همزمان با افزايش نگرانيها درباره تامين انرژي آينده، باد ارزشمندتر ميشود
انرژي که با باد ميآيد
جام جم آنلاين: امسال بار ديگر شهر بن آلمان شاهد برگزاري يازدهمين كنفرانس انرژي بادي جهاني و نمايشگاه 2012 WWEC بود. اين كنفرانس امسال با موضوع «برق جامعه، برق شهروندان» و با هدف ارائه آخرين دانش در زمينه بهرهبرداري از انرژي باد، تكنولوژي توربين و به طور كلي انرژيهاي نو برگزار شد و به توسعه و مالكيت پروژههاي انرژي نو توسط شهروندان بومي شامل كشاورزان و تاسيسات محلي اختصاص داشت.
در ميان شركتكنندگان نمايندگاني از جانب نواحي محلي، منطقهاي، دولتي و ملي، سازمانهاي بينالمللي، جامعه توسعهدهندگان مزرعه بادي مهندسان و توليدكنندگان توربين بادي حضور داشتند.
لزوم توجه به انرژي باد در حالي روز به روز در حال گسترش است كه تقريبا تمامي كشورهاي جهان نگران چگونگي تامين انرژي خود در آينده هستند. در چنين شرايطي چين و آمريكا به فكر ساخت نيروگاههاي جديد اتمي هستند، اما اغلب كشورها بخصوص بعد از فاجعه نيروگاه اتمي فوكوشيماي ژاپن در پي توسعه بهرهبرداري از انرژيهاي ديگر بويژه انرژيهاي تجديدپذير برآمدهاند.
به همين دليل شوراي بينالمللي تغييرات آب و هوايي (IPCC) پيشبيني ميكند تا سال ۲۰۵۰ انرژيهاي تجديدپذير ميتواند سهم قابل توجهي از انرژيهاي مورد نياز جوامع مختلف بشري را تامين كند. پيششرط رسيدن به اين هدف آن است كه شرايط استفاده از انرژيهاي تجديدپذير، مانند انرژي بادي، آبي و خورشيدي تا آن سال تا حد مطلوبي مهيا شده باشد. البته اين شورا معتقد است حتي تا آن زمان هم نميتوان به طور كامل از انرژيهاي فسيلي چشمپوشي كرد.
به گفته كارشناسان، از نظر علمي هيچ مشكلي براي تأمين نياز به انرژي از طريق انرژيهاي تجديدپذير وجود ندارد. در واقع براي محدود كردن افزايش گرماي كره زمين تا حدود 2 درجه سانتيگراد بايد ۵۶۰ ميليارد تن از انتشار گاز دياكسيدكربن كاهش يابد و از نظر فني اين توانايي وجود دارد كه با استفاده از انرژيهاي تجديدپذير بتوان به اين هدف رسيد.
توربينهايي كه از زمين سبز ميشود
باد يكي از مظاهر انرژي خورشيدي و همان هواي متحرك است. پيوسته جزء كوچكي از تابش خورشيد كه از خارج به اتمسفر ميرسد، به انرژي باد تبديل ميشود. گرم شدن زمين و جو آن به طور نامساوي سبب توليد جريانهاي همرفت (جابهجايي) ميشود و نيز حركت نسبي جو نسبت به زمين سبب توليد باد است.
بهرهگيري از انرژي باد روزبهروز در سراسر جهان گسترش بيشتري پيدا ميكند. در حال حاضر در اروپا، در كشورهاي دانمارك و اسپانيا ۲۰ درصد برق مورد نياز از انرژي باد تأمين ميشود و در آلمان اين رقم به 10 درصد ميرسد. در حال حاضر در ميان كشورهاي مختلف جهان چين پيشتاز است، چراكه نيمي از نيروگاههاي تازهتأسيس در سال گذشته ميلادي در نقاط مختلف اين كشور بنا شد. چين در زمينه بهرهبرداري از انرژي باد از آمريكا و آلمان نيز پيشي گرفته است. البته با توجه به سرمايهگذاري كلان آلمان در توسعه نيروگاههاي بادي، پيشبيني ميشود كه اين نيروگاهها تا سال ۲۰۲۰ ميلادي ۲۰ تا ۲۵ درصد برق مورد نياز اين كشور را تامين كند. به طور كلي بايد گفت 3 درصد نياز جهاني به برق در نيروگاههاي بادي توليد ميشود. پيشبيني ميشود ظرفيت توليد اين نيروگاهها بزودي از ظرفيت توليد برق در نيروگاههاي اتمي فراتر رود. كما اين كه براساس گزارش اتحاديه جهاني انرژي باد (WWEA) سال گذشته نيروگاههاي بادي جديدي با ظرفيت ۴۰ گيگاوات در سراسر جهان تاسيس شده است. به اين ترتيب، ظرفيت توليد برق در نيروگاههاي بادي تا پايان سال ۲۰۱۱ ميلادي به ۲۳۷ گيگاوات رسيده است. ضمن آن كه در يك سال گذشته ظرفيت توليد برق در نيروگاههاي بادي ۴۰ گيگاوات بيشتر شده است كه اين رقم برابر با ظرفيت توليد برق در ۲۸۰ نيروگاه اتمي است.
همه اين آمار و ارقام نشان ميدهد توسعه نيروگاههاي بادي در سراسر جهان شتاب قابل توجهي گرفته و رشد سالانه آنها به طور متوسط به ۲۰ درصد بالغ ميشود. ضمن آن كه براساس پيشبيني اتحاديه جهاني انرژي باد، ظرفيت نيروگاههاي بادي تا سال ۲۰۲۰ ميلادي با افزايشي چهار برابر به بيش از يكهزار گيگاوات خواهد رسيد.
منبع ارزان انرژي
انرژي باد با محيط زيست سازگار است. البته مهمترين دليل توسعه نيروگاههاي بادي ارزان بودن قيمت برق توليد شده در اين نيروگاههاست. به گفته اشتفان گزنگر، مدير اتحاديه جهاني انرژي باد، نرخ هر كيلووات ساعت برق توليد شده در نيروگاههاي بادي مدرن كه در خشكي نصب و تأسيس شده است، پنج تا ده سنت است. اين در حالي است كه برق توليد شده در نيروگاههاي فسيلي اروپا حدود هفت سنت تمام ميشود. همين موضوع باعث شده تا انرژي باد يكي از مناسبترين و مقرون بهصرفهترين منابع انرژي كره زمين باشد.
هرچند انرژي باد يكي از ارزانترين منابع توليد برق است، اما ساخت نيروگاههاي بادي در درجه نخست نيازمند حمايت دولت است و بدون شك پرداخت وامهاي مناسب و مشخص كردن قيمت نهايي برق توليد شده، نقش مهمي در تشويق سرمايهگذاران دارد. در واقع براي تأسيس نيروگاههاي بادي سرمايه اوليه تاسيس نقش مهمي دارد. تأمين اين هزينه اوليه در كشورهاي كمتر توسعهيافته بزرگترين مشكل محسوب ميشود و به دليل هزينه بالاي نصب توربينهاي بادي بسياري از كشورهاي آفريقايي تمايلي به تاسيس نيروگاههاي بادي ندارند.
كشور ما هم ازجمله مناطقي محسوب ميشود كه اگرچه گفته ميشود تقريبا در تمامي شهرهاي آن امكان استفاده از انرژي خورشيدي وجود دارد، اما انرژي باد هم ازجمله منابعي است كه بسياري از هموطنان ما ميتوانند با استفاده درست از آن مقادير قابل توجهي از نياز خود به انرژي را تامين كنند و به اين ترتيب كمترين وابستگي را به سوختهاي فسيلي داشته باشند. حالا كه طبيعت براي ما كم نگذاشته و پتانسيل استفاده گسترده از منابع انرژي تجديدپذير در جاي جاي كشور ما فراهم شده است خوب است كه ما هم با ديگر ساكنان كره خاكي در نهضت استفاده از انرژيهاي سبز همراه باشيم.
از آسياب تا توربينهاي بادي
بشر از زمانهاي بسيار دور انرژي باد را به شيوههاي مختلف به كار گرفته است. آنطور كه در اسناد و منابع مختلف آمده، ايرانيان اولين كساني بودند كه حدود 200 سال پيش از ميلاد مسيح براي آردكردن غلات از آسيابهاي بادي استفاده كردهاند و آثار آن حتي امروزه در نواحي خواف و تايباد در شرق كشور به چشم ميخورد. همچنين مصريان باستان از نيروي باد براي راندن كشتيهاي خود روي رودخانه نيل استفاده ميكردند و در قرن هفدهم ميلادي، مردم هلند با بهبود طراحي پايه آسيابهاي بادي، گام بزرگي در اين مسير برداشتند. بعدها استفاده از توربينهاي بادي با محور قائم در سراسر كشورهاي اسلامي معمول شده و سپس دستگاههاي بادي با محور قائم با ميلههاي چوبي توسعه يافت و امروزه نيز ممكن است در برخي از كشورهاي خاورميانه چنين دستگاههايي يافت شود. اگرچه اوايل از انرژي باد در قالب آسيابهاي بادي براي آسياب گندم و ذرت، پمپكردن آب و قطع درختان استفاده ميشد، اما امروزه از انرژي باد غالبا در توليد برق با استفاده از توربينهاي بادي بهرهگيري ميشود.
در قرن 13، فناوري اين نوع توربينها توسط سربازاني كه از جنگهاي صليبي برميگشتند به اروپا منتقل شد. هلنديها فعاليت زيادي در توسعه دستگاههاي بادي داشتند، به طوري كه در اواسط قرن نوزدهم حدود 9 هزار ماشين بادي براي اهداف مختلف مورد استفاده قرار ميگرفته است. در شرايطي كه همزمان با انقلاب صنعتي در اروپا استفاده از ماشينهاي بادي رو به كاهش گذاشت، انرژي باد در ايالات متحده از سال 1854 مورد توجه قرار گرفت. البته اولين توربينهاي بادي در آغاز قرن بيستم ساخته شد و آمريكاييها موفق شدند بزرگترين ماشين بادي را در زمان جنگ جهاني دوم بسازند. مهندسان شوروي سابق نيز در سال 1931 ماشيني بادي با محور افقي به كار انداختند. طراحي و ساخت اين توربينها در طول زمان و در مناطق مختلف گسترش يافت. در حال حاضر فعالترين كشورها در زمينه استفاده از انرژي باد، آلمان، ايتاليا، آمريكا، دانمارك و هند هستند.
به طور كلي اين توربينها انرژي جنبشي باد را به توان مكانيكي تبديل ميكنند كه اين توان مكانيكي از طريق شفت به ژنراتور انتقال پيدا كرده و در نهايت انرژي الكتريكي توليد ميشود. توربينهاي بادي بر اساس يك اصل ساده كار ميكنند؛ انرژي باد دو يا سه پرهاي را كه به دور روتور توربين بادي قرار گرفتهاند به چرخش در ميآورد و برق، توسط ژنراتور، توليد ميشود.
بهاره صفوي / گروه دانش