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 )