برق از توربین های دریایی به شبکه برق خود اضافه کند. چین بر اساس گزارش شورای جهانی انرژی باد، از این لحاظ در رتبه سوم قرار داشت.

کشورهای چین، ایالات متحده آمریکا و آلمان، در بین کشورهای جهان؛ بالاترین ظرفیت تولید انرژی بادی را در اختیار دارند

ایالات متحده آمریکا، دومین تولیدکننده انرژی باد است که ظرفیت نصب شده آن به ۸۲٫۱ گیگاوات در پایان سال ۲۰۱۶ می رسید. بر اساس گزارش امسال انجمن انرژی بادی آمریکا، بیش از ۱۴۰۰۴ مگاوات پروژه انرژی بادی در دست احداث است و ۱۱۸۱۵ مگاوات هم از این پروژه ها در آستانه شروع به کار هستند. ایالات متحده در سال ۲۰۱۷، دارای بیش از ۵۲ هزار توربین بادی تجاری در بیش از ۴۲ ایالت و همچنین در کشورهای گوام و پورتوریکو بود. اواسط سال گذشته بود که شرکت Xcel Energy اعلام کرد که قصد احداث ۱۱ مزرعه بادی در ۱۱ ایالت این کشور را با ظرفیتی ۳٫۳۸ گیگاواتی دارد.

آلمان با نصب ۵۰ گیگاوات برق بادی در سال ۲۰۱۶، سومین کشور جهان در زمینه انرژی بادی لقب گرفت. اداره ی فدرال انرژی آلمان، بوندسنتزاگنتور، مناقصه ای را برای پروژه های انرژی بادی با ظرفیت ۱ گیگاوات اعلام کرد. این کشور قصد دارد که ظرفیت انرژی بادی خود را از طریق مناقصه ها تا سال ۲۰۱۹، سالانه به ۲٫۸ گیگاوات افزایش دهد. آلمان، یکی از کشورهای پیشگام اتحادیه اروپا از لحاظ انرژی های تجدیدپذیر است و به موجب قانون انرژی تجدید پذیر، مزارع بادی از سوبسید های دولتی بهره مند می شوند.

ظرفیت انرژی بادی در ایران

از زمان نصب توربین های بادی در ایران، تولید انرژی بادی رشد چشمگیری داشته است. توربین های بادی ایران عمدتا با کمک گروه صنعتی سدید و همکاری و سرمایه گذاری های شرکت های خارجی از جمله شرکت هندی سازلن انرژی و شرکت زیمنس آلمان ساخته و راه اندازی شده اند.

در سال ۲۰۰۴، تولید برق از انرژی بادی در ایران تنها ۲۵ مگاوات بود. اما یک سال بعد، این میزان به ۳۲ مگاوات افزایش یافت و در سال ۲۰۰۶ به ۴۵ مگاوات رسید. خوشبختانه با افزایش تولید پایدار برق، ایران به سرمایه گذاری در مزارع بادی ادامه داده است. در سال ۲۰۰۹، ظرفیت تولید برق حاصل از انرژی بادی به ۱۳۰ مگاوات افزایش یافت.

یکی از بهترین نیروگاه های بادی ایران در منطقه بادخیز منجیل در استان گیلان ساخته شده که به سبب بادهای تند موسوم به «هفت باد منجیل» مشهور است

این نتیجه ساخت مزارع بادی بزرگ تر در مناطق ساحلی و بادخیز مانند منجیل در استان گیلان و بینالود در خراسان رضوی بود. شورای جهانی انرژی باد، با رشد سریعی در بخش انرژی باد، ایران در حال حاضر در رتبه ۳۰ جهان به لحاظ تولید انرژی بادی قرار دارد. اما با وجود پیشرفت قابل توجه صنعت انرژی بادی در کشور، مجموع کل ۱۵۰ مگاوات برق تولیدی از انرژی بادی، هنوز بخش کوچکی از برق مصرفی سالانه ایران را تشکیل می دهد که حدود ۳۳ هزار مگاوات است.

واقعیت این است که ایران هنوز به شدت وابسته به سوخت های فسیلی است و این سوخت ها تقریبا تمام برق کشور را تامین می کنند. و با وجود دورنمای مثبتی که در این حوزه دیده می شود، احتمالا شاهد رکود ایران در زمینه ی صنایع پاک و ارزان و منابع انرژی تجدیدپذیر خواهیم بود. در واقع، با وجودی که سرمایه گذاری های اخیر از تمایل بالا برای سرمایه گذاری در این صنعت خبر می دهد، اما با وجود تحریم های بین المللی اخیر که در پی خروج آمریکا از توافق برجام اتفاق افتاد، صنعت نوظهور انرژی بادی کشورمان به مشکلاتی عدیده ای برخواهد خورد.

مورد دیگر اینکه، حتی ممکن است که ایران، ظرفیت فعلی برق تولیدی از انرژی بادی را هم از دست بدهد. در واقع، زیادتر توربین های بادی هر ۱۰ تا ۱۵ سال نیاز به تعمیرات عمده ای دارند و اگر به درستی نگهداری نشوند، دیگر کار نخواهند کرد. با توجه به اینکه، تهیه قطعات یدکی در آینده، دشوارتر خواهد شد، متاسفانه چشم انداز این صنعت، تیره خواهد بود.

آینده انرژی بادی: آیا در همه جای دنیا توربین های بادی خواهیم دید؟انرژی باد همچنان یکی از امیدوارکننده ترین منابع انرژی تجدیدپذیر است. در طول دهه گذشته، صنعت انرژی بادی رشد چشمگیری داشت و مزارع باد در سراسر جهان نصب شدند. در حال حاضر منبع انرژی تجدید پذیر، بهترین رقیب نیروگاه های سوخت فسیلی هستند، حتی در برخ نقاط جهان، این انرژی پاک و ایمن، ارزان تر از ذغال سنگ است.

همه ی شواهد نشان می دهد که احتمالا در آینده، توربین های زیادتری در نقاط مختلف جهان خواهیم دید. به باور تحلیل گران، حتی اگر با رشد انرژی بادی روندی که برنامه ریزی شده پیش نرود، بازهم توربین های بادی در سال های آینده گسترش خواهند یافت.

اما این بدین معنا نخواهد بود که توربین های بادی در همه جا به چشم خواهند خورد. مخالفان انرژی بادی، ادعا می کنند که توربین های بادی، جلوه ی طبیعت را خدشه دار می کنند. هرچند در مقابل، موافقان انرژی بادی هم مدعی هستند که توربین های بادی به جذابیت های طبیعت خواهند افزود. بنابراین تاحدی منطقی است که تصور کنیم، دیدن توربین های چرخان بادی تقریبا در همه جا، ترسناک است و اینکه مناظر کوهستانی و زمین های کشاورزی دیگر هیچ گاه مانند گذشته نخواهند بود.

اما، احتمال اینکه شاهد افزایش توربین های بادی دریایی باشیم، بسیار بالاست. تکنولوژی انرژی بادی دریایی به سرعت در حال افزایش است و پتانسیل تولید برق از انرژی بادی در دریاهای آزاد به مراتب زیادتر از خشکی است. به این ترتیب، احتمال زیادتری وجود دارد که در آینده ای نزدیک هرگاه که از پنجره هواپیما به بیرون نگاه کنیم، توربین های بادی را در دریاهای وسیع ببینیم.

البته، در این شکی نیست که توربین های بادی در نواحی بادخیز، به شدت افزایش خواهند یافت. اما به دور از مخالفت ها با چنین پیشرفت هایی، اکثر مردم محلی با کمال میل توربین های بادی را پذیرفته اند. مزارع بادی می توانند به خصوص برای شهرهای صنعتی روبه زوال و متکی به نفت که بدون انرژی بادی، قطعا با رکورد اقتصادی مواجه می شوند، رفاه افتصادی را به همراه داشته باشد.

مزارع بادی به همان میزانی که به نفع اقتصاد محلی هستند، برای محیط زیست هم مفیدند. علاوه بر این، در آینده نزدیک شاهد تولید انبوه توربین های بادی کوچک تر و قابل حمل خواهیم بود که می توانند به جز کسب وکارهای کوچک برای مصارف شخصی هم مورد استفاده قرار گیرند. از این رو، در آینده احتمالا دیدن توربین بادی در حیاط خلوت همسایه به امری عادی بدل می شود. توربین های بادی ممکن است که با مجتمع های مسکونی و آسمان خراش ها نیز ادغام شوند. بنابراین، آینده مملو از توربین بادی است و همه جا توربین بادی خواهیم دید!/ تجدید پذیر ها

https://zistonline.com/vdce7p8f.jh8vei9bbj.html