نوشته‌ها

رصد تحولات در چشم‌انداز انرژی‌های تجدیدپذیر آفریقای جنوبی

 

این مقاله به رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی پرداخته و چالش‌های مربوط به نوسانات تولید برق بادی در زمستان به دلیل عبور جبهه‌های سرد، و همچنین تاثیر آن بر تقاضای برق را توضیح می‌دهد.

 

برنامه تامین انرژی تجدیدپذیر آفریقای جنوبی با مشارکت بخش خصوصی، موجب افزایش تولید برق بادی شده است.

روزنامه دیلی ماوریک از مزارع بادی Brandvalley و Rietkloof در منطقه Karoo بازدید کرد که در حال ساخت هستند. هر یک از این مزارع پس از تکمیل، قادر خواهند بود سالانه حدود ۵۹۰ گیگاوات ساعت انرژی تولید کنند.

غول‌های سفید دست‌ساز مزارع بادی Brandvalley و Rietkloof، تضادی خیره‌کننده با چشم‌انداز ناهموار و خالی از سکنه Karoo ایجاد کرده‌اند. این پروژه‌های خواهر در امتداد مرز بین استان‌های کیپ غربی و کیپ شمالی، درست در کنار جاده R354 که شهرهای Matjiesfontein و Sutherland را به هم متصل می‌کند، قرار دارند.

پس از تکمیل، هر مزرعه بادی دارای 32 توربین بادی Vestas V150-4.5MW خواهد بود که قادر به تولید حدود 590 گیگاوات ساعت انرژی در سال است. این امر به هر پروژه اجازه می‌دهد سالانه حدود 183000 خانوار را تامین انرژی کند و در عین حال از انتشار تقریباً 620,000 تن معادل CO2 در هر سال جلوگیری کند.

1.1 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

عکس : در حال ساخت در نیروگاه بادی Brandvalley: تصویری از یک توربین بادی در حال تکمیل. (عکس: تامسین متلرکمپ)

 

مزارع بادی Brandvalley و Rietkloof بخشی از گروهی از پروژه‌هایی هستند که در فوریه ۲۰۲۳ تحت پنجره مزایده ۵ برنامه تامین انرژی تجدیدپذیر آفریقای جنوبی با مشارکت بخش خصوصی (REIPPP) به مرحله تامین مالی نهایی رسیدند. انتظار می‌رود هر دو پروژه در سه ماهه چهارم سال جاری به صورت تجاری به بهره‌برداری برسند.

2 fb30ae - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

تیغه یک توربین بادی توسط جرثقیل در نیروگاه بادی Brandvalley بلند می‌شود. (عکس: تامسین متلرکمپ)

 

 

3 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

کارگران در پایه‌ی یک توربین بادی در حال ساخت در نیروگاه بادی Brandvalley. کارگران سمت راست با استفاده از طناب‌های بلند، زاویه تیغه‌ای را که توسط جرثقیل بلند می‌شود، تنظیم می‌کنند. (عکس: تامسین متلرکمپ)

توسعه بخش تولید برق بادی در آفریقای جنوبی

در سال‌های اخیر، بخش انرژی‌های تجدیدپذیر آفریقای جنوبی با سرعت زیادی گسترش یافته است. انبوهی از پروژه‌های ساختمانی ظرفیت تولید برق از طریق انرژی خورشیدی و بادی را افزایش داده است.

شرکت Eskom گزارش داد که از تاریخ ۱ ژوئن ۲۰۲۳ تا ۳۱ می ۲۰۲۴، ۱۱.۴ تراوات ساعت انرژی از مزارع بادی خصوصی تحت برنامه REIPPPP خریداری کرده است. در حال حاضر ۴۰ مزرعه بادی تحت این برنامه وجود دارد که ۳۴ مورد از آنها با ظرفیت مشترک ۳۳۵۷.۳ مگاوات در حال بهره‌برداری تجاری هستند. شش مزرعه بادی دیگر نیز در حال ساخت می‌باشند.

4 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

نیروگاه بادی Brandvalley در حال ساخت در سایتی در امتداد مرزهای کیپ غربی و کیپ شمالی. (عکس: تامسین متلرکمپ)

 

نوسان در میزان تولید برق بادی در آفریقای جنوبی

شرکت Eskom اعلام کرده است که میزان برقی که روزانه توسط انرژی بادی وارد شبکه برق آفریقای جنوبی می‌شود، بسیار متغیر است. بالاترین میزان ثبت‌شده تولید برق بادی در یک روز، ۳۱۰۰ مگاوات بوده است، در حالی که این میزان می‌تواند تا حدود ۲۰۰ مگاوات نیز کاهش یابد.

این بخش اطلاعات تکمیلی راجع به نوسانات تولید برق بادی در آفریقای جنوبی ارائه می‌دهد و با متن قبلی در مورد توسعه این بخش مرتبط است.

نوسانات فصلی در تولید برق بادی

بر اساس گفته‌های Eskom، «به دلیل نصب بیشتر ژنراتورهای بادی در امتداد مناطق ساحلی کیپ، در تولید برق بادی آفریقای جنوبی، قطعاً فصل‌بندی وجود دارد. در تابستان، تولید برق بادی در طول شب به شدت کاهش می‌یابد و در زمان غروب آفتاب به حداکثر میزان خود در طول روز می‌رسد.»

«این امر به دلیل بادهای قوی دریایی است که به سمت غروب آفتاب می‌وزند و ناشی از اختلاف دما بین خشکی و دریا است. این الگو تقریباً به طور کامل با الگوی تقاضای برق کشور مطابقت دارد، زیرا بالاترین تقاضا در عصر و حوالی غروب آفتاب است.»

این متن جزئیات بیشتری را در مورد دلایل نوسانات روزانه تولید برق بادی ارائه می دهد و همچنین به ارتباط بین این نوسانات و تقاضای برق کشور اشاره می کند.

5 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

بادسنج و جهت‌یاب باد در بالاترین نقطه توربین بادی نیروگاه Brandvalley، بر روی محفظه (محل قرارگیری تجهیزات) یا بالای دکل نصب شده‌اند. (عکس: تامسین متلرکمپ)

چالش‌های تولید برق بادی در زمستان

متاسفانه، میزان تولید برق بادی در زمستان تحت تاثیر جبهه‌های سردی است که از مناطق کیپ عبور می‌کنند. قبل از رسیدن جبهه سرد، بادهای شدید می‌وزند و این امر به طور قابل توجهی خروجی تولید برق بادی را افزایش می‌دهد. با عبور جبهه سرد از مناطق کیپ، حوضه کم‌فشار پشت این جبهه باعث کاهش شدید تولید برق بادی می‌شود.

موسسه Eskom گزارش می‌دهد که: «این خروجی بالا به دنبال خروجی پایین اغلب طی ۳۶ تا ۴۸ ساعت اتفاق می‌افتد و با رسیدن هوای سرد به گائوتنگ همزمان می‌شود. بنابراین، علاوه بر تامین تقاضای اضافی ناشی از هوای سرد، باید کمبود ناشی از کاهش تولید برق بادی را نیز جبران کند.»

6 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

عکس : هاب روتور یک توربین بادی در مزرعه بادی برندوالی. توپی روتور پره ها را نگه می دارد و آنها را به محور اصلی توربین بادی متصل می کند. (عکس: Tamsin Metelerkamp)

غول‌های بادی مقاوم

شرکت Red Rocket Energy، تولیدکننده مستقل انرژی و مسئول این پروژه‌ها، اعلام کرده است که توربین‌های بادی در مزارع بادی Brandvalley و Rietkloof دارای عمر مفید حداقل ۲۰ ساله هستند، اما بسته به شرایط خاص محل، می‌توانند تا ۳۰ سال یا بیشتر عمر کنند.

بزرگی قطعات تشکیل دهنده هر توربین بادی، افراد حاضر در محل را بسیار کوچک نشان می‌دهد. به گفته اولوین هوفمان، رئیس بخش مدیریت پروژه، تدارکات و ساخت‌وساز در شرکت Red Rocket Energy، طول هر تیغه تقریباً ۷۴ متر و قطر کامل روتور برای یک سازه کامل ۱۵۰ متر است. همچنین ارتفاع محل اتصال پره‌ها (هاب) ۹۰ متر و ارتفاع نوک تیغه‌ها ۱۶۵ متر می‌باشد.

7 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

عکس : تیغه یک توربین بادی در مزرعه بادی برندوالی. (عکس: Tamsin Metelerkamp)

 

8 - رصد تولید برق بادی با مطالعه موردی نیروگاه بادی در آفریقای جنوبی

عکس : اولوین هافمن، رئیس پروژه، مدیریت تدارکات و ساخت و ساز در Red Rocket Energy، در مقابل تیغه یک توربین بادی در مزرعه بادی برندوالی. (عکس: Tamsin Metelerkamp)

 

هافمن گفت: جرثقیل مورد استفاده برای بلند کردن پره ها در بالای توربین ها باید دمونتاژ شود و با استفاده از 25 کامیون حمل و نقل شود.

 

در حالی که تعداد کارکنان شاغل در سایت های مزرعه بادی در طول فرآیند ساخت و ساز متفاوت است، در این مرحله به طور متوسط ​​روزانه 600 کارمند در هر سایت وجود دارد. بیش از 25 درصد از این کارکنان از جوامع اطراف پروژه ها هستند.

بر اساس گفته های شرکت انرژی رد راکت، نگرانی مهمی که کار در سایت های برندولی و ریتکلوف را هدایت می کند، اطمینان از طراحی، ساخت و بهره برداری از تمام سازه ها مطابق با قوانین ملی و بین المللی، دستورالعمل ها و بهترین روش های موجود برای محافظت از محیط زیست و حفظ تنوع زیستی است.

این پروژه ها از طریق فرآیندهای ارزیابی تأثیر زیست محیطی مجوز معتبر زیست محیطی دریافت کرده اند.

شرکت رد راکت توضیح داد: «این پروژه ها برای دستیابی به رویکرد “بدون کاهش خالص” [در زمینه] تنوع زیستی، به ویژه برای گونه های در معرض خطر و اکوسیستم ها تلاش می کنند. اگرچه تأثیرات پرندگان را نباید به تنهایی در نظر گرفت، اما این تأثیرات از طریق مجوزهای زیست محیطی (EA) و برنامه های مدیریت زیست محیطی (EMPr) پروژه ها به شدت مورد نظارت و مدیریت قرار می گیرند.»

«هر دو نیروگاه بادی برندولی و ریتکلوف برای کاهش تأثیر بر پرندگان، از تیغه های توربین با الگوی خاص به عنوان اولین سطح کاهش آسیب استفاده کرده اند. علاوه بر این، نیروگاه بادی برندولی از فناوری پیشرو در صنعت به نام سیستم خاموش شدن خودکار بر اساس تقاضا استفاده خواهد کرد… سایر اقدامات تکنولوژیکی زیست محیطی در محل شامل اجرای روشنایی فعال با حسگر برای کاهش تأثیرات بصری در شب طبق مقررات هواپیمایی کشوری است.»

نویسنده : دپارتمان خبری آرا نیرو 

 

 

 

 

 

 

 

ناترازی برق همسایگان ایران

قسمت اول؛ عراق

 

ناترازی برق به عدم تعادل بین تولید و مصرف برق اشاره دارد. به عبارت دیگر، زمانی که تقاضا برای برق از عرضه آن بیشتر باشد.

شرکت ره آورد آرا نیرو تصمیم دارد در یک رشته مقاله به واکاوی ناترازی برق در ایران و همسایگان خود بپردازد و درنهایت راهکاری مهندسی شده برای گذر از ناترازی در برق ارائه دهد. با ما همراه باشید.

 

وضعیت ناترازی در عراق:

عراق با ناترازی قابل توجهی در برق روبرو است. تقاضا برای برق در این کشور به طور فزاینده ای در حال افزایش است، در حالی که ظرفیت تولید برق به اندازه کافی برای پاسخگویی به این تقاضا افزایش نیافته است.

 

چالش های صنعت برق عراق کمبود تولید، فرسودگی و کمبود تجهیزات در نیروگاه های برق، وابستگی به واردات گاز از ایران، ناتوانی در تامین کامل نیازهای داخلی، قطعی برق به خصوص در فصل های گرم سال که در مناطق مختلف شدت های متفاوتی دارد و اثرات منفی بر زندگی روزمره و فعالیت های اقتصادی گذاشته است.

Direct Cost of Electricity Shortage on Iraqs GDP 2007 2020 Authors analysis - ناترازی برق همسایگان ایران

source:https://www.researchgate.net/

دلایل ناترازی:

 

کمبود سرمایه گذاری:

کمبود سرمایه گذاری در بخش برق، منجر به فرسودگی تجهیزات و ناکارآمدی شبکه برق شده است.

 

البته فساد در بخش برق، که مانع استفاده بهینه از منابع و سرمایه گذاری ها شده است و حملات تروریستی به تاسیسات برق، نیز از چالش های مهم در عراق است.

 

رشد جمعیت عراق نیز از عوامل دیگر این ناترازی است که گرمای هوا، منجر به افزایش استفاده از کولرهای گازی در بخش مسکونی و به تبع آن افزایش تقاضا برای برق در فصل های گرم سال می‌شود.

 

عواقب ناترازی برق، قطعی برق و آسیب به اقتصاد و به تبع آن نارضایتی عمومی است.

 

راه حل های ناترازی:

افزایش سرمایه گذاری: 

دولت عراق باید در بخش برق سرمایه گذاری بیشتری کند تا ظرفیت تولید برق را افزایش دهد.

 

توسعه خطوط انتقال برق: 

دولت عراق باید خطوط انتقال برق را توسعه دهد تا پایداری شبکه برق را افزایش دهد.

افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر: 

دولت عراق باید از منابع انرژی تجدیدپذیر، مانند نیروگاه خورشیدی و نیروگاه بادی، بیشتر استفاده کند.

Lincoln AggregationGraphic1 TownEversource - ناترازی برق همسایگان ایران

source:https://www.masspowerchoice.com/

بهینه سازی مصرف: 

دولت عراق باید با برنامه های آموزشی و تشویقی، مردم را به مصرف بهینه برق تشویق کند.

 

چشم انداز:

حل کامل مشکل ناترازی برق در عراق به زمان و سرمایه گذاری قابل توجهی نیاز دارد. انتظار می رود که با اجرای راه حل های ذکر شده، ناترازی برق در سالهای آینده به تدریج کاهش یابد.

 

جزئیات تقاضای برق در عراق:

 

عوامل موثر:

 

جمعیت عراق حدود 40 میلیون نفر است و به طور فزاینده ای در حال افزایش است. افزایش جمعیت، منجر به افزایش تقاضا برای برق در عراق شده است.

رشد اقتصادی عراق در سال های اخیر به طور متوسط ​​4% بوده است. رشد اقتصادی، منجر به افزایش تقاضا برای برق در بخش های مختلف اقتصادی شده است.

عراق در منطقه ای گرم و خشک واقع شده است. استفاده از کولرهای گازی در فصل های گرم سال، منجر به افزایش تقاضا برای برق می شود.

 

میزان تقاضا:

تقاضا برای برق در عراق در حال حاضر حدود 25 گیگاوات است. پیش بینی می شود که تقاضا برای برق در عراق در سال های آینده به طور متوسط ​​5% در سال افزایش یابد.

ظرفیت تولید برق در عراق در حال حاضر حدود 15 گیگاوات است. کمبود تولید برق، منجر به قطعی برق در عراق، به خصوص در فصل های گرم سال، می شود.

 

عراق برای جبران کمبود برق، مجبور به واردات برق از ایران است. وابستگی به واردات برق، عراق را در معرض آسیب پذیری های اقتصادی قرار میدهد.

اقدامات در حال انجام:

دولت عراق در حال سرمایه گذاری در ساخت نیروگاه های جدید، به خصوص نیروگاه های گازی و سیکل ترکیبی، است.

تعدادی از شرکت های ایرانی در حال ساخت نیروگاه های جدید در عراق هستند.

 

توسعه خطوط انتقال برق: 

دولت عراق در حال توسعه خطوط انتقال برق برای افزایش پایداری شبکه برق و کاهش هدررفت برق است.

 

افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر

دولت عراق برنامه هایی برای افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، مانند انرژی خورشیدی و بادی، در سال های آینده دارد.

 

چشم انداز:

تقاضا برای برق در عراق در سال های آینده به طور فزاینده ای در حال افزایش خواهد بود. انتظار می رود که با اجرای برنامه های در حال انجام، وضعیت برق در سال های آینده به تدریج بهبود یابد.

 

 

جزئیات نیروگاه های عراق:

 

کل ظرفیت تولید برق نصب شده در عراق حدود 15 گیگاوات است. از این مقدار، حدود 11 گیگاوات از طریق نیروگاه های حرارتی (گازی و فسیلی) و 4 گیگاوات از طریق نیروگاه های برق آبی تامین می شود.

حدود 80% از برق عراق توسط نیروگاه های حرارتی تولید می شود. این نیروگاه ها عمدتاً از گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کنند. تعدادی از نیروگاه های حرارتی عراق نیز از مازوت و گازوئیل استفاده می کنند.
حدود 20% از برق عراق توسط نیروگاه های برق آبی تولید می شود.
سد دوکان در شمال عراق بزرگترین منبع تولید برق آبی در این کشور است.

سهم نیروگاه های تجدیدپذیر در تولید برق عراق:

سهم نیروگاه های تجدیدپذیر در عراق هنوز بسیار ناچیز است، با این حال، دولت عراق برنامه هایی برای توسعه این نوع نیروگاه ها در سال های آینده دارد.

با ما در مقالات بعدی همراه باشید. 

نویسنده : مهدی پارساوند

منابع:

• The World Bank
• The International Energy Agency (IEA)

• BP Statistical Review of World Energy

• The Organization of the Petroleum Exporting Countries (OPEC)

• The Arab Electric Power Generation Company (AEPGC)

• Enerdata

• Iraq Ministry of Electricity

جزایر غول پیکر انرژی هیدروژنی سبز برای میزبانی 100 گیگاوات باد فراساحلی

 

به گزارش آرا نیرو انتظار می رود صنعت بادی فراساحلی یا نیروگاه بادی با احداث توربین ها در آب‌های اقیانوسی در طی 25 سال آینده و تا سال 2050 به 500 گیگاوات برسد. در مورد اینکه این همه گیگاوات به کجا خواهند رفت، این یک سوال باز است. تاسیسات و خطوط انتقال جدید خشکی باید تمام آن نیرو را جذب کنند و آن را در جایی به کسی بسپارند، و این به معنای یک نبرد کاملا جدید بر سر استفاده از زمین است. یا نه، بر حسب مورد یک سرمایه گذاری جدید با یک پیشنهاد بلندپروازانه برای باز کردن مسیر رو به جلو با شبکه ای از 10 کارخانه هیدروژن سبز فراساحلی پدیدار شده است.

 

نامه عاشقانه هیدروژن سبز از CIP به صنعت جهانی باد فراساحلی

سرمایه گذاری مورد بحث، یک تجارت جدید به نام جزایر انرژی کپنهاگ است. سرمایه‌گذار اصلی Copenhagen Infrastructure Partners است. آنها سابقه حضور در جایی را دارند که هیچ توسعه‌دهنده انرژی‌های تجدیدپذیر قبلاً آنجا نرفته است، یکی از نمونه‌های اخیر اولین مزرعه بادی فراساحلی استونی است که در دریای بالتیک واقع شده است.

و اما CIP پیش بینی می کند که پروژه استونیایی 1 تا 1.5 گیگاوات وزن داشته باشد. این برای اولین مزرعه بادی فراساحلی بسیار چشمگیر است، به ویژه با توجه به اینکه بسیاری از پروژه های بادی فراساحلی هنوز خود را بر حسب مگاوات اندازه گیری می کنند. با این حال، این هنوز یک سیب زمینی کوچک در مقایسه با موجودی یک فروشگاه است.

سرمایه‌گذاری جدید جزایر انرژی کپنهاگ، CIP را با سرمایه‌گذارانی از اروپا و آمریکای شمالی با هدف ساخت 10 قطب انرژی تجدیدپذیر فراساحلی، هر یک با ظرفیت حدود 10 گیگاوات برای مجموع 100 گیگاوات، پیوند می‌دهد.

 

این مکان‌ها هنوز مشخص نشده‌اند، اما شرکا در حال حاضر به مکان‌هایی در دریای شمال و دریای بالتیک که به سرعت در حال توسعه برای انرژی بادی هستند، چشم دوخته‌اند. سایت های جنوب شرق آسیا نیز در این بازی هستند.

چرا یک جزیره؟

همانطور که جزایر انرژی کپنهاگ توضیح می دهد، نیروی محرکه این سرمایه گذاری توسعه و رفتن به سمت مقیاس بزرگتر است.

آنها انتظار دارند که مزارع بادی چند گیگاواتی فراساحلی در ده سال آینده اجرایی باشند و صنعت بادی به سیستم های کارآمدتری برای انتقال این انرژی از اقیانوس به ساحل نیاز خواهد داشت.

 

همچنين CEI توضیح می دهد: “اقتصادهای بزرگ برنامه هایی برای استقرار بیش از 500 گیگاوات ظرفیت تولید انرژی بادی دریایی تا سال 2050 دارند.” دستیابی به این هدف مستلزم استقرار بیش از 10 برابری توربین های باد فراساحلی نصب شده در 35 سال گذشته است.

 

صنعت بادی فراساحلی مطمئناً نشان داده است که می‌تواند افزایش یابد، اما کاری که نمی‌تواند انجام دهد این است که گلوگاه انتقال برق را برطرف کند. اینجاست که مفهوم جزایر انرژی مطرح می شود.

 

به گزارش آرا نیرو CEI توضیح می دهد: «امروزه، دغدغه کمتری در مورد ساخت مزرعه بادی فراساحلی وجود دارد، بیشترین دغدغه چگونگی ادغام و اتصال انرژی بادی دریایی تولید شده در مقیاس بزرگ به سیستم‌های برق جهانی است.»

و، اینجاست که هیدروژن سبز وارد می شود. هیدروژن سبز که به عنوان انرژی به گاز (Power-to-gas ) نیز شناخته می‌شود، گاز فسیلی را از زنجیره تأمين هیدروژن خارج می کند. هیدروژن سبز از آب توسط الکترولیز تولید می شود. ایده این است که از نیروی باد (یا هر منبع تجدید پذیر دیگری مثل نیروگاه خورشیدی) برای راه اندازی تجهیزات الکترولیز استفاده شود، در نتیجه گازی پرکاربرد و بدون آلودگی فسیلی برای سوخت، سیستم های غذایی، داروسازی، متالورژی، پالایش و سایر فرآیندهای صنعتی در اقتصاد جهانی فراهم می شود.

برق به گاز یک حوزه نسبتا جدید است اما به سرعت در حال رشد است. در سال 2020، اتصال بادی فراساحلی شروع به شکل‌گیری کرد و سهامداران انرژی نیز شروع به کشف ایده مکان‌یابی تأسیسات هیدروژن سبز در مزارع بادی فراساحلی کردند.

در مورد چرایی، از یک نظر نسبتاً ساده است. مزارع بادی معمولاً در شب زمانی که تقاضا کم است بیش از حد تولید می‌کنند و اپراتورهای شبکه را زحمت می‌دهد. اگر یک کاربر صنعتی، شب‌ها برای به کار گرفتن آن کیلووات‌های تمیز کار کند، مشکل کاهش تقاضا را حل می‌کند و هیدروژن سبز برای این کار مناسب است. تولیدکننده هیدروژن سبز نیز از نرخ پایین برق در خارج از پیک بهره می برد.

بیشتر از جزایر انرژی، هیدروژن سبز می تواند به عنوان یک حامل انرژی عمل کند که انرژی باد فراساحلی را با طیف وسیع تری از فرصت ها برای ارتباط با بازارهای انرژی محلی و جهانی فراهم می‌کند. برخلاف برق شبکه که برای انتقال نیاز به کابل دارد، هیدروژن را می توان از مزارع بادی دور از ساحل با خط لوله یا کشتی به ساحل منتقل کرد.

هیدروژن سبز همچنین می‌تواند به عنوان یک ذخیره‌ساز برای تولید برق از منابع تجدیدپذیر در صورت نیاز، در توربین گاز یا پیل سوختی، در صورت لزوم عمل کند.

نه، واقعاً چرا یک جزیره؟

البته، تأسیسات هیدروژن سبز را می توان در خشکی قرار داد، اما CEI دلیل خوبی برای ساخت آنها در فراساحل است. یافتن مکان‌های مناسب در خشکی به طور فزاینده‌ای دشوار می‌شود و پس از آن دوباره آن مسئله آزاردهنده انتقال انرژی وجود دارد.

همانطور که این شرکت آنها را توصیف می کند، مزایای پارک کردن تاسیسات هیدروژن سبز در مزارع بادی فراساحلی سبب “کاهش قابل توجه هزینه های انتقال نیرو” می‌شود، تولید هیدروژن سبز دریایی در مقیاس بزرگ و هم افزایی مرتبط بین تولید نیرو و هیدروژن است.

 

به گزارش آرا نیرو CEI تخمین می زند که استفاده از خط لوله هیدروژن برای انتقال انرژی از مزارع بادی به ساحل 80 درصد کمتر از هزینه کابل جریان مستقیم ولتاژ بالا است. چقدر ارزون!

آنها همچنین پیش‌بینی می‌کنند که استقرار فناوری‌های اثبات‌شده در مقیاس بزرگ به کاهش هزینه‌ها برای جزایر انرژی آنها کمک می‌کند، همراه با تکیه بر زنجیره‌های تأمین محلی که از قبل برای پروژه‌های زیرساختی فراساحلی راه‌اندازی شده‌اند.

 

البته CEI توضیح می‌دهد: «جزایر انرژی، فناوری‌های موجود و اثبات‌شده را به روشی جدید و نوآورانه و در مقیاس بسیار بزرگ‌تر ترکیب می‌کنند، که امکان ساخت مقرون‌به‌صرفه و یکپارچه‌سازی باد فراساحلی را فراهم می‌کند.

 

به هر حال، برق به گاز فقط یک شروع است. آخرین مورد Power-to-X است که به سوخت های الکتریکی، آمونیاک و سایر محصولاتی که می توانند با هیدروژن سبز ساخته شوند اشاره دارد.

در مورد آب چطور؟

در مورد اینکه چگونه یک سیستم الکترولیز می تواند روی آب دریا کار کند، این یک سوال خوب است. الکترولیزهای معمولی غشاهای ظریفی را مستقر می‌کنند که می توانند به سرعت توسط ناخالصی های موجود در آب آلوده شوند.

 

از آنجایی که CEI قصد دارد از فناوری های اثبات شده استفاده کند، محتمل ترین راه حل تجهیز جزایر انرژی به سیستم های نمک زدایی است. اگر گران به نظر میرسد، البته که گران است، اما کار برای کاهش هزینه سیستم‌های پیش تصفیه آب در حال انجام است.

 

راه دیگر بهبود خود الکترولیزها است. این بیشتر یک راه حل بلند مدت است، اما در حال وقوع است.

 

به گزارش آرا نیرو بازار جهانی هیدروژن سبز، هنوز پیچیده است. در اوایل این ماه، یک تیم تحقیقاتی از گروه اقتصاد صنعتی و مدیریت فناوری در دانشگاه علم و صنعت نروژ، مطالعه‌ای را درباره فعالیت هیدروژن سبز و بادهای فراساحلی در دریای شمال طی 35 سال آینده منتشر کرد.

 

تمرکز ویژه آنها بر توسعه هاب های انتقال فراساحلی بود، با تولید هیدروژن سبز در ساحل، نه در فراساحل که استفاده اولیه برای تولید برق در خشکی خواهد بود.

 

 این می تواند به دلیل هزینه نسبتاً بالای هیدروژن سبز در مقایسه با گاز فسیلی، مشکلاتی را ایجاد کند.  با این وجود، محققان پیش بینی می کنند که استقرار انعطاف‌پذیر هیدروژن می تواند به کاهش تأثیر کلی بر هزینه ها کمک کند.

اگر محاسبات کاهش هزینه CEI محقق شود، مفهوم جزایر انرژی برای تولید هیدروژن در دریا نیز می تواند به اثر کاهش دهنده کمک کند.

 

کمک دیگر می تواند از روند چند منظوره مزرعه بادی فراساحلی باشد، که موضوع داغ گفتگو در کنفرانس انرژی اقیانوس 2023 در لاهه بود، با آرایه های خورشیدی شناور و دستگاه های انرژی موجی که به طور بالقوه در بازی هستند.

 

منبع: CleanTech

 

آبیاری با آب های زیرزمینی از طریق پمپ های خورشیدی:

خطرات و فرصت ها

 

انرژی خورشیدی این امکان را فراهم کرده است که در مناطق خشک و خارج از شبکه برق سراسری، با حفر چاه های عمیق بتوان آب برداشت کرد.

آبیاری با آب های زیرزمینی از طریق پمپ های خورشیدی به طور تصاعدی در کشورهای با درآمد کم و متوسط ​​(LMIC) در حال گسترش است و فرصت ها و خطراتی را ایجاد می کند. در جنوب آسیا، بیش از 500,000 پمپ کوچک مستقل از شبکه قبلاً نصب شده است.

 

photo 2024 01 23 07 39 49 - خطرات و فرصت های پمپ های آب خورشیدی

A canal in India with diesel-powered pumps. © Hamish John Appleby / IWMI via Flickr

 

در جنوب صحرای آفریقا، پمپ های آبی خورشیدی برای گسترش تولید مواد غذایی و کاهش فقر در حال افزایش هستند. خوش‌بینی در مورد آبیاری با انرژی خورشیدی وجود دارد که به LMICها کمک می‌کند تا به تعهدات خود در کاهش تغییرات آب و هوایی عمل کنند، اما بینش‌های علوم رفتاری و شواهد اولیه نشان می‌دهند که محاسبه چنین کاهش‌هایی پیچیده است و احتمالاً کمتر از حد تصور است. پمپاژ آب زیرزمینی احتمالا افزایش می یابد. حرکت حساب شده استفاده از زمین، آب و انرژی در چارچوب های ارزیابی یکپارچه، می تواند به خطرات ناخواسته برای منابع زمین و آب را مدیریت کرده و از قفل شدن منابع جلوگیری کند. با ارزیابی هزینه‌ها و مزایای اجتماعی پمپاژ آب‌های زیرزمینی با انرژی خورشیدی، سیاست‌گذاران می‌توانند در مواردی پیش‌روی کنند که آبیاری، تولید مواد غذایی را گسترش می‌دهد و فقر را کاهش می‌دهد، اما پیامدهای ناخواسته یا نامشخصی برای کاهش آب‌های زیرزمینی و انتشار کربن دارد.

 

این گزارش یک نمای کلی از سیاست ها، مقررات و مشوق‌هایی برای استفاده پایدار از فناوری‌های آبیاری با انرژی خورشیدی است.

تکنولوژی (SPIS) یک راه حل انرژی با تکنولوژی ارزان و بادوام برای کشاورزی آبی است که منبع قابل اعتماد انرژی را در مناطق دوردست فراهم می کند، کمک به برق رسانی روستایی، کاهش هزینه های انرژی برای آبیاری و امکان کشاورزی کم انتشار

 

ترویج استفاده ناپایدار از آب با هزینه کمتر انرژی ممکن است منجر به برداشت بیش از حد از آب های زیرزمینی شود.

 

 تیم Soumya Balasubramanya و همکارانش در یک انجمن سیاسی استدلال می کنند که کاهش انتشار کربن حاصل از انتقال سریع به آبیاری با آب های زیرزمینی از طریق انرژی خورشیدی توسط کشورهای با درآمد کم و متوسط ​​(LMIC) ممکن است انتظارات را برآورده نکند. علاوه بر این، این انتقال می تواند منجر به افزایش استخراج آب های زیرزمینی شود. کاهش هزینه‌های فناوری‌های خورشیدی و تعهدات فزاینده دولت به انرژی پاک باعث رونق استفاده از آبیاری آب‌های زیرزمینی با انرژی خورشیدی در LMIC می‌شود. این منجر به نصب بیش از 500,000 پمپ خورشیدی در سراسر آسیای جنوبی و تعداد تخمینی مشابهی در سراسر جنوب صحرای آفریقا در دهه گذشته شده است. با توجه به این گسترش سریع، اراده‌ای برای گنجاندن کاهش انتشار ناشی از استفاده از پمپ خورشیدی در برنامه های اعتبار کربن وجود دارد. با این حال، طبق گفته Balasubramanya و همکاران، مزایای انتقال به آبیاری با انرژی خورشیدی، از جمله کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط، برای ارزیابی پیچیده است و می‌تواند با خطراتی همراه باشد. اگرچه جایگزینی کامل پمپ های برقی یا دیزلی با پمپ های خورشیدی باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود، اما تضمینی نیست. کشاورزان ممکن است به استفاده از پمپ های قبلی خود ادامه دهند، به ویژه اگر نیازهای آبیاری برآورده نشده داشته باشند، و تغییر کاربری زمین کشاورزی می تواند مصرف انرژی خالص را به طرق مختلف تحت تاثیر قرار دهد. علاوه بر این، حتی اگر آبیاری با انرژی خورشیدی منجر به انتشار خالص صفر شود، افزایش پذیرش می‌تواند برداشت آب‌های زیرزمینی در LMICها را تسریع کند و کاهش آب زیرزمینی را تشدید کند و حیات بسیاری از سفره‌های زیرزمینی را که در حال حاضر در معرض خطر خشک شدن هستند، تهدید کند. بالاسوبرامانیا و همکاران استدلال می کنند که درک بین رشته ای از تغییرات آب، انرژی و کاربری زمین برای توسعه یک چارچوب سیاستی که قادر به مدیریت خطرات و فرصت های بالقوه آبیاری خورشیدی باشد، مورد نیاز است.

کشاورزی آبی در حال تبدیل شدن به دغدغه فزاینده برای امنیت غذایی و البته گرمایش جهانی به دلیل تغییرات آب و هوایی است. آبیاری در حال حاضر حدود 40 درصد از تولید جهانی غذا را در 20 درصد از کل زمین های قابل کشت پشتیبانی می کند. این به حفظ تولیدات کشاورزی علیرغم افزایش تغییرات آب و هوایی از جمله خشکسالی کمک می کند.

در دهه‌های اخیر تغییرات چشمگیری در بخش آبیاری رخ داده است: از دهه 1960 تا 1990، سیستم‌های سطحی در مقیاس بزرگ که توسط سدها و کانال‌ها پشتیبانی می‌شدند غالب بودند. متعاقباً، یک چرخش رادیکال رخ داد. امروزه رشد در بخش آبیاری اساساً مبتنی بر سیستم‌های کوچک‌تر تغذیه‌شده از آب‌های زیرزمینی است که مستقیماً توسط کشاورزان تأمین مالی می‌شود. این سیستم ها توسط پمپ های دستی، دیزلی یا الکتریکی کار می کنند.

 

در حال حاضر حدود 35 تا 40 درصد از کل کشاورزی آبی جهان از آب های زیرزمینی تغذیه می شود. به دلیل انرژی مورد استفاده، این امر به میزان قابل توجهی در انتشار گازهای گلخانه ای (GHG) کمک می کند. به عنوان مثال، در هند، آبیاری آب های زیرزمینی مسئول حدود 8 تا 11 درصد از کل انتشار است.

 

photo 2024 01 23 07 39 55 - خطرات و فرصت های پمپ های آب خورشیدی

Indian farmer Gurinder Singh invested in solar power for his 32 acres of land in 2014. © Prashanth Vishwanathan / IWMI

 

پمپ‌های برقی که عموماً کارآمدتر و هزینه کمتری دارند، در کشورهای با درآمد کم و متوسط ​​که دسترسی به برق در مناطق روستایی غیرقابل اعتماد است، نادر هستند. به عنوان مثال، حدود 600 میلیون نفر در جنوب صحرای آفریقا همچنان بدون برق زندگی می‌کنند. در حالی که برق رسانی در مناطق روستایی جنوب آسیا که اغلب هنوز برق وجود ندارد به طور رسمی 98 درصد است. بسیاری از خانواده های فقیر قادر به پرداخت هزینه اتصال به شبکه نیستند.

 

 

 

عدم دسترسی به برق یا سایر منابع انرژی تجدیدپذیر تأثیر منفی بر توسعه زیرساخت های آبیاری، مراکز فرآوری کشاورزی و تأسیسات خنک کننده دارد. در نتیجه، محصولات غنی از مواد مغذی مانند میوه و سبزیجات، و همچنین مواد غذایی با منشاء حیوانی مانند شیر و تخم مرغ، کمتر در بازارها و خانوارها در دسترس هستند. در عین حال، هزینه بالای و نوسان سوخت دیزل به دلیل بحران های مکرر قیمت، استفاده از پمپ های دیزل توسط کشاورزان فقیرتر را محدود می کند.

 

پمپ های خورشیدی به عنوان یک راه حل؟

یکی از راه حل های ممکن برای این معضل پمپ های آبیاری با انرژی خورشیدی هستند. در دهه گذشته، هزینه پنل های خورشیدی به طور چشمگیری کاهش یافته است و به کشاورزان ثروتمند اجازه می دهد تا پمپ های آبیاری خورشیدی خود را خریداری کنند. سیستم‌های آبیاری خورشیدی از استفاده از سوخت کثیف اجتناب می‌کنند و دسترسی به مناطق دورافتاده روستایی را که نه برق و نه گازوئیل در دسترس هستند، بهبود می‌بخشند.

 

با توجه به اینکه هزینه های سرمایه گذاری برای پمپ های آبیاری با انرژی خورشیدی بسیار بیشتر از پمپ های گازوئیلی یا برقی است، این هزینه ها هنوز گسترده نیافته است. پنل های خورشیدی برای پمپاژ آب برای یک هکتار از عمق 15 تا 20 متری به راحتی می توانند 15,000 دلار آمریکا هزینه داشته باشند. حتی در هند که چندین برنامه یارانه ای برای پمپ های خورشیدی دارد – که تا 90 درصد هزینه پمپ ها را پوشش می دهد – تنها 0.5 میلیون از مجموع حدود 30 میلیون پمپ مورد استفاده در آبیاری با پمپ های خورشیدی جایگزین شده است. علاوه بر این، به دلیل یارانه‌های بالاتر برای پمپ‌های بزرگ‌تر، کشاورزان اغلب فقط می‌توانند سیستم‌های بزرگی را خریداری کنند که آب بیشتری نسبت به مقدار مورد نیاز برای حداکثر آبیاری پمپاژ می‌کنند.

 

از سوی دیگر، کشاورزان در جنوب آفریقا اغلب سیستم‌های سایز کوچک را خریداری می‌کنند، زیرا آنها به سادگی قادر به خرید پنل‌های خورشیدی بزرگ‌تر نیستند.

 

استفاده از آب های زیرزمینی در حال افزایش است – و میزان آب در حال کاهش است. با این حال، افزایش وابستگی به آب های زیرزمینی برای کشاورزی آبی منجر به کاهش سطح آب های زیرزمینی شده است.  در بیشتر کشورها، منابع آب زیرزمینی با برداشت بیش از حد آب از لایه‌های آبدار فرصت اینکه سفره های زیرزمینی دوباره تامین شوند، را از بین برده اند.

 

 علاوه بر این، با توجه به هزینه های بالای سرمایه گذاری در مقایسه با دسترسی به آبیاری سطحی، افزایش آبیاری آب های زیرزمینی نابرابری های اجتماعی را تقویت می کند.

 

 کشاورزان ثروتمندتر به احتمال زیاد قادر به خرید پمپ های موتوری هستند و هنگامی که سطح آب های زیرزمینی کاهش می یابد، چاه های عمیق تری حفر می‌کنند، که در برخی مواقع حتی می تواند مانع دسترسی به آب آشامیدنی شود. چالش‌های کاهش و تخریب آب‌های زیرزمینی توسط پمپ‌های خورشیدی تشدید می‌شود: بدون هزینه‌های مکرر (دیزل)، کشاورزان می‌توانند به اندازه‌ای که نیاز دارند، آب زیرزمینی را پمپاژ کنند و این امر کاهش آب زیرزمینی را تسریع می‌کند.

 

 در عین حال، برای کاهش خطر سقوط سطح آب، کشاورزان باید علاوه بر پمپ خورشیدی، یک سیستم آبیاری قطره ای نیز نصب کنند.

از بحث و گفتگو با کشاورزان در ماه مه 2023 در طی کارگاه آموزشی در مورد آبیاری خورشیدی در دانشگاه خواجه فرید پاکستان، که توسط NEXUS Gains Initiative ثبت شد، به سرعت مشخص شد که سیستم یارانه ای، که با هزینه ها و مالیات های اضافی مختلف همراه است، برای کشاورزان گران تر از  یک پمپ خورشیدی در بازار آزاد میباشد. سه چهارم شرکت کنندگان احساس کردند که فقط کشاورزان در مقیاس بزرگ از برنامه یارانه دولتی بهره می برند. علاوه بر این، آبیاری قطره ای فقط برای مدت کوتاهی مناسب است و هزینه های نگهداری آن بالاست.

 با این حال، این برنامه از طرف پرورش دهندگان میوه و سبزیجات که قبلاً به آبیاری دسترسی نداشتند، و همچنین کشاورزانی با خاک های شنی حمایت شد. اما حتی بدون یارانه، کشاورزان در پنجاب پاکستان به طور فزاینده ای در سیستم های پمپاژ خورشیدی سرمایه گذاری می کنند. بر اساس نظرسنجی موسسه بین المللی مدیریت آب از 300 کشاورز که چنین سیستم هایی را خریداری کرده اند، دلیل اصلی را افزایش هزینه انرژی و سایر هزینه های تولید کشاورزی مطرح نموده‌اند. این بررسی در ارتباط با پروژه آبیاری خورشیدی برای مقاومت کشاورزی با حمایت آژانس توسعه و همکاری سوئیس انجام شد.

 

 

 

شرکت کنندگان در کارگاه به تعدادی از عوامل اشاره کردند که تاثیر منفی بر خرید پمپ های خورشیدی دارند. اینها شامل پنل های خورشیدی ضعیف و تجهیزات مرتبط، استاندارد نبودن پمپ ها و هزینه اولیه بالای پمپ های خورشیدی است. علاوه بر این، بانک‌ها و سایر مؤسسات مالی برای خرید پمپ‌های خورشیدی تسهیلات مالی ارائه نمی‌دهند، درحالیکه عمدتاً برای کودها و بذرهای ارزان‌قیمت وام می‌دهند.

 

شرکت کنندگان همچنین از خطری که سطح آب را تهدید می کرد آگاه بودند. بیش از 80 درصد گفتند که سطح آب های زیرزمینی در دهه گذشته کاهش یافته است و 72 درصد معتقد بودند که پمپ های خورشیدی (در مقایسه با پمپ های دیزل) سطح آب های زیرزمینی را بیشتر کاهش می دهد.

 

چگونه می توان انرژی خورشیدی را بهتر در آبیاری جای داد؟

برای پیشرفت انرژی های تجدیدپذیر، باید راه حل‌هایی یافت که به طور همزمان اهداف اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی را برآورده کنند. برنامه CGIAR NEXUS Gains بر روی دسترسی به فناوری های انرژی تجدیدپذیر برای کشاورزان فقیرتر در جنوب آسیا و جنوب صحرای آفریقا تمرکز دارد.

 

برای این منظور، به چندین موضوع می پردازیم:

 

در مرحله اول، ارائه اطلاعات بهتر در مورد منابع برداشت آب با انرژی تجدیدپذیر (پمپ های آب خورشیدی) و همچنین جمع آوری داده ها در مورد بهینه سازی اندازه سیستم های انرژی تجدیدپذیر روستایی مهم است. سیستم های با اندازه نامناسب یا هزینه زیادی دارند یا انرژی بسیار کمی تولید می کنند. ابعاد می تواند با استانداردسازی تجهیزات انرژی های تجدیدپذیر همراه باشد.

 

گام دوم تقویت محیط سیاسی و مالی برای سیستم‌های انرژی های تجدیدپذیر است. مدل های تجاری و مالی باید ایجاد شود که برای کشاورزان فقیر جذاب باشد. این شامل ارائه اطلاعات جامع به کشاورزان و به ویژه کشاورزان زن در مورد گزینه های تامین مالی موجود و دسترسی به منابع مالی برای سیستم های انرژی تجدیدپذیر می شود.

 

سوم، افزایش سرمایه گذاری در سیستم های انرژی تجدیدپذیر روستایی که از استفاده مولد حمایت می‌کنند، ضروری خواهد بود. این اجازه می دهد تا هزینه سیستم ها حتی بدون برنامه های یارانه ای که فقط به کشاورزان ثروتمند می رسد بازیابی شود.

 

علاوه بر این، نهادهای محلی برای مدیریت بهتر آب‌های زیرزمینی نیاز به حمایت دارند تا جوامع روستایی بتوانند خودشان آب های زیرزمینی خود را مدیریت کنند.

 

مؤسسه IFPRI و NEXUS Gains نیز با پروژه ای در هند که توسط دولت آلمان و دیگران حمایت می شود، روی این موضوع دشوار کار می کنند. هدف آن بهبود دانش محلی و درک سیستم های آب زیرزمینی و حمایت از مدیریت جمعی منابع آب زیرزمینی است.

 

به عنوان یک گام نهایی و فراگیر، دولت ها و سایر سرمایه گذاران باید بر اقدام در انزوا غلبه کنند. مداخلات در بخش های انرژی، آب و غذا نباید به صورت مجزا و جدا از یکدیگر دیده شوند. باید اطمینان حاصل شود که سرمایه گذاری در انرژی های تجدیدپذیر هم تامین آب و انرژی و هم امنیت غذایی را (به طور همزمان) بدون آسیب رساندن به محیط زیست بهبود می بخشد. تنها در این صورت است که می توان به مزایای آبیاری با انرژی های تجدیدپذیر به طور کامل و پایدار پی برد.

 

نویسنده: مهدی پارساوند

 

منابع:

https://doi.org/10.1126/science.adi9497?utm_source=miragenews&utm_medium=miragenews&utm_campaign=news

 

Xie, H., C. Ringler and A. Mondal. 2021. Solar or Diesel: A Comparison of Costs for Groundwater-Fed Irrigation in Sub-Saharan Africa Under Two Energy Solutions. Earth’s Future 9(4): e2020EF001611

 

مقایسه عملکرد انرژی های تجدیدپذیر در مناطق مختلف : با اشاره به انرژی خورشیدی، بادی و برق آبی

انرژی تجدیدپذیر به یک بازیگر محوری در تامین نیازهای انرژی و در عین حال کاهش اثرات زیست محیطی در جهان تبدیل شده است. این مقاله به بررسی عملکرد منابع انرژی تجدیدپذیر در مناطق مختلف می‌پردازد و کارایی، پیامدهای اقتصادی و مزایای زیست‌محیطی آن‌ها را روشن می‌کند.

 

معرفی

در چشم انداز همیشه در حال تکامل تولید انرژی، تغییر به سمت منابع تجدیدپذیر شتاب بیشتری به دست آورده است. درک عملکرد انرژی های تجدیدپذیر در مناطق مختلف برای بهینه سازی استفاده از آن بسیار مهم است.

انواع انرژی های تجدیدپذیر شامل انرژی خورشیدی، انرژی باد، برق آبی، زمین گرمایی و زیست توده هریک دارای خواص منحصربه فرد خود هستند. عوامل متعددی بر عملکرد منابع انرژی تجدیدپذیر تأثیر می گذارد. شرایط آب و هوایی، موقعیت جغرافیایی و پیشرفت های تکنولوژیک نقش اساسی در تعیین کارایی دارند.

در این مقاله از درک کارایی نیروگاه خورشیدی صحبت خواهیم کرد و اینکه کارایی پنل های خورشیدی متناسب با منطقه و با شدت نور خورشید، ارتفاع از سطح دریا و شرایط آب و هوایی سایت نیروگاه متفاوت خواهد بود و این فاکتورهای محیطی روی تولید نیروگاه خورشیدی انرژی اثرگذار است.

همچنین این مقاله به بررسی این موضوع می‌پردازد که چگونه الگوهای باد بر تولید انرژی تأثیر می‌گذارد و چگونه پیشرفت‌ها در فن‌آوری توربین باعث افزایش کارایی نیروگاه های بادی می‌شود. ما تلاش میکنیم شرایط ایده آل برای احداث نیروگاه برق آبی را با مطالعه موردی تشریح نموده حال آنکه مناطق غنی از آب مناسب برای بهره برداری از نیروی برق آبی میباشند.

 Aranuelo 746x419 - مقایسه عملکرد انرژی های تجدیدپذیر در مناطق مختلف : با اشاره به انرژی خورشیدی، بادی و برق آبی

انرژی خورشیدی

ارزیابی کارایی انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی به‌عنوان یک منبع تجدیدپذیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مناطقی با آب و هوای متفاوت بازده انرژی خورشیدی متفاوتی را تجربه می کنند. از بیابان ها تا آب و هوای سردتر، درک سازگاری پنل های خورشیدی حیاتی است.

 

عوامل موثر بر کارایی انرژی خورشیدی

  1. شدت نور خورشید:

   – افزایش شدت نور خورشید منجر به افزایش تولید برق از پنل‌های خورشیدی می‌شود.

شدت نور خورشید در ایران به‌عنوان یکی از کشورهای با تابش نور خورشید بسیار بالا شناخته می‌شود. در اغلب مناطق ایران، شدت نور خورشید در طول سال بسیار قوی و پراکنده است. این موقعیت جغرافیایی مثبت، ایران را به یکی از مناطق مناسب برای استفاده از انرژی خورشیدی تبدیل کرده است. به‌طور کلی، شدت نور خورشید در ایران متغیر است و بستگی به منطقه و فصل سال دارد. در فلات مرکزی کشور، به خصوص در استان‌های همچون همدان، سمنان، فارس، کرمان، و یزد، شدت نور خورشید بسیار زیاد است. میانگین ساعات روزانه نور خورشید در شهرهای ایران بین 1650 تا 2200 ساعت در طول سال است.

  1. زاویه مواجهه با تابش خورشید:

   – تنظیم زاویه پنل‌های خورشیدی به سمت خورشید باعث بهبود کارایی آنها می‌شود.

زاویه بهینه مواجهه با تابش خورشید در ایران بستگی به مکان و همچنین فصل سال دارد. اما به‌طور کلی، زاویه بهینه تنظیم پنل‌های خورشیدی بر اساس منطقه جغرافیایی به شرح زیر است:

مناطق جنوبی:

   – برای مناطقی مانند فارس، هرمزگان، و کرمان، زاویه مواجهه با تابش خورشید بین ۲۰ تا ۳۵ درجه از عمود خط استوا (زاویه انحراف) معمولاً بهینه است. این زاویه انحراف بهترین تعادل بین دریافت ماکزیمم نور خورشید و کاهش سایه‌زنی را ایجاد می‌کند.

مناطق مرکزی و شمالی:

   – در مناطقی مانند تهران و شهرهای میانی کشور، زاویه مواجهه معمولاً بین ۳۵ تا ۴۵ درجه است. این زاویه مناسب است تا در فصول گرم، سایه‌زنی کاهش یابد و در فصول سرد، نور خورشید به‌طور بهینه استفاده شود.

مناطق شمالی:

   – در مناطق شمالی که دارای کمترین نور خورشید در طول روز هستند، زاویه مواجهه معمولاً بین ۴۵ تا ۶۰ درجه است. این زاویه بهترین کارایی را در شرایط نور کمتر فراهم می‌کند.

با توجه به این تفاوت‌ها، تنظیم زاویه بهینه بر اساس نقاط جغرافیایی ایران از اهمیت زیادی برخوردار است تا از بهترین بهره‌وری انرژی خورشیدی در هر منطقه استفاده شود.

  1. شرایط جوی:

   – شرایط هواشناسی مانند ابرپوشی و باران، رطوبت هوا و زیرگردها می‌توانند بر کارایی پنل‌های خورشیدی تأثیرگذار باشند.

شرایط جوی در ایران به‌دلیل جغرافیای گسترده و متنوع کشور، بسیار متغیر و متنوع هستند. از مناطق خشک جنوبی تا مناطق سرد شمالی، هر منطقه با ویژگی‌های هواشناسی منحصر به فردی مواجه است. این تنوع زیست‌محیطی و شرایط جوی در ایران باعث ارائه یک تجربه هواشناسی چندگانه برای ساکنان مختلف در سراسر کشور می‌شود.

  – مناطق شمالی و شمال‌غربی دارای بارندگی بیشتر و منظر زمین‌های سبز هستند.

  – جنوب و مرکز کشور به شدت خشک و نیازمند به مدیریت آب هستند.

  – در برخی نقاط خشک جنوبی به خصوص در تابستان‌ها، گرد و غبار زیادی وجود دارد.

  – تغییرات دما از شمال به جنوب و از مناطق کوهستانی به مناطق کم ارتفاع متفاوت است.

کاور عکس copy - مقایسه عملکرد انرژی های تجدیدپذیر در مناطق مختلف : با اشاره به انرژی خورشیدی، بادی و برق آبی

در شمال ایران مانند استان های گیلان و مازندران:

  – آب و هوای اقیانوسی با تأثیرات حاصل از دریای خزر.

  – تابستان‌های معتدل و زمستان‌های مرطوب و سرد.

 

در مرکز ایران مثل استان های تهران، قم، اصفهان:

  – تابستان‌های گرم و زمستان‌های سرد.

  – کمبود بارندگی با نقص آب در برخی نقاط.

 

در جنوب ایران مثل استان های فارس، هرمزگان، کرمان:

  – آب و هوای خشک و گرم.

  – تابستان‌های بسیار گرم با دمای بالا.

 

درغرب و شمال‌غرب ایران مثل استان های کردستان، آذربایجان غربی:

  – آب و هوای کوهستانی با زمستان‌های سرد و تابستان‌های معتدل.

 

مطالعه موردی نصب پنل‌های خورشیدی در منطقه خشک کویر مرکزی

در یک منطقه خشک واقع در نیر یزد با شدت نور خورشید بالا، ارتفاع مناسب از سطح دریا، تمیز بودن هوا و عدم وجود ریزگزد به دلیل وجود مرتع های سبز و دمای مناسب هوا برخلاف دمای بالا در دیگر مناطق استان یزد، نصب پنل‌های خورشیدی به عنوان یک پروژه نیروگاه خورشیدی 10 مگاوات صورت گرفت. این پروژه شامل نصب پنل‌های خورشیدی با زاویه تنظیم بهینه و استفاده از تکنولوژی‌های جدید برای افزایش بهره‌وری نیروگاه خورشیدی بود. نتایج نشان دادند که در این شرایط، پنل‌های خورشیدی با تنظیم زاویه مناسب تولید برق بیشتری داشتند. همچنین، استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته مانند پنل‌های خورشیدی با بازده بالا، بهبود قابل توجهی در کارایی نیروگاه خورشیدی ایجاد کرد.

ارزیابی کارایی انرژی خورشیدی نشان داد که با استفاده از تنظیمات بهینه و استفاده از تکنولوژی‌های جدید، می‌توان به بهبود قابل توجهی در تولید برق از این نوع انرژی دست یافت. این نتایج نشان می‌دهد که انرژی خورشیدی می‌تواند به‌عنوان یک منبع پایدار و کارآمد برای تأمین نیازهای انرژی مناطق خشک و با شدت نور خورشید بالا مورد استفاده قرار گیرد.

نیروگاه بادی آرانیرو - مقایسه عملکرد انرژی های تجدیدپذیر در مناطق مختلف : با اشاره به انرژی خورشیدی، بادی و برق آبی

انرژی بادی

مناطق بادخیز راندمان بالاتری را در تولید انرژی بادی نشان می دهند. الگوهای باد به تولید انرژی بادی کمک می‌کنند و با ایجاد حرکت در هوا، انرژی حاصل از حرکت باد به انرژی قابل استفاده تبدیل می‌شود. این فرایند به وسیله توربین‌های بادی انجام می‌شود. در ادامه چگونگی این فرآیند توضیح داده شده است.

حرکت هوا و الگوهای باد:

  – الگوهای باد از تفاوت‌های دما و فشار در جهان به وجود می‌آیند. گرمای خورشید باعث گرم شدن هوا در برخی مناطق و سرد شدن در دیگر مناطق می‌شود. این تفاوت‌ها باعث جابجایی هوا و ایجاد الگوهای باد می‌شوند.

ساختار توربین‌های بادی:

  – توربین‌های بادی شامل پره‌های بلند و نازک هستند که سرعت باد وارد شده را به گشتاور تبدیل می‌کنند.

  – برخی از توربین‌ها در ارتفاعات بلند نصب شده‌اند تا از مسیرهای باد در ارتفاعات بالا بهره‌مند شوند، زیرا باد در این ارتفاعات معمولاً سریعتر جریان پیدا می‌کند.

  – باد وارد پره‌های توربین می‌شود و آنها را به گردش تحریک می‌کند. تبدیل انرژی این حرکت گرداننده از حرکت باد به انرژی مکانیکی صورت میگیرد.

  – انرژی مکانیکی حاصل از گردش پره‌ها، توسط یک ژنراتور به انرژی برق تبدیل می‌شود. ژنراتور با چرخش پره‌ها دیسک‌های مغناطیسی را حرکت می‌دهد و این حرکت مغناطیسی تولید جریان الکتریکی را به دنبال دارد.

  – برق تولید شده توسط توربین به وسیله سیم‌های انتقال به شبکه برق منطقه انتقال داده می‌شود و سپس به مصارف مختلف توزیع میرسد.

با این روش، الگوهای باد به تولید انرژی پاک و تجدیدپذیر کمک کرده و به عنوان یک منبع انرژی پایدار و محیط‌زیستی مهم در جهان شناخته می‌شوند.

با تجزیه و تحلیل الگوهای باد شامل استفاده از داده‌های سالانه الگوهای باد در سراسر ایران و انتخاب نقاط استراتژیک ازمناطقی با الگوهای باد مناسب و ثبات بالا و بررسی امکانات انرژی بادی شامل ارزیابی زیرساخت‌های فنی و امکانات تولید انرژی بادی در هر منطقه میتوانیم ارزیابی درستی از موقعیت نیروگاه بادی با حداکثر پتانسیل تولید داشته باشیم.

729366 copy - مقایسه عملکرد انرژی های تجدیدپذیر در مناطق مختلف : با اشاره به انرژی خورشیدی، بادی و برق آبی

بر اساس تحقیقات انجام‌شده، استان سیستان و بلوچستان به‌عنوان بهترین مناطق باد خیز در ایران معرفی شده‌ است. این مناطق با الگوهای بادی قوی و پتانسیل تولید بالا، به عنوان مناطق استراتژیک برای پروژه‌های انرژی بادی در نظر گرفته می‌شوند.

برخی از بزرگ‌ترین و مهم‌ترین نیروگاه‌های بادی کشور عبارتند از:

نیروگاه بادی منجیل در استان گیلان با ظرفیت 171 مگاوات، بزرگ‌ترین نیروگاه بادی ایران است. این نیروگاه در سال ۱۳۷۸ به بهره‌برداری رسید و از توربین‌های بادی ساخت کشور دانمارک استفاده می‌کند.

نیروگاه بادی بینالود در استان خراسان رضوی با ظرفیت 28.2 مگاوات، دومین نیروگاه بادی بزرگ ایران است. این نیروگاه در سال ۱۳۸۱ به بهره‌برداری رسید و از توربین‌های بادی ساخت کشور آلمان استفاده می‌کند.

نیروگاه بادی کهک در استان قزوین با ظرفیت 20 مگاوات، سومین نیروگاه بادی بزرگ ایران است. این نیروگاه در سال ۱۳۹۲ به بهره‌برداری رسید و از توربین‌های بادی ساخت کشور ایران استفاده می‌کند.

سایر نیروگاه‌های بادی مهم ایران عبارتند از:

نیروگاه بادی گنبدکاووس با ظرفیت 10 مگاوات

نیروگاه بادی رامسر با ظرفیت 10 مگاوات

نیروگاه بادی چابهار با ظرفیت 5 مگاوات

نیروگاه بادی کویر مرکزی با ظرفیت 5 مگاوات

همچنین، توسعه زیرساخت‌های فنی و حمایت از سرمایه‌گذاری در این مناطق می‌تواند به بهره‌وری بیشتر از این منابع و کاهش وابستگی به منابع سوخت فسیلی کمک کند.

برق آبی آرانیرو - مقایسه عملکرد انرژی های تجدیدپذیر در مناطق مختلف : با اشاره به انرژی خورشیدی، بادی و برق آبی

انرژی برق آبی

تولید انرژی برق از آب به‌عنوان یک منبع تجدیدپذیر و پاک، نقش بسیار مهمی در سبد انرژی کشورها دارد. در اینجا، نقش دسترسی به آب در تولید انرژی برق آبی و اهمیت آن بررسی می‌شود.

  – دسترسی به منابع آب از اهمیت بسزایی برخوردار است. رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و سدها از منابع اصلی تولید انرژی برق آبی هستند.

  – مناطق با دسترسی به منابع آب پایدارتر می‌توانند از تولید پایدارتری انرژی برق آبی بهره‌مند شوند.

  – دسترسی به منابع آب نیازمند مدیریت مستمر و پایدار است. این امر از اهمیت زیادی برخوردار است تا آب مناسب برای تولید انرژی برق آبی تأمین شود.

  – مدیریت منابع آب، جدا از نقش مهم در تولید پایدار انرژی به کنترل سیلاب و جلوگیری از خشکسالی کمک میکند.

  – به دلیل استفاده از انرژی برق آبی به‌عنوان یک منبع پاک، دسترسی به آب باعث کاهش اثرات منفی بر محیط زیست می‌شود و به حفظ تنوع زیستی در مناطق آبی کمک میکند.

دسترسی به منابع آب برای راه‌اندازی نیروگاه برق آبی در ایران شامل استان هایی از ایران میشود که پتانسیل آبی بالایی داشته باشند که در ادامه به برخی از آن ها اشاره میکنم:

استان فارس:

  – دارای رودخانه‌های فراوان مانند زاینده‌رود و کارون.

  – سدها و تأمین آب از دریاچه‌های بزرگ همچون دریاچه نیمور و دریاچه بختگان.

– پروژه‌ها : سد سیاه‌خل، سد دز و سد کارون ۳.

استان گیلان:

  – دارای آبشارها و رودخانه‌های فراوان از جمله سفیدرود و سیاهرود.

  – دسترسی به منابع آب از دریاچه‌های انزلی و طبریا.

– پروژه‌ها : نیروگاه برق آبی چیتگر.

استان آذربایجان شرقی:

  – رودخانه‌های زیاد از جمله آرسند و قره‌چای.

  – دسترسی به دریاچه ارومیه.

– پروژه‌ها : نیروگاه برق آبی سهند.

استان کردستان:

  – رودخانه‌های زیاد از جمله سراب‌آباد و زاب.

  – پتانسیل بالای تولید انرژی در این استان.

– پروژه‌ها : سد دزلخانه و سد دره‌زرین.

استان خوزستان:

  – رودخانه کارون و شط العرب به عنوان منابع اصلی.

  – دسترسی به سدها و دریاچه‌ها.

– پروژه‌ها : نیروگاه برق آبی کارون ۴.

نیروگاه برق آبی ایران آرانیرو - مقایسه عملکرد انرژی های تجدیدپذیر در مناطق مختلف : با اشاره به انرژی خورشیدی، بادی و برق آبی

با توجه به اینکه ایران دارای تنوع زیادی از نظر منابع آب است، دسترسی به منابع آب برای راه‌اندازی نیروگاه‌های برق آبی در اکثر مناطق کشور وجود دارد. مناطق با رودخانه‌ها و سدهای فراوان معمولاً برای ایجاد نیروگاه‌های برق آبی انتخاب می‌شوند. این پروژه‌ها نه‌تنها به تأمین انرژی بلکه به مدیریت منابع آب و کنترل سیلاب و خشکسالی نیز کمک می‌کنند. در ادامه به تأثیرات منفی نیروگاه‌های برق آبی بر محیط زیست و تغییر اقلیم ناشی از سومدیریت و عدم تطبیق دانش و تجربه میپردازم و تیتروار به آسیب های ناشی از این مسئله اشاره میکنم تا درک بهتری از تاثیر منطقه در احداث نیروگاه برق آبی بدست بیاورید:

  – ساخت سدها و تغییرات جریان آب در رودخانه‌ها می‌تواند منجر به کاهش تنوع زیستی در این مناطق شود.

  – زیستگاه‌های طبیعی مانند دلتاها و مرجان‌ها به‌دلیل تغییرات در جریان آب و تغییر در سطح آب ممکن است تحت تأثیر قرار گیرند.

  – نیروگاه‌های برق آبی با تخلیه آب گرم به رودخانه‌ها می‌توانند دمای آب را افزایش دهند که این تغییر می‌تواند به اختلال در فرآیندهای طبیعی زیست‌محیطی منطقه منجر شود.

  – سدسازی و تغییر در جریان آب ممکن است به قطع مسیرهای مهاجرت ماهیان و تخریب محل‌های تخم‌گذاری آنها منجر شود.

  – سدسازی و تخلیه زیاد آب برای نیروگاه‌های برق آبی ممکن است به کاهش سطح آب زیرزمینی منطقه منجر شود که این موضوع بر کشاورزی و زندگی حاشیه‌نشینان تأثیر منفی خواهد داشت.

  – سدسازی ممکن است با ایجاد مانع در مسیر جریان آب، خطر سیلاب‌های ناگهانی را افزایش دهد.

  – تغییرات در جریان آب ناشی از نیروگاه‌های برق آبی می‌تواند به تغییرات در ترکیب شیمیایی آب و کاهش کیفیت آب منطقه منجر شود.

توجه به مدیریت دقیق و پایداری از منابع آب، استفاده از فناوری‌های مدرن و اجرای طرح‌های حفاظت از محیط زیست می‌تواند کمک کند تا اثرات منفی این نیروگاه‌ها به حداقل رسیده و همزمان از مزایای انرژی برق آبی بهره‌مند شویم.

نویسنده: مهدی پارساوند

راهبرد هوشمند انرژی:

تصویری برای تحول پایدار آینده و مدیریت ریسک منابع انرژی

 

ریسک‌ها در آینده هر کشوری می‌تواند متنوع باشد و به عوامل مختلفی ارتباط داشته باشد. در این مقاله به برخی از ریسک‌های بزرگی که ممکن است در آینده کشورها مطرح شوند، اشاره میکنم و به یکی از مهمترین آن به تفصیل میپردازم.

 1.تغییرات آب و هوا:

تغییرات اقلیمی و پدیده‌های مرتبط مانند سیل، خشکسالی و تغییرات دمایی می‌توانند تأثیرات جدی بر زیرساخت‌ها، کشاورزی و اقتصاد یک کشور داشته باشد. ریسک تغییرات آب و هوایی در مقاله پیشین اینجانب به طور کامل بحث شده که پیشنهاد میکنم اگر نسبت به پایداری زمین و محیط زیست و میراثی که برای نسل آینده از خود به جا خواهید گذاشت، دارای دغدغه هستید این مقاله را تحت عنوان ” گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی، چشم انداز جامع با اشاره به تاثیرپذیری ایران” مطالعه بفرمایید.

 

       2.فرسایش منابع طبیعی:

 به دلیل استفاده بی‌رویه از منابع طبیعی، فرسایش خاک، کاهش تنوع زیستی و کاهش منابع آب، به یکی از چالش‌های مهم کشورها تبدیل شده است. در مقالات آتی از این ریسک بیشتر صحبت خواهم کرد.

 

      3. تکنولوژی و امنیت سایبری:

 توسعه روزافزون تکنولوژی و اتصال دائمی به اینترنت، ریسک‌های مرتبط با امنیت سایبری را افزایش داده و ممکن است به تهدید امنیت ملی تبدیل شوند. امروز که در حال نوشتن این مقاله هستم خبر هک اسنپ فود منتشر شد و افشای اطلاعات هویتی میلیون ها کاربر این سامانه که اگر جستجویی در صفحات وب داشته باشید با مثال های زیادی از این دست مواجه خواهید شد. در مورد این ریسک در ایران و جهان، متخصصان فناوری اطلاعات مقالات زیادی منتشر کرده و قابل استناد است.

 

      4.بحران‌های اقتصادی:

نوسانات بازارها، بحران‌های مالی جهانی، تورم و سایر عوامل می‌توانند به چالش‌های اقتصادی و اجتماعی منجر شوند. در مورد این ریسک هم متخصصان حوزه اقتصادی، موارد زیادی را طرح نموده و البته به تفصیل به مولفه های مختلف این بحران و راهکارهای برون رفت از آن پرداخته شده است.

 

      5.تنش‌های جمعیتی:

افزایش جمعیت، مهاجرت، عدم توازن در ساختار جمعیتی و مسائل مرتبط با آن‌ها یکی دیگر از چالش‌های اجتماعی و اقتصادی درگیرکننده کشورها از جمله ایران است و یکی از تاثیرپذیرترین ریسک ها به شمار می آید و بسیاری از بحران های بالا میتواند درصد این ریسک را افزایش دهد.

 

       6.تهدیدهای امنیتی:

تهدیدات نظامی، تروریسم، ناسازگاری‌های اجتماعی و دیگر عوامل می‌توانند امنیت کشورها را تهدید کنند و جز یک از ریسک های استراتژیک برای کشورها محسوب می شود.

 

       7. بحران‌های بهداشت عمومی:

ویروس‌ها، اپیدمی‌ها و بحران‌های بهداشتی ممکن است به چالش‌های جدی در حوزه سلامت و اقتصاد منجر شوند که در جای خود مورد بحث و بررسی قرار می گیرند و البته برخی از این اپیدمی ها ناشی از تغییرات اقلیمی رخ میدهد.

 

       8.کاهش منابع انرژی:

 نیاز روزافزون به انرژی و کاهش منابع طبیعی، باعث افزایش ریسک‌های مرتبط با امنیت انرژی و تأمین انرژی می‌شود. در این مقاله میخواهم به تفصیل به این ریسک بپردازم. البته همه این عوامل با توجه به شرایط و ویژگی‌های هر کشور، می‌توانند تأثیرات متفاوتی داشته باشند و اهمیت مدیریت و پیش‌بینی آن‌ها برای توسعه پایدار و امنیت کشورها بسیار حائز اهمیت است، ولی احساس میکنم کاهش منابع انرژی برای هر کشوری میتواند بزرگترین ریسک استراتژیک به حساب آید که در ادامه با جزئیات همراه با مثال های از جهان به آن خواهم پرداخت.

istockphoto 540089526 612x612 1 - تصویری برای تحول پایدار آینده و مدیریت ریسک منابع انرژی

ریسک کاهش منابع انرژی به امکانات و منابعی اشاره دارد که برای تأمین نیازهای انرژی یک کشور مورد استفاده قرار می‌گیرند و احتمال کاهش آن‌ها در آینده وجود دارد. این مسئله می‌تواند تأثیرات جدی بر اقتصاد، امنیت انرژی، و توسعه پایدار یک کشور داشته باشد. در ادامه، برخی از جنبه‌های مهم ریسک کاهش منابع انرژی را توضیح می دهم:

وابستگی به منابع غیرقابل تجدید:

اگر یک کشور به منابع انرژی غیرقابل تجدید (مانند نفت، گاز و زغال سنگ) وابسته باشد، هر گونه کاهش در دسترسی به این منابع می‌تواند به شدت اثرگذار باشد. نه تنها این منابع محدود هستند، بلکه اثرات زیان بار زیادی بر محیط زیست دارند.

تغییرات در قیمت انرژی:

تغییرات ناپیوسته در قیمت منابع انرژی می‌تواند به عنوان یک ریسک مهم محسوب شود. افزایش ناگهانی در قیمت‌های انرژی می‌تواند به تورم اقتصادی، افت فعالیت‌های صنعتی، و افزایش هزینه‌های زندگی منجر شود.

تغییرات قیمت انرژی تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می‌گیرند. شاخص‌های مختلفی وجود دارند که می‌توانند نشان‌دهنده تغییرات در بازار انرژی باشند. در ادامه، به برخی از این شاخص‌ها اشاره میکنم:

قیمت نفت خام: قیمت نفت خام به عنوان یکی از اهم شاخص‌های تغییرات قیمت انرژی در بازار جهانی شناخته می‌شود. قیمت نفت خام به عواملی مانند تقاضا و عرضه جهانی، سیاست‌های تولیدکنندگان نفت، و وقایع جهانی نظیر تنش‌های سیاسی و اقتصادی حساس است.

قیمت گاز طبیعی: قیمت گاز طبیعی نیز همانند نفت خام به عنوان یک شاخص مهم در تغییرات قیمت انرژی در نظر گرفته می‌شود. تقاضا و عرضه گاز طبیعی، توافقات تجاری، و شرایط هواشناسی بر روی این شاخص تأثیرگذارند.

قیمت زغال سنگ: زغال سنگ نیز به عنوان یک منبع اصلی انرژی در بسیاری از کشورها شناخته می‌شود. قیمت زغال سنگ تحت تأثیر عواملی مانند تقاضا و عرضه، سیاست‌های حکومتی، و تأثیر تحولات فناوری در صنعت معدن قرار دارد.

قیمت برق: قیمت برق یکی از مهم‌ترین شاخص‌های تغییرات قیمت انرژی در داخل یک کشور است. این شاخص تحت تأثیر عواملی نظیر ترکیب میزان تولید انرژی از منابع مختلف (تجدیدپذیر و غیرتجدیدپذیر)، هزینه‌های تولید برق، و نیز تغییرات در نیازهای اقتصادی و اجتماعی قرار دارد.

قیمت منابع تجدیدپذیر: در حال حاضر، قیمت منابع تجدیدپذیر نیز به عنوان یک شاخص مهم در بازار انرژی در نظر گرفته می‌شود. قیمت پنل‌های خورشیدی، توربین‌های بادی، و دیگر فناوری‌های تجدیدپذیر تأثیرگذار بر تغییرات در قیمت انرژی هستند.

این شاخص‌ها به عنوان نماینده‌های مختلفی از بازار انرژی می‌توانند در پیش‌بینی تغییرات و تحولات در صنعت انرژی و اقتصاد کمک کنند.

یکی از مثال‌های نمایان بر تغییرات قیمت انرژی و ریسک کاهش منابع انرژی، تجربه افزایش قیمت نفت در دهه 2000 میلادی است. در سال 2008، قیمت نفت خام به سطح بالایی ارتقا یافت. در ژوئیه 2008، قیمت هر بشکه نفت به حدود 147 دلار رسید، که این افزایش ناگهانی به عواملی نظیر افزایش تقاضا جهانی، نوسانات در عرضه نفت، و تنش‌های سیاسی در مناطق تولید کننده نفت، بخصوص خاورمیانه، بازمی‌گردید.

این افزایش ناگهانی قیمت نفت، علاوه بر پراکندگی های اقتصادی در جهان، به عنوان یک ریسک کلان در کاهش منابع انرژی وابسته به نفت در بسیاری از کشورها شناخته شد. کشورهایی که از نفت به عنوان منبع اصلی انرژی استفاده می‌کردند، با مشکلات اقتصادی و ناتوانی در تأمین نیازهای داخلی خود مواجه شدند.

این مثال نشانگر اهمیت مدیریت موثر ریسک‌های مرتبط با تغییرات قیمت انرژی و تنظیم سیاست‌ها برای کاهش وابستگی به منابع انرژی نفتی است. این تجربه همچنین نشان دهنده نقش تصمیمات سیاسی، توسعه منابع تجدیدپذیر، و توجه به تنوع منابع انرژی در کاهش ریسک‌های مرتبط با کاهش منابع انرژی است.

 

یک مثال دیگر از تغییرات قیمت انرژی و ریسک کاهش منابع انرژی مربوط به تجربه کشورها در حوزه گاز طبیعی است. در دهه 2010، قیمت گاز طبیعی در ایالات متحده به طور چشمگیری کاهش یافت. این کاهش به دلیل افزایش تولید داخلی گاز طبیعی به واسطه تکنولوژی استخراج شیل (شیل گاز) و افت تقاضا ناشی از اقتصاد کاهشی بود.

این تجربه نشانگر تأثیرات برگشت‌پذیر در تولید انرژی می‌باشد. کشورهایی که به واردات گاز طبیعی وابسته بودند، با کاهش قیمت گاز طبیعی و افزایش تولید داخلی مواجه شدند. این مسئله به عنوان یک ریسک کاهش منابع انرژی مطرح شد، زیرا تاثیرات اقتصادی و مالی را در کشورها به وجود آورد.

همچنین، مثالی از تغییرات قیمت برق می‌تواند در اواخر سال‌های 2020 ذکر گردد. برخی کشورها با تغییرات ناگهانی در ساختار تولید انرژی به سوی منابع تجدیدپذیر، مانند افزایش استفاده از برق تولید شده از نیروگاه‌های خورشیدی و بادی، با تغییر در قیمت برق مواجه شدند. این تغییرات ممکن است به عنوان یک ریسک برای کشورها در تحول به سوی سیستم‌های انرژی پایدارتر در نظر گرفته شود و به تغییر در نظام قیمت برق، خصوصاً در کشورهایی که در تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر رشد چشمگیری داشته است، منجر شود.

برای مثال، آلمان با اجرای سیاست‌های حمایتی برای تشویق استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، تولید انرژی از نیروگاه‌های خورشیدی و بادی خود را افزایش داده است. این تحول منجر به افزایش تولید انرژی و برق شد، اما همچنین با تغییر در قیمت برق و اثرات مالی برای شرکت‌های تولید کننده برق و مصرف‌کنندگان مرتبط بوده است.

این مثال نشانگر ضرورت برنامه‌ریزی و مدیریت هوشمندانه تحولات در ساختار تولید انرژی است و اهمیت برنامه‌ریزی دقیق، تنوع در منابع انرژی، و توسعه فناوری‌های پایدار در مدیریت ریسک‌های مبتنی برکاهش منابع انرژی می‌باشند.

energy collae scaled - تصویری برای تحول پایدار آینده و مدیریت ریسک منابع انرژی

 نوسانات در تأمین انرژی:

ناپایداری در تأمین منابع انرژی می‌تواند منجر به نوسانات در تأمین انرژی برای صنایع، کسب و کارها، و خانواده‌ها شود. این نوسانات می‌توانند باعث ناتوانی در برنامه‌ریزی استفاده از انرژی و بهبود بهره‌وری شوند.

یکی از مثال‌های بارز از نوسانات در تأمین انرژی مرتبط با ریسک کاهش منابع انرژی، تجربه اروپا در زمینه تأمین گاز طبیعی از روسیه است. در دو دوره مختلف یکی سال ۲۰۰۶، درگیری‌های سیاسی بین روسیه و اوکراین منجر به قطع تأمین گاز طبیعی از سوی روسیه به اوکراین شد و دیگری همین جنگ اخیر روسیه و اوکراین که این واقایع باعث نوسانات قابل توجه در تأمین گاز به اروپا شد و بسیاری از کشورهای اروپایی با نقض تأمین گاز مواجه شدند. این مسئله یکی از نشانه‌های ریسک‌های مرتبط با وابستگی به منابع انرژی خارجی بود و بر وابستگی زیاد بعضی از کشورها به تأمین گاز از روسیه تأکید کرد.

در این مثال، نوسانات در تأمین گاز ناشی از تغییرات در روابط سیاسی و دیپلماتیک باعث شد که کشورها متوجه ریسک‌های احتمالی در تأمین انرژی خود شوند. این واقعه همچنین تحت تأثیر قیمت‌ها و استقرار بازار انرژی در منطقه قرار گرفت و نیاز به توزیع منابع انرژی و ایجاد شبکه‌های انتقال گاز طبیعی را اهمیت بخشید.

این نمونه نشان می‌دهد که نوسانات در تأمین انرژی نه تنها به مسائل اقتصادی بلکه به چالش‌های امنیتی و سیاسی نیز متصل هستند، و بنابراین مدیریت مناسب این ریسک‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است.

یک مثال قدیمی تر از نوسانات در تأمین انرژی، تجربه بحران نفت در دهه 1970 میلادی است. در اوایل دهه 1970، برخی از کشورهای صادرکننده نفت در خاورمیانه، اعتراض به حمایت از اسرائیل توسط غرب را به عنوان دلیل برای کاهش تولید نفت و تامین کشورهای غربی اعلام کردند. این تصمیم منجر به بحران نفت 1973، یا همان “جنگ نفتی”، شد.

در اثر این بحران، کشورهای غربی مواجه با تعلیق تأمین نفت شدند و قیمت نفت به شدت افزایش یافت. این نوسانات شدید در بازار نفت به وضوح نشان‌دهنده ریسک‌های مرتبط با وابستگی به منابع انرژی خارجی بود. کشورها متوجه شدند که تأمین نفت به عنوان منبع انرژی اساسی، به خصوص اگر از مناطقی با اختلافات سیاسی و جنگی بهره‌مند باشد، ممکن است از دست برود. این مثال نشان می‌دهد که چگونه نوسانات در تأمین انرژی می‌توانند ناگهانی تحت تأثیر قرارگیرند و به دلیل عوامل سیاسی و جغرافیایی نیز می‌توانند بر جوامع و اقتصادها تأثیر گذار باشند. بنابراین، برنامه‌ریزی و اجرای سیاست‌هایی که به توزیع منابع انرژی و کاهش وابستگی به منابع خاص کمک کنند، از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

مثال دیگری از نوسانات در تأمین انرژی مرتبط با ریسک کاهش منابع انرژی، تجربه کشور ژاپن پس از حادثه هسته‌ای فوکوشیما در سال 2011 است. زلزله و سونامی این حادثه را ایجاد کردند که منجر به آسیب دیدن نیروگاه هسته‌ای فوکوشیما شد. در پی این حادثه، ژاپن بخش قابل توجهی از نیروگاه‌های هسته‌ای خود را تعطیل کرد و تأمین انرژی الکتریکی از این منابع کاهش یافت. نوسانات در تأمین انرژی در ژاپن به دلیل اتکا به نیروگاه‌های هسته‌ای برای تأمین بخش قابل توجهی از انرژی الکتریکی بود. پس از حادثه، ژاپن مجبور به افزایش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و واردات نفت و گاز شد که به تحولات ناگهانی در بازارهای جهانی انرژی منجر شد. این نوسانات تأثیر زیادی بر هزینه‌ها، امنیت انرژی، و سیاست‌های انرژی ژاپن داشتند. این مثال نشان می‌دهد که حوادث غیرمنتظره مانند حوادث هسته‌ای می‌توانند به طور قابل‌توجهی بر تأمین انرژی تأثیرگذار باشند و نیاز به تصمیمات فوری و تغییرات در سیاست‌های انرژی را برجسته می‌کنند. برنامه‌ریزی جهت افزایش انعطاف‌پذیری در سیستم تأمین انرژی و اجتناب از اتکا به منابع خاص می‌تواند از مهمترین راهکارها باشد.

 

تغییرات تکنولوژیک:

پیشرفت در فناوری‌های تجدیدپذیر و افزایش بهره‌وری انرژی می‌تواند منجر به کاهش نیاز به منابع انرژی سنتی شود. کشورهایی که بتوانند با چنین تغییراتی همگام شوند، می‌توانند از ریسک‌های کاهش منابع انرژی کاسته و به سوی سیستم‌های پایدارتر حرکت کنند. البته تغییرات تکنولوژیک می‌توانند یکی از عوامل مهم در ایجاد ریسک کاهش منابع انرژی باشند. به عنوان مثال، افزایش استفاده از فناوری‌های تجدیدپذیر و تغییرات در حوزه ذخیره‌سازی انرژی می‌توانند به تغییر در تقاضا و عرضه انرژی منجر شوند.

یک مثال از تغییرات تکنولوژیک می‌تواند مربوط به پیشرفت در فناوری باتری‌ها و ذخیره‌سازی انرژی باشد. افزایش کارآیی باتری‌ها و توسعه تکنولوژی‌های ذخیره‌سازی، می‌تواند باعث افزایش توانایی استفاده از انرژی تجدیدپذیر (مانند برق تولیدی از نیروگاه‌های خورشیدی و بادی) شده و در نتیجه به کاهش وابستگی به منابع انرژی فسیلی کمک کند.

همچنین، پیشرفت در فناوری‌های مرتبط با بهینه‌سازی مصرف انرژی در صنایع و افزایش بهره‌وری در انتقال و توزیع انرژی نیز می‌تواند تأثیرگذار باشد. به عنوان مثال، تجهیزات و شبکه‌های هوشمند در صنعت انرژی می‌توانند به مدیریت بهتر تقاضا و تأمین انرژی کمک کنند.

این تغییرات تکنولوژیک، هرچند که می‌توانند به کاهش وابستگی به منابع انرژی سنتی کمک کنند، اما همچنین ممکن است نیازمند سرمایه‌گذاری و تغییر در زیرساخت‌های انرژی باشند. بنابراین، برنامه‌ریزی و مدیریت مناسب در حوزه فناوری انرژی، جهت کاهش ریسک‌های احتمالی و بهبود امنیت انرژی ضروری است.

compressed img XBwQ9OMD6BbnDB8MmMfxJFqW 1536x878 1 - تصویری برای تحول پایدار آینده و مدیریت ریسک منابع انرژی

وابستگی به واردات انرژی:

اگر یک کشور به واردات بیش از حد انرژی وابسته باشد، تحت تأثیر قیمت‌ها و شرایط سیاسی دیگر کشورها قرار می‌گیرد. این وابستگی می‌تواند در مواقع بحرانی وضعیت امنیتی و اقتصادی را تهدید کند.

یک مثال از وابستگی به واردات انرژی، تجربه ژاپن می‌باشد. ژاپن، یک کشور کم‌منابع در حوزه انرژی است و همانطور که در بندهای قبلی عرض کردم بخش قابل توجهی از نیازهای انرژی خود را از واردات انرژی مانند نفت و گاز تأمین می‌کند. این وابستگی بیشتر به واردات انرژی نه تنها هزینه‌های اقتصادی زیادی به دنبال داشته، بلکه امنیت انرژی کشور را نیز تحت تأثیر قرار داد.

 

در مثال دیگر می‌توان به تجربه کشورهای اعضای اتحادیه اروپا اشاره داشت. بسیاری از این کشورها وابستگی زیادی به واردات گاز طبیعی از کشورهای خارج از اتحادیه دارند و همانطور که عرض شد در صورت بروز تنش‌های سیاسی یا مسائل امنیتی در مناطق تأمین‌کننده، این کشورها با مشکلات در تأمین انرژی مواجه می‌شوند.

این نمونه‌ها نشان می‌دهند که وابستگی به واردات انرژی می‌تواند کشورها را در معرض ریسک‌های اقتصادی، سیاسی و امنیتی قرار دهد. برنامه‌ریزی برای توزیع منابع انرژی و توسعه منابع داخلی، می‌تواند به کاهش این وابستگی و افزایش امنیت انرژی کمک کند.

با توجه به این نکات، مدیریت مناسب منابع انرژی، توسعه فناوری‌های پایدار و تنوع در تأمین انرژی می‌تواند به عنوان راهکارهایی برای کاهش ریسک‌های مرتبط با کاهش منابع انرژی مدنظر قرار گیرد.

Risk challenges GettyImages 500304596 - تصویری برای تحول پایدار آینده و مدیریت ریسک منابع انرژی

در پایان با توجه به تفاسیر بالا به صورت چکیده و موردی برای برون رفت از ریسک‌های وابستگی به واردات انرژی و کاهش منابع انرژی، تلاش دارم راهکارهایی را پیشنهاد بدم:

۱. توسعه منابع داخلی انرژی: سرمایه‌گذاری در توسعه منابع داخلی انرژی، از جمله نیروگاه‌های بادی، خورشیدی، هسته‌ای و سایر منابع تجدیدپذیر، که به کشورها کمک می‌کند تا وابستگی خود به واردات انرژی را کاهش دهند.

۲. توسعه فناوری های انرژی: سرمایه‌گذاری در تحقیقات و توسعه فناوری‌های پیشرفته در زمینه انرژی، افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها را ایجاد می‌کند. این اقدامات می‌توانند توانمندی‌های داخلی را در تولید انرژی افزایش دهند.

۳. توزیع منابع: افزایش منابع متنوع انرژی، کشورها را در برابر نوسانات قیمت و مشکلات تأمین محدودیت‌های مربوط به یک منبع خاص محافظت می‌کند.

۴. توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر: استفاده بیشتر از انرژی‌های تجدیدپذیر نظیر نیروگاه خورشیدی و نیروگاه بادی، به کاهش وابستگی به منابع انرژی سنتی کمک می‌کند و همچنین در راستای حفظ محیط زیست خواهد بود.

۵. تسهیل در انجام تبادلات انرژی: توسعه شبکه‌های انرژی بین‌المللی و تسهیل در تبادلات انرژی با کشورهای همسایه، می‌تواند به افزایش انعطاف‌پذیری و کاهش ریسک‌های مرتبط با تأمین انرژی کمک کند.

۶. ترویج کاربرد تکنولوژی‌های نوین: استفاده از تکنولوژی‌های هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و تحلیل داده‌ها در صنعت انرژی می‌تواند به بهبود بهره‌وری، پیش‌بینی تقاضا و مدیریت بهینه شبکه‌های انرژی کمک کند.

۷. توسعه شبکه‌ برق کشور: ساختار قوی و انعطاف‌پذیر در شبکه‌ برق باعث می‌شود که توانایی انتقال و توزیع برق بهبود یابد و از وابستگی به منابع خارجی کاسته شود.

۸. تشویق به مصرف مسئولانه انرژی: افزایش آگاهی مردم در خصوص مصرف انرژی و ترویج رفتارهای مسئولانه نظیر صرفه‌جویی در مصرف انرژی و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، به کاهش فشار بر تأمین انرژی کمک می‌کند.

۹. تشویق به سرمایه‌گذاری خصوصی: ایجاد شرایط لازم و تشویق به سرمایه‌گذاری در زمینه تولید و ذخیره انرژی، به ویژه در صنعت‌های نوظهور، می‌تواند به توسعه منابع داخلی انرژی و کاهش وابستگی به واردات کمک کند.

 

۱۰. تعامل بین‌المللی: برقراری همکاری‌های بین‌المللی در زمینه انرژی، تبادل تکنولوژی و دانش، و ایجاد توافقات برای تأمین انرژی می‌تواند امنیت انرژی را در سطح جهانی تقویت کند و ریسک‌های مشترک را کاهش دهد.

این راهکارها به یکدیگر ترکیب شده و با رویکردهای سیاست‌گذاری مناسب، می‌توانند به کشورها کمک کنند تا در حوزه انرژی خود امنیت داشته باشند و به واردات انرژی وابستگی کمتری داشته باشند.

نویسنده: مهدی پارساوند

12/10/1402

گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی : یک چشم انداز جامع با اشاره به تاثیرپذیری ایران

 

فهرست:

معرفی

درک گرمایش جهانی

 

علل گرم شدن کره زمین

گازهای گلخانه ای و تاثیر آنها

فعالیت های انسانی که در گرم شدن زمین نقش دارند.

پیامدهای گرمایش جهانی

 

افزایش دما و اثرات آن

ذوب شدن یخ ها و افزایش سطح دریا.

تاثیر بر اکوسیستم ها و تنوع زیستی

تغییر اقلیم و الگوهای آب و هوا

 

تغییر در الگوهای آب و هوایی

حوادث آب و هوایی شدید

تغییرات آب و هوایی غیر قابل پیش بینی

آب و تغییر اقلیم

 

اثرات گرمایش زمین بر منابع آب.

تغییر در الگوی بارش

تاثیر بر دسترسی و کیفیت آب

نقش رفتار انسان

 

اهمیت شیوه های پایدار

کاهش ردپای کربن.

اتخاذ عادات دوستدار محیط زیست

تلاش های بین المللی برای مبارزه با تغییرات اقلیمی

 

مروری بر ابتکارات جهانی

موافقت نامه ها و پروتکل ها

تلاش های مشترک برای آینده ای پایدار.

راه حل های تکنولوژیکی

نوآوری برای کاهش تغییرات آب و هوا

منابع انرژی تجدیدپذیر.

فناوری های پایدار

استراتژی های سازگاری

 

مکانیسم های مقابله ای برای جوامع

ایجاد تاب آوری.

برنامه ریزی شهری پایدار.

آگاهی آموزشی

 

اهمیت آموزش محیط زیست

گسترش آگاهی در مورد تغییرات آب و هوا.

تشویق شیوه های پایدار

سیاست ها و مقررات دولتی

 

نقش دولت ها در مقابله با تغییرات اقلیمی

اجرای سیاست های زیست محیطی.

همکاری بین المللی برای توسعه سیاست های حمایتی

 

تغییرات در شیوه های کشاورزی

بازده محصول و امنیت غذایی

روش های کشاورزی پایدار

حفاظت از تنوع زیستی

 

حفاظت از گونه های در معرض خطر

حفظ اکوسیستم ها

نقش تنوع زیستی در تنظیم اقلیم

مشارکت عمومی

تاثیر گرمایش جهانی در ایران

نتیجه

فراخوان اقدام برای آینده ای پایدار

Blog گرمایش زمین  scaled - گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی : یک چشم انداز جامع با اشاره به تاثیرپذیری ایران

معرفی

گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی امروزه یکی از مسائل حیاتی جهانی است که تاثیرات جدی بر زندگی هر انسان و هر جانوری دارد. این مقاله به بررسی علل گرمایش جهانی، پیامدهای آن بر تغییرات اقلیمی، تأثیرات بر آب و هوا، و راهکارهای مختلف جهانی و فناورانه برای مقابله با این چالش پرداخته و سعی داریم تا آگاهی عمومی را در این زمینه افزایش دهیم.

 

درک گرمایش جهانی

گرمایش جهانی پدیده‌ای است که زمین را تغییر می‌دهد و تأثیرات جدی بر زمین و محیط زیست دارد. این پدیده به افزایش دما در سطح زمین اشاره دارد که ناشی از عوامل مختلفی می‌شود. برای بهترین درک از این پدیده، نیاز است تا به جزئیات علل و تأثیرات گرمایش جهانی پرداخت.

 

علل گرمایش جهانی

گازهای گلخانه‌ای

یکی از عوامل اصلی گرمایش جهانی، وجود گازهای گلخانه‌ای است. این گازها شامل دی‌اکسید کربن، متان، نیتروز اکسید  و گازهای دیگر هستند. زمانی که این گازها در جو آزاد می‌شوند، تابش‌های خورشیدی که به زمین می‌رسد را در جو زمین نگه میدارد ( مانع از خروج انرژی خورشیدی بازتابنده از سطح زمین میشود). گازهای گلخانه‌ای این انرژی را به شکل حرارت به زمین باز می‌گردانند که باعث افزایش دمای زمین می‌شود.

 

فعالیت‌های انسانی

انسان‌ها نیز نقش بسزایی در گرمایش جهانی دارند. افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای از جمله نتایج فعالیت‌های انسانی است. احتراق سوخت‌های فسیلی مانند نفت و گاز، انجام فعالیت‌های کشاورزی و دامپروری و از بین بردن جنگل‌ها، همگی به افزایش این گازها کمک می‌کنند. ایجاد عادات پایدار و کاهش اثرات زیست‌محیطی از اهمیت بسیاری برخوردار است.

1629905921312 - گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی : یک چشم انداز جامع با اشاره به تاثیرپذیری ایران

تأثیرات گرمایش جهانی

افزایش دما

یکی از تأثیرات بارز گرمایش جهانی، افزایش دماها در سطح زمین است. این افزایش می‌تواند منجر به تغییرات آب و هوایی، گرمایش اقیانوس‌ها، و افت سطح یخچال‌ها در قطب های زمین شود.

 

تغییر اقلیم و الگوهای هواشناسی

گرمایش جهانی تأثیرات مستقیمی بر الگوهای هواشناسی دارد. افزایش بارش در برخی مناطق و کمبود آب در دیگر مناطق از جمله تغییرات مشهود هستند. تغییرات اقلیمی منجر به تغییرات در الگوهای هواشناسی با تداوم هوای نامنظم و حوادث آب و هوایی شدید شده است. تغییرات آب و هوایی نیز بر منابع آبی تأثیر می‌گذارد. الگوهای بارش و کیفیت آب دچار تغییراتی می‌شوند که بر دسترسی و کیفیت آب اثر گذاشته اند.

 

تغییرات در اکوسیستم‌ها

تغییرات در اکوسیستم‌ها یکی از ابعاد مهم و ناشی از گرمایش جهانی است که به شدت تأثیرات جامعه زیستی زمین را تحت تأثیر قرار داده است. انتظار می‌رود که گرمایش جهانی تغییرات جدی در اکوسیستم‌ها ایجاد کند، از جمله انتقال گونه‌ها به مناطق دیگر و از بین رفتن برخی گونه‌های روی زمین.

  1. تغییر در توزیع گونه‌ها

یکی از نتایج بارز گرمایش جهانی، تغییر در توزیع جغرافیایی گونه‌ها است. گونه‌ها که به تغییرات دمایی عادت ندارند، به دنبال مناطق با شرایط جدید مهاجرت می‌کنند. این تغییرات ممکن است منجر به اختلافات در جامعه‌های جانوری و گیاهی شوند.

  1. افت سطح یخچال‌ها و افزایش سطح دریا

یکی از تأثیرات بزرگ گرمایش جهانی، ذوب یخچال‌ها و افزایش سطح دریا است. این تغییرات باعث تغییر در محیط‌های ساحلی می‌شوند و مناطق ساحلی را تحت فشار قرار می‌دهند. حتی تغییرات کوچک در سطح آب دریا می‌توانند تأثیرات عظیمی بر اکوسیستم‌های ساحلی داشته باشند.

  1. تأثیر بر گیاهان و جانوران

گرمایش جهانی می‌تواند تأثیرات زیادی بر گیاهان و جانوران داشته باشد. تغییرات در الگوهای بارش ممکن است مناطق خشک را گسترش دهد یا به اختلافات بزرگ در توزیع گیاهان و جانوران منجر شود. برخی گونه‌ها ممکن است به شرایط جدید عادت کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است با مشکلات اکولوژیکی مواجه شوند.

  1. تغییر در الگوی مهاجرت حیات وحش

حیات وحش نیز تحت تأثیر گرمایش جهانی قرار گرفته‌اند. الگوهای مهاجرت و تعداد حیواناتی که به مناطق خاص مهاجرت می‌کنند، ممکن است به شدت تغییر کند. این تغییرات ممکن است به افت یا افزایش جمعیت برخی از گونه‌ها منجر شود و به تعادل طبیعت ضربه بزند.

تغییرات در اکوسیستم‌ها به عنوان یکی از نتایج گرمایش جهانی، می‌تواند موجب اختلال در زنجیره غذایی، کاهش تنوع زیستی و تغییرات جمعیتی گونه‌ها شود. این چالش ها نیازمند تدابیر فوری و هماهنگی جهانی برای محافظت از تعادل طبیعت و حفظ اکوسیستم‌های زمین هستند.

AdobeStock 577384822 - گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی : یک چشم انداز جامع با اشاره به تاثیرپذیری ایران

تلاش های بین المللی برای مبارزه با تغییرات اقلیمی

تغییرات اقلیمی یک چالش جهانی است و نیازمند هماهنگی و تعامل بین کشورها برای مقابله با آن است. تلاش‌های جهانی برای مقابله با تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی از طریق توافقات و اقدامات مشترک معرفی می‌شوند. تعدادی از تلاش‌های بین‌المللی برای مبارزه با این چالش عظیم عبارتند از:

توافق پاریس:

توافق پاریس یکی از مهم‌ترین تلاش‌های بین‌المللی برای مبارزه با تغییرات اقلیمی است. این توافق در سال 2015 توسط ۱۹۶ کشور به امضاء رسید و هدف اصلی آن تعهد کشورها به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و محافظت از محیط زیست برای جلوگیری از افزایش دما بود. کشورها تعهد کردند تا حدود سال ۲۱۰۰ دما را کاهش دهند و تلاش کنند تا حداقل سطح دریا را تضمین کنند.

 

سازمان ملل متحد: اهداف توسعه پایدار

سازمان ملل متحد (UN) اهداف توسعه پایدار (SDGs) را اعلام کرده است که در بین آن‌ها اهداف مرتبط با تغییرات اقلیمی نیز جای دارد. این اهداف شامل کاهش اثرات نامطلوب تغییرات اقلیمی، حفاظت از آب و خاک، و تشویق به استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر است. تلاش‌های هماهنگ و جهانی در راستای این اهداف، به کاهش تأثیرات منفی تغییرات اقلیمی کمک می‌کند.

 

اتحادیه اروپا و اهداف فیت پاور ۲۰۵۰

اتحادیه اروپا به عنوان یک نمونه برجسته در تلاش‌های بین‌المللی برای مبارزه با تغییرات اقلیمی شناخته می‌شود. اتحادیه اروپا اهداف “فیت پاور ۲۰۵۰” را اعلام کرده است که به دنبال تبدیل به یک منطقه با انرژی پایدار و کاهش اثرات گازهای گلخانه‌ ای است. این اهداف شامل کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و افزایش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر است.

 

تعهدات اقتصادی برای توسعه پایدار

تعدادی از بزرگترین کشورهای جهان نیز تعهدات خود را به منظور توسعه پایدار اعلام کرده‌اند. چین، به عنوان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان گازهای گلخانه‌ای، تعهد کرده است که از سال ۲۰۳۰ در این مسیر به کمترین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای برسد. این تعهدات نه تنها به کاهش اثرات منفی تغییرات اقلیمی کمک می‌کنند بلکه به ایجاد مدل‌های پایدار برای سایر کشورها نیز الهام می‌بخشند.

تلاش‌های بین‌المللی برای مبارزه با تغییرات اقلیمی نشان از تعهد جهانی به حفظ محیط زیست دارند. این تلاش‌ها نه تنها به بهبود وضعیت اقلیم جهانی کمک می‌کنند بلکه نمونه‌های مثبتی برای همکاری بین‌المللی و ارتقاء توسعه پایدار فراهم می‌کنند.

coal jon macdougall afp getty scaled 1 - گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی : یک چشم انداز جامع با اشاره به تاثیرپذیری ایران

راه‌حل‌های تکنولوژیکی برای مقابله با تغییرات اقلیمی

استفاده از فناوری‌های نوین و منابع انرژی تجدیدپذیر به عنوان راه‌حل‌ی مؤثر در مقابله با این چالش‌های جهانی معرفی شده است.

تکنولوژی‌ها در مقابله با تغییرات اقلیمی می‌توانند نقش موثری ایفا کنند. راه‌حل‌های تکنولوژیکی که برای مقابله با تغییرات اقلیمی ارائه شده‌اند، شامل ابتکارات در زمینه‌های انرژی، حفاظت از محیط زیست، و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شوند.

 

۱. انرژی تجدیدپذیر

استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، باد، هیدروپاور، و انرژی دریایی به عنوان منابع انرژی پایدار، یکی از مهم‌ترین راه‌حل‌های تکنولوژیکی برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است. با توجه به دسترس پذیری انرژی خورشیدی توسعه نیروگاه های خورشیدی از زمان توافق پاریس به میزان قابل توجهی افزایش داشته است و کشورهایی مثل ایران با توجه به روزهای آفتابی 300 روز در سال و نرخ تولید بالا در نیروگاه خورشیدی امکان این را دارند با بهره برداری از نیروگاه های خورشیدی هم در تامین برق و افزایش قابلیت اطمینان صنعت برق کشور و هم در مسیر همکاری های بین المللی در زمینه صفر خالص و سیاست های تغییرات اقلیمی گام های موثری بردارند.

 

۲. انرژی هسته‌ای

استفاده از انرژی هسته‌ای به عنوان یک منبع انرژی کم‌انتشار و پایدار می‌تواند در تولید برق برای جلوگیری از افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای موثر باشد. البته، باید به مسائل امنیتی و مدیریت پسماند هسته‌ای توجه شود.

 

۳. ذخیره‌سازی انرژی

توسعه تکنولوژی‌های ذخیره‌سازی انرژی، مانند سیستم‌ باتری های پیشرفته و ذخیره‌سازی حرارتی، به عنوان یک راه‌حل موثر برای استفاده بهینه از انرژی تجدیدپذیر و تسهیل انعطاف‌پذیری شبکه انرژی است.

 

۴. کاهش آلودگی هوا

تکنولوژی‌های کاهش آلودگی هوا و انتشار گازهای گلخانه‌ای، مانند فیلترهای خودروها، تصفیه دودهای صنعتی، و سیستم‌های تصفیه هوا در نیروگاه‌ها، می‌توانند به کاهش اثرات منفی بر آب و هوا کمک کنند.

 

۵. کاهش ضایعات غذایی

استفاده از تکنولوژی در مدیریت زنجیره تأمین غذا، ساماندهی کشاورزی هوشمند، و توسعه فناوری‌های نوین برای حفظ و نگهداری بهتر مواد غذایی، می‌تواند به کاهش ضایعات غذایی و کاهش اثرات زیست‌محیطی مرتبط با تولید غذا کمک کند.

راه‌حل‌های تکنولوژیکی در مقابله با تغییرات اقلیمی نه تنها به بهینه‌سازی استفاده از منابع انرژی مانند انرژی تجدیدپذیر کمک می‌کنند بلکه در سایر زمینه‌های زیست محیطی و اقتصادی نیز اثرگذار هستند. استفاده هوشمندانه از تکنولوژی‌ها در مسیری سازگار با محیط زیست، از اهمیت فراوانی برخوردار است.

 

استراتژی‌های سازگاری با تغییرات اقلیمی

تغییرات اقلیمی نه تنها نیازمند اقدامات پیش گیرانه بلکه نیارمند استراتژی‌های سازگاری نیز می‌باشد. استراتژی‌های سازگاری به منظور کاهش آسیب‌پذیری جوامع و محیط زیست در برابر تغییرات اقلیمی و تأثیرات آن طراحی شده‌اند. در ادامه، به توضیح برخی از این استراتژی‌ها پرداخته می‌شود:

۱. تنظیم الگوهای کشاورزی

تغییر الگوهای کشاورزی با توجه به شرایط آب و هوایی جدید، از جمله استراتژی‌های سازگاری است. این شامل استفاده از بذرها و نهال‌های مقاوم به دما و بارندگی متغیر، توسعه کشت انواع مقاوم به خشکسالی، و بهینه‌سازی زمان برداشت محصولات می‌شود.

۲. توسعه زیرساخت‌های مقاوم

تقویت زیرساخت‌های شهری و روستایی به منظور مقاومت در برابر حوادث مرتبط با تغییرات اقلیمی، از جمله سیلاب، سونامی، و تغییرات هواشناسی است. ساخت سد‌ها، بهینه‌سازی شبکه آبیاری، و توسعه زیرساخت‌های مقاوم به افزایش سطح دریا نمونه‌هایی از این استراتژی‌ها هستند.

۳. حفاظت از مناطق ساحلی

حفاظت از مناطق ساحلی در برابر افزایش سطح دریا و فوران طوفان‌ها از دیگر اقدامات سازگاری است. ساخت موج‌شکن‌ها، برپا کردن پله‌های مهندسی برای جلوگیری از سیلاب در سواحل، و احداث ساختمان‌های مقاوم به طوفان این استراتژی‌ها را تشکیل می‌دهد.

۴. ترویج کشاورزی پایدار

کشاورزی پایدار با کاهش مصرف آب، استفاده از کودهای ارگانیک، و استفاده از روش‌های کشاورزی مدبرانه به منظور حفظ خاک، به عنوان یک استراتژی سازگاری در برابر تغییرات اقلیمی شناخته می‌شود.

۵. تنظیم الگوهای شهرسازی

تغییر الگوهای شهرسازی با هدف کاهش گرمای شهری، افزایش سبزی‌ها، و بهبود تردد انرژی، نیز از جمله استراتژی‌های موثر در مقابله با تغییرات اقلیمی می‌باشد.

استراتژی‌های سازگاری با تغییرات اقلیمی نه تنها به حفاظت از انسان‌ها و محیط زیست کمک می‌کنند بلکه به تحقق توسعه پایدار و ایجاد جوامع مقاوم‌تر نیز کمک می‌نمایند. تلفیق استراتژی‌های سازگاری و جلوگیری، اساسی‌ترین مقابله با چالش‌های تغییرات اقلیمی می‌باشد.

افزایش ارتفاع خلیج‌فارس و دریای عمان؛ چه بر سر جزایر کشورمان می‌آید؟ copy - گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی : یک چشم انداز جامع با اشاره به تاثیرپذیری ایران

افزایش ارتفاع خلیج‌فارس و دریای عمان؛ چه بر سر جزایر کشورمان می‌آید؟

 

سیاست‌ها و مقررات دولتی در مقابله با تغییرات اقلیمی

تغییرات اقلیمی نیازمند اقدامات گسترده دولتی و تدابیر سیاستی جهت حفاظت از محیط زیست و کاهش تأثیرات زیان‌بار آن می‌باشد. در ادامه، به برخی از سیاست‌ها و مقررات دولتی در این زمینه پرداخته خواهد شد:

۱. تعهدات بین‌المللی

دولت‌ها برای مقابله با تغییرات اقلیمی در چارچوب تعهدات بین‌المللی مشارکت دارند. این تعهدات شامل توافق‌نامه‌هایی همچون توافق پاریس است که کشورها را به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و اجرای استراتژی‌های سازگار با تغییرات اقلیمی تشویق می‌کند.

۲. استانداردها برای صنایع

تعیین استانداردها و مقررات برای صنایع با هدف کاهش آلودگی هوا، بهینه‌سازی مصرف انرژی، و استفاده از فناوری‌های تمیز، جزء سیاست‌های دولتی می‌باشد. این اقدامات به تحقق اهداف زیست محیطی و کاهش اثرات منفی صنایع بر تغییرات اقلیمی کمک می‌کند.

۳. تشویق به انرژی تجدیدپذیر

تشویق به توسعه و استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر از جمله سیاست‌های دولتی موثر در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است. تخصیص اعتبارات و تسهیلات مالی به پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر و تخصیص امتیازات مالیاتی مثبت نیز از جمله این تشویقات می‌باشد.

۴. مدیریت زیست محیطی

تدابیر مدیریت زیست محیطی، مانند حفاظت از جنگل‌ها، حفظ تنوع زیستی، و مدیریت پسماند، به عنوان سیاست‌های اساسی در جهت کاهش اثرات منفی تغییرات اقلیمی در نظر گرفته می‌شوند. دولت‌ها موظف به اجرای قوانین حفاظت از محیط زیست و ترویج اقدامات زیست محیطی هستند.

 

۵. تحقیقات و توسعه

استفاده از تحقیقات و توسعه فناوری‌های نوین برای مقابله با تغییرات اقلیمی از اهمیت بالایی برخوردار است. دولت‌ها باید سیاست‌هایی را تدوین و پیاده کنند که به تحقیقات زیرساخت‌های نوآورانه برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای تشویق کنند.

 

  1. نظارت و اجرای قوانین

تعیین نظرات و اجرای قوانین زیست محیطی برای کسب‌وکارها و صنایع از جمله وظایف دولت می‌باشد. نظارت دقیق بر پیشرفت اجرای سیاست‌ها و پیشگیری از تخلفات زیست محیطی، بر اثربخشی این سیاست‌ها تأثیرگذار است.

ترکیب صحیح سیاست‌ها و مقررات دولتی در حوزه تغییرات اقلیمی با همکاری بین‌المللی و تعامل با بخش خصوصی می‌تواند به بهبود وضعیت محیط زیست و مقاومت در برابر تغییرات اقلیمی منجر شود.

افزایش دما در ایران؛ دو برابر کره زمین png crdownload copy - گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی : یک چشم انداز جامع با اشاره به تاثیرپذیری ایران

افزایش دما در ایران؛دو برابر کره زمین

 

تاثیر گرمایش جهانی در ایران

ایران، کشوری با تنوع آب و هوایی و اقلیمی نیز ، تحت‌تأثیر این تغییرات آب و هوایی قرار گرفته و تغییرات زیادی در محیط زیست و اقتصاد خود شاهد است. در ادامه به بررسی تاثیر گرمایش جهانی در ایران می‌پردازیم.

  1. تغییرات در الگوی بارش:

یکی از تأثیرات گرمایش جهانی در ایران، تغییرات در الگوی بارش است. برخی مناطق ممکن است با کاهش بارش و خشکسالی مواجه شده و در عین حال، برخی دیگر با بارش‌های شدید و سیلاب روبرو شوند. این موضوع می‌تواند به تأثیرات جدی بر کشاورزی و منابع آب مناطق مختلف ایران داشته باشد.

شیب تغییرات خطی بارش از سال 1977 تا 2012 را نشان می‌دهد اعداد منفی copy - گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی : یک چشم انداز جامع با اشاره به تاثیرپذیری ایران

شکل فوق شیب تغییرات خطی بارش از سال 1977 تا 2012 را نشان می‌دهد

 

 

  1. افزایش دما و گرم‌شدن زمستان‌ها:

در دهه‌های اخیر، افزایش دما و گرم‌شدن زمستان‌ها در ایران به وضوح قابل مشاهده است. این تغییرات می‌تواند به کاهش برف و یخ در مناطق کوهستانی و تغییر در چرخه زندگی گیاهان و جانوران منطقه منجر شود.

  1. تأثیر بر کشاورزی:

گرمایش جهانی می‌تواند بر کشاورزی ایران تأثیر بگذارد. افزایش دما و تغییرات در الگوی بارش می‌تواند باعث کاهش تولید محصولات کشاورزی، افزایش تبخیر و نیاز به آب بیشتر گیاهان شود.

  1. تغییرات در جغرافیای گیاهان و جانوران:

تغییر در اقلیم و دما به تغییرات در جغرافیای گیاهان و جانوران مناطق مختلف ایران منجر شده است. برخی گونه‌ها به مناطق جدید مهاجرت کرده یا از دست رفته اند که این پدیده تعادل بیولوژیکی را به خطر انداخته است.

  1. تأثیر بر منابع آب:

گرمایش جهانی توانسته بر منابع آب ایران تأثیر بگذارد. افزایش تبخیر و کاهش بارش در برخی مناطق باعث کاهش منابع آبی شده است و مشکلات آبی را تشدید کرده است.

تاثیرات گرمایش جهانی در ایران بسیار گسترده و دوچندان است و نیاز به برنامه‌ریزی دقیق و اقدامات سازگار با این تغییرات دارد. حفاظت از محیط زیست، افزایش اطلاعات عمومی و همکاری بین‌المللی می‌تواند در کاهش اثرات منفی گرمایش جهانی در ایران مؤثر باشد. در پاسخ به این سوال که تا امروز دولت های ایران چه تلاشی در تحقق اقدامات پیشگیرانه تغییرات اقلیمی داشتند باید با تاسف بسیار پاسخ داد که جز هدف گذاری، اقدام موثری مطابق با برنامه های توسعه ای شکل نگرفته و رویکردهای اجرایی نیز در تضاد با سیاست های زیست محیطی بوده است. برخی از این اقدامات شامل عدم حمایت های دولتی از احداث نیروگاه های تجدیدپذیر میباشد و اینکه امروز چرا در ایران نیروگاه خورشیدی نداریم میتواند ناشی از عدم حمایت های واقعی دولتی باشد، اینکه حمایت های صرفا تعرفه ای و عقد قراردادهای تضمینی بدون پشتوانه اجرایی نمیتواند اثربخش باشد و نتیجه آن تا امروز بهره برداری کمتر از  1 گیگاوات نیروگاه های تجدیدپذیر بوده، حال آنکه مطابق با برنامه های توسعه ای میبایست تا امروز بیش از 10 گیگاوات نیروگاه تجدیدپذیر از جمله نیروگاه خورشیدی در ایران احداث میگردید.

نتیجه

با توجه به تاثیرات وسیع گرمایش جهانی، لازم است که اقدامات فوری و جدی برای مقابله با این چالش بزرگ انجام شود. هر فرد و جامعه به عنوان یک بخش از جهان مسئولیت دارند تا به حفظ محیط زیست و مبارزه با گرمایش جهانی کمک کنند. مشارکت عمومی و حرکات مردمی به عنوان یکی از عوامل کلیدی در مقابله با گرمایش جهانی مورد بررسی قرار می‌گیرد.

 

نویسنده: مهدی پارساوند

طراحی مفهومی نیروگاه تولید همزمان شامل توربین گاز، انرژی بادی، خورشیدی، زیست توده و سیستم آب شیرین کن

چکیده

از روشهای مقابله با اثرات آلودگی و تغییرات اقلیمی، افزایش راندمان سیکل های نیروگاهی با استفاده از ترکیب انرژی های تجدیدپذیر به عنوان جایگزینی برای سوخت های فسیلی است.  امروزه تکنولوژی های متنوعی در زمینه افزایش بهره روی نیروگاه ها به وسیله ترکیب سوختهای فسیلی با انواع انرژیهای تجدیدپذیر در مقیاس های کوچک ارائه شده است.  یکی از این تکنولوژی ها استفاده از سیکل تولید همزمان برق و حرارت است که مانع از اتلاف حرارت زیاد در سیکل معمولی توربین گاز شده و راندمان کلی نیروگاه را بالا می برد . البته تامین آب شیرین در مناطق گرمسیری ایران نیز از دیگر مشکلات مهم پیش رو است که با توجه به تغییرات آب و هوایی نیازمند توجه روز افزون است . به همین منظور در این پژوهش با بررسی نمونه های واقعی و امکان سنجی های موجود در مقالات و با در نظر گرفتن امکانات موجود در ایران، طراحی ماژولار یک نیروگاه ترکیبی انرژی های تجدیدپذیر با تولید همزمان و آب شیرین کن انجام شده است. در این طراحی یک ماژول توربین گاز برای بخش تولید همزمان برق و حرارت، کلکتورهای خورشیدی با قابلیت افزایش دمای سوخت پیش از ورود به محفظه احتراق و با قابلیت استفاده در سیستم آب شیرین کن تقطیری خورشیدی، به همراه پنل های فتوولتاییک برای استفاده در سیستم آب شیرین کن از نوع اسمز معکوس در نظر گرفته شده است . بخش بادی شامل توربین باد و بخش مکمل زیست توده به همراه گازی ساز برای تولید بیوگاز و تزریق آن به سوخت میباشد. در نهایت، دیاگرام طراحی پیشنهادی در دو شهر کیش و شیراز با بررسی داده های تابش سالیانه خورشید و وزش باد ارائه شده است.

مقدمه

امروزه به علت مشکلات محیط زیستی مرتبط با انتشار گازهای آلاینده و کاهش ذخایر سوختهای فسیلی، منابع تجدیدپذیر انرژی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند . انرژی حاصل از باد، خورشید، زمین گرمایی و زیست توده از جمله این منابع هستند که در مقایسه با زغال سنگ، نفت، گاز و سایر سوختهای تجدید ناپذیر، آلودگی بسیار کمتری داشته و منابع پاک انرژی محسوب میشوند و در مقیاس زمانی انسانی نیز به طور طبیعی قابلیت جایگزینی دارند. اما منابع تجدیدپذیر انرژی نیز مشکلاتی از قبیل هزینه اولیه بالا و متناوب بودن انرژی تولیدی دارند . با توجه به پیشرفتهای تکنولوژیک، هزینه ساخت نیروگاه های تجدیدپذیر به طور قابل توجهی کاهش پیدا کرده است اما برای رفع مشکل پیش بینی ناپذیری انرژی های تجدیدپذیر و وابستگی آنها به شرایط محیطی و اقلیمی، راهکارهای متعددی پیشنهاد شده است. یکی از این راهکارها استفاده از سیستم های ترکیبی انرژی های تجدیدپذیر است.

انعطاف پذیری بالای این سیستمهای ترکیبی آنها را برای استفاده در مناطق دوردست نیز مناسب میکند. تولید همزمان یا CHP  شامل تولید همزمان چند نوع انرژی قابل استفاده  )معمولاً مکانیکی و گرمایی(  در یک سیستم یکپارچه است. در تکنولوژی تولید همزمان، حرارت قابل استفاده و انرژی الکتریکی در یک پروسه و با بازدهی بالا به صورت همزمان تولید میشوند . در روشهای معمول 60 درصد انرژی تولید شده به شکل بخار هدر میشود اما در این سیستم، حرارت همزمان با انرژی الکتریکی جذب شده و مورد استفاده قرار میگیرد که این کار باعث افزایش بازدهی سیستم تا 80 درصد میگردد.

یک واحد تولید همزمان شامل اجزا و تجهیزات مختلفی است که نوع آنها تاثیر قابل توجهی در نحوه کارکرد و ظرفیت نیروگاه دارد.  محرکهای اولیه ، تجهیزات بازیافت حرارت ، تجهیزات الکتریکی و تجهیزات کنترلی مهمترین قسمتهای یک نیروگاه تولید همزمان را تشکیل میدهند.  چهار نوع محرک اولیه شامل توربین گاز، توربین بخار، پیل های سوختی و موتورهای رفت و برگشتی در سیستم های تولید همزمان کاربرد دارد. با در نظرگرفتن اهداف طراحی، محرک اولیه از نوع توربین گازی انتخاب میشود . هدف از پژوهش طراحی یک نیروگاه دوستدار محیط زیست است پس باید تا حد امکان آلودگی کمتری ایجاد شود . از سوی دیگر، دسترسی به انرژی های باد و خورشید متغیر با شرایط آب و هوایی است و در مناطق مختلف نیز احتمال دسترسی به حجم بالای زیست توده اندک است. در چنین شرایطی و در زمان پیک بار، گاز به سرعت میتواند وارد مدار شود و کمبود انرژی را برطرف نماید . از دیگر مزایای توربین گازی تعداد تجهیزات کمتر نسبت به توربین بخار و تولید میزان حرارت بالا است که حرارت یا برق تولیدی در انواع سیستمهای آب شیرین کن میتواند مورد استفاده قرار گیرد.

 

مرور برخی نمونه های سیستم های ترکیبی مشابه

در این بخش دو نمونه از نیروگاه های ترکیبی انرژیهای تجدیدپذیر مورد بررسی قرار میگیرند.

نیروگاه بادی تولید همزمان اس سی جانسون     (SC Johnson Waxdale powerplant)

کارخانه تولیدی اس سی جانسون از گاز طبیعی و گاز حاصل از لندفیل ها برای نیروگاه تولید همزمان خود استفاده میکند. استفاده از گازحاصل از لندفیل که در محلی نزدیک به همان کارخانه تولید میشوند باعث کاهش تولید گازهای گلخانه ای میشود.  این کارخانه شامل دو توربین است که توربین اول با گاز متان حاصل از لندفیل کار میکند و سوخت توربین دوم مخلوطی از گاز طبیعی و گاز لندفیل است. بخشی از گاز لندفیل استفاده نشده در توربین اول میتواند در توربین دوم مورد استفاده قرار گیرد که عموما 5 الی 10 درصد سوخت توربین دوم را تشکیل میدهد . حرارت تولیدی که در یک سیستم معمولی در زمان تولید برق هدر میرود، در این سیستم توسط بازیاب حرارتی تبدیل به بخار فشار بالا میشود که برای گرمایش و فرایندهای تولید کارخانه مورد استفاده قرار میگیرد.

 

Untitled 1 1 - آب شیرین کن خورشیدی و بادی

 

در ابتدا کارخانه فقط شامل یک توربین 3,2 مگاواتی بود که با گاز حاصل از لندفیل که عمدتا از متان تشکیل شده است کار میکرد. در سال 2005 ، یک توربین 3,2 مگاواتی ساخت شرکت سولار با سوخت گاز طبیعی به مجموعه اضافه شد. توربین دوم، نیروگاه تولید همزمان ۴ 6, مگاواتی، بار پایه موردنیاز برای مجموعه کارخانه به مساحت 2,2 میلیون مترمربع فراهم میکند.

مشخصات این دو توربین به شرح جداول زیر است:

توربین دوم

 

توربین اول

 

Solar Centaur 40TM

 

Northern Power Systems

 

نوع
3,2 MW 3,2 MW ظرفیت
گاز طبیعی گاز لندفیل سوخت

 

سال 2012 دو توربین بادی هرکدام با توان 1,5 مگاوات نیز به مجموعه اضافه شدند که منجر شد کارخانه اس سی جانسون بتواند به کمک این مجموعه کل برق موردنیاز خود را در محل تولید کند.

 

طراحی نیروگاه مقیاس کوچک ترکیبی انرژیهای تجدیدپذیر و واحد آب شیرین کن

در اقلیم های گرم و مرطوب به علت نیاز به تجهیزات خنک کننده، الکتریسیته اصلی ترین منبع انرژی موردنیاز است . نواحی دورافتاده در مناطق گرم و مرطوب معضل تامین پایدار برق و تهیه آب شیرین دارند . بسته به نوع فرآیند، از انرژی الکتریکی یا حرارت برای تهیه آب شیرین از دریا استفاده میشود که در صورت تهیه برق اضافی میتوان از سیستم های آب شیرین کن به عنوان روشی برای استفاده از برق اضافی تولید شده و ذخیره آن بصورت آب استفاده کرد.  سیستم های آب شیرین کن عموما به منبعی پیوسته از انرژی و جریانی پیوسته از آب نیازمند هستند.  البته در سیستم اسمز معکوس برخی فرآیندها میتوانند بطور ناپیوسته و نیمه بار کار کنند بدون اینکه به تجهیزات آب شیرین کن آسیبی وارد شود . به دلیل پایین بودن میزان پیک بار و دشواری حمل و نصب تجهیزات بزرگ، فقط توربین های بادی مقیاس کوچک  )بین100 تا 300 کیلووات(  قابلیت نصب در جزیره را دارند . از جمله مواردی که در انتخاب نوع توربین در این منطقه باید مدنظر قرار گیرد مقاومت نسبت به طوفان است و بر همین اساس توربینNW29  با توان 225 کیلووات و سرعت قطع پایین m/s ۴ انتخاب شده است.

 

جدول 2 مشخصات منطقه برای طراحی نیروگاه مقیاس کوچک و تولید برق و آب

Picture1 - آب شیرین کن خورشیدی و بادی

 

فیلتراسیون و نمک زدایی حرارتی دو رویکرد در واحدهای آب شیرین کن هستند که در روش حرارتی میتوان از کلکتورهای خورشیدی جهت استفاده از انرژی خورشید برای تقطیر آب استفاده کرد . از آنجایی که روش حرارتی خورشیدی نیز نیازمند نصب کلکتورهای خورشیدی در مساحتی به اندازه000 ۴ مترمربع از منطقه است، نهایتا این روش از نظر هزینه مناسب این منطقه نمیباشد. زمانی که هزینه برق پایین است MVC  یا روش متراکم سازی مکانیکی بهترین روش برای استفاده در آب شیرین کن است چون هیچ حرارتی را مصرف نمیکند و در قیمت های بالاتر برق، RO بهترین روش خواهد بود . باتوجه به دلایل ذکر شده، برای این جزیره نهایتا روش MVC مناسب است که این فرآیند با ظرفیت نامی 180 / day قادر به تولید 150 / day آب خواهد بود. هزینه ذخیره سازی آب کمتر از ذخیره سازی برق است، بنابراین تولید آب در زمانی که برق اضافی تولید میشود از جمله مزایای نصب سیستم آب شیرین کن است.  در مناطقی با این اقلیم عموما از تانکرها جهت ذخیره آب استفاده میشود که حداکثر ظرفیت 300 مترمکعب را دارا هستند.

 

معرفی ماژول های استفاده شده در طراحی

در این بخش با هدف طراحی ماژولار یک نیروگاه مقیاس کوچک دور از شبکه، ماژول های مختلف براساس تجهیزات موجود در داخل کشور انتخاب میشوند. با توجه به نمونه های بررسی شده، توربین گازی انتخاب شده از نوع Solar Centaur 40TM است که از توربین های گازی موجود در داخل ایران است.  از سایر دلایل انتخاب این توربین قابلیت استفاده از سوخت ترکیبی گاز طبیعی با گاز لندفیل )با بیش از 50 درصد متان ( به میزان حدود 5 الی 10 درصد کل سوخت طبق نمونه کارخانه اس سی جانسون است.

Untitled 2 1 - آب شیرین کن خورشیدی و بادی

 

ماژول توربین بادی

مزایای استفاده از توربین بادی در سیکل تولید همزمان شامل افزایش راندمان و قابلیت اطمینان و تامین منبع انرژی از منابع دوستدار محیط زیست است . با در نظرگرفتن نسبت ظرفیت بخش تولید همزمان به بخش بادی در نمونه های بررسی شده، ظرفیت پیشنهادی حدودی استخراج شده است.  برای مثال در کارخانه اس سی جانسون با داشتن دو توربین گازی 3,5 مگاواتی به منظور تامین کل برق موردنیاز کارخانه دو توربین بادی مجموعا به ظرفیت 3 مگاوات نصب شده است. اما در این طرح پیشنهادی صرفا به ترکیب دو نوع انرژی اکتفا نشده و به همین منظور توان توربین بادی به میزان بسیار کمتری ) 250 کیلووات ( و با توجه به ظرفیت توربین های بادی رایج در کشور انتخاب شده است . با توجه به دلایل ذکر شده توربین بادی 250 کیلوواتی مدل Wind World W3000 که هم اکنون در تعدادی از نیروگاه های کشور استفاده میشود انتخاب شده است . با در نظر گرفتن بار پایه موردنیاز در هر منطقه، میتوان به تعداد لازم از این توربین های بادی در کنار سیستم تولید همزمان و پنل های فتوولتاییک استفاده کرد . از دیگر علل انتخاب این توربین سرعت قطع پایین  2m/s آن است. چون مناطقی که برای طراحی درنظر گرفته شده میانگین سرعت وزش باد بالایی ندارند.

از انرژی الکتریکی حاصل از ماژول بادی میتوان جهت تامین برق مدار استفاده کرد . بطور کلی توربین های بادی حرکت هوا را به انرژی چرخشی تبدیل میکنند تا به کمک آن انرژی مکانیکی تولیدشده را به یک ژنراتور هدایت و انرژی الکتریکی تولید کنند. توربین ها عمدتاً توسط نیروی پسا و یا توسط نیروی برآ رانده میشوند و این نوسانات و تغییرات سرعت باد نیازمند یک سیستم کنترلی است . سیستم های کنترلی قادرند که توان باد موجود را با نیروی الکتریسیته سیستم آب شیرین کن مطابقت داده و اضافه توانی که در اثر سرعت بسیار زیاد باد حاصل میشود را به سیستم آب شیرین کن انتقال دهند و بدین ترتیب عملکرد پایدار ایجاد کنند که به طور معمول از یک سیستم باتری برای ایجاد این عملکرد پایدار استفاده میشود . در صورت تولید برق اضافی نیز میتوان آن را بصورت آب شیرین ذخیره کرد که این نوع ذخیره سازی بسیار راحت تر و کم هزینه تر از ذخیره برق به وسیله تجهیزات ذخیره سازی است و به تامین آب شیرین محل نیز کمک میکند . از انرژی باد میتوان در فناوری های RO و MED استفاده نمود، اما بیشتر کاربردهای آن مختص فناوری RO است . این فناوری کمترین میزان نیاز به انرژی را دارد که می تواند توسط منابع تجدیدپذیر تامین شود.  همچنین فناوری RO احتیاج به فضای کمتری داشته و فرآیند ساخت آن ساده تر است که به علت همین ویژگیها، RO برای نصب در مناطق دورافتاده و محلهایی که تقاضای آب آنها به طور مداوم تغییر میکند مناسب است.

ماژول خورشیدی

برای استفاده از انرژی خورشیدی تکنولوژیهای مختلفی ابداع شده است . از پراستفاده ترین تکنولوژی ها پنل های فتوولتاییک و سیستم های حرارتی خورشیدی شامل متمرکزکننده های خورشیدی  و کلکتورهای خورشیدی هستند . استفاده از تکنولوژی های حرارتی خورشیدی به صورت ترکیبی با سوختهای فسیلی و سایر انرژیها مزایای قابل توجهی به ارمغان می آورد . به علت کاهش هزینه ها و عدم نیاز به ذخیره ساز در نیروگاه های خورشیدی از یک سو و کاهش مصرف سوخت در نیروگاه های فسیلی و کاهش تولید آلاینده ها از سوی دیگر، ترکیب این دو روش گزینه ایده آلی به نظر میرسد.  در این تکنولوژی، دمای سیال در حال حرکت حتی تا 500 درجه سانتیگراد بسته به سیال مورد استفاده افزایش می یابد . در صورت استفاده از روغن حداکثر دمای سیال 390 درجه سانتیگراد و در صورت استفاده از آب یا نمک مذاب 500 درجه سانتیگراد خواهد بود.

کشور ایران دارای پتانسیل عظیمی برای استفاده از انرژی خورشیدی است . ایران با عرض جغرافیایی24  تا 40 درجه ی شمالی در منطقه ی بسیار مناسبی برای دریافت انرژی خورشیدی قرار دارد. تغییرات تابشی در ایران بین 8,2 kWh/  در روز در جنوب شرقی تا 5,4 kWh/    در یک روز نواحی مرکزی ایران متغیر است و طبق محاسبات میزان ساعات تابش مناسب خورشید در ایران بیش از 2800 ساعت در سال است . به همین منظور ضرورت استفاده از این پتانسیل عظیم به کمک تکنولوژی های مختلف خورشیدی احساس میشود.  از جمله محدودیت های فنی موجود در این راه عدم وجود زمین کافی برای نصب کلکتورها یا پنل های خورشیدی است.  جدول زیر رابطه بین توان لازم و مساحت اشغال شده توسط پنل های فتوولتاییک را برحسب پنلهای موجود در بازار ایران )حدود 320 وات( و شرایط تابش در ایران با شبیه سازی توسط نرم افزار PVsyst در شرایط مختلف بیان میکند.

 Picture2 - آب شیرین کن خورشیدی و بادی

 

طبق جدول 3 واضح است که پنل هایی با توان کمتر مساحت بیشتری را اشغال میکنند و رابطه خطی بین توان پنل و زمین اشغالی وجود دارد . برای این طراحی زمین مورد استفاده پنل ها صاف فرض شده است.

ماژول زیست توده

ایران دارای پتانسیل قابل توجهی در زمینه استفاده از زیست توده به عنوان منبع انرژی است . محدودیت مهم در استفاده از زیست توده، حجم بالای سوخت موردنیاز است.  انتقال و سوزاندن این حجم بالا هزینه گزافی داشته و گاها در تامین منبع پایداری از انرژی مشکل ایجاد میشود. در نتیجه انتخاب زیست توده به عنوان سوخت مکمل در کنار سایر بخشها از جمله تولید همزمان و یا انرژیهای تجدیدپذیر مثل باد جهت رفع نوسانات گزینه ایده آلی به شمار میرود.  اما از آنجاکه برای تولید مقدار اندک انرژی حجم بسیار زیادی از زیست توده موردنیاز است درنتیجه توان تولیدی زیست توده را محدود و نقش زیست توده را به عنوان مکمل در نظر می گیریم.  از روشهای استفاده از زیست توده تولید بیوگاز به کمک هاضم بی هوازی است. در حال حاضر در ایران دستگاههای تولید بیوگاز در تهران، شیراز، مشهد، ساوه و اصفهان ساخته شده یا در حال ساخت هستند . از روشهای بهره گیری از زیست توده در طراحی پیشنهادی، تزریق زیست توده به هاضم است تا نهایتا بیوگاز تولید شده 5 الی 10 درصد کل سوخت تزریق شده به محفظه احتراق را تشکیل دهد.  دبی هوای خروجی از کمپرسور در سیکل برایتون با توربین گازی Solar Centaur 40TM  به میزان  18.7 kg/sو دبی مخلوط سوخت و هوای خروجی از توربین 18,9 kg/s است. بنابراین دبی سوخت تزریق شده به محفظه احتراق 0,2 kg/s است که 5 الی 10 درصد آن را می توان به وسیله بیوگاز تامین کرد.  میزان بیوگاز تولید شده بسته به نوع زیست توده متفاوت است.

ماژول آب شیرین کن

امروزه با توجه به تغییرات اقلیمی و کمبود آب شیرین بخصوص در مناطق گرمسیری، تقاضا برای آب شیرین روند صعودی دارد و نمک زدایی و استفاده مجدد از آب، روشی پایدار برای مواجه با بحران بی آبی یه شمار میرود . برای تولید آب شیرین روشهای مختلفی در ترکیب با انرژیهای تجدیدپذیر ابداع شده است . نمک زدایی خورشیدی میتواند به روش مستقیم با استفاده از کلکتورهای خورشیدی و یا به روش غیرمستقیم از جمله تقطیر ناگهانی چند مرحلهای MSF ، فشرده سازی بخار VC که زیرمجموعه روشهای  MVC است ، اسمزمعکوس RO ، تقطیر غشایی MD ، تقطیر چندمرحله ای MEDو الکترودیالیز با کلکتورهای خورشیدی صورت گیرد.  روشهای مستقیم نسبت به روشهای غیر مستقیم به زمین بیشتری نیاز داشته و بازدهی کمتری دارند ولی با این حال در مقیاس کوچک روشهای مستقیم به دلیل سادگی و هزینه عملیاتی کمتر نسبت به سایر روشها مزیت رقابتی دارند.

در میان فناوریهای خورشیدی حرارتی، استخرهای خورشیدی و کلکتورهای سهموی از رایجترین روشها برای شیرین سازی آب شور به شمار میروند.  در آب شیرین کن های خورشیدی فرایند تبخیر مهم ترین قسمت است که توسط کلکتورهای خورشیدی انجام میشود و به همین منظور انتخاب یک کلکتور مناسب بسیار حائز اهمیت است. کلکتورهای سهموی میتوانند در روشها و فناوریهای مختلف شیرین سازی آب مورد استفاده قرار گیرند، ولی در عمل از این روش به دلیل تولید حرارت و همچنین برق، به صورت گسترده در فرآیندهای تقطیر حرارتی استفاده میشود چون ترکیب این روش با فناوریهایی که نیاز به حرارت بالا ندارند ممکن است مفید نباشد . هزینه عملیاتی این روش به صورت مستقیم به میزان حرارت تولیدی بستگی دارد. در میان جاذبهای خورشیدی، استخرها و صفحات تخت از جمله روشهای ارزان و کلکتورهای سهموی از روشهای گران محسوب میشوند.

در جایی که قیمت زمین گران نیست و زمین زیادی در دسترس است، استخر های خورشیدی به دلیل هزینه عملیاتی کم و توانایی ذخیره سازی انرژی به روشهای دیگر ترجیح داده میشوند و به همین دلیل زمانیکه انرژی حرارتی مورد نیاز نیست، تولید برق با استفاده از استخرهای خورشیدی از نظر اقتصادی قابل توجیه است.  به همین صورت زمانیکه زمین گران است و یا به برق و حرارت بالا نیاز است، جاذبهای سهموی به سایر روشها ترجیح داده میشوند.  در نهایت تصمیم گیری و انتخاب روش مناسب به میزان زیادی به شرایط محل مورد نظر بستگی دارد. استفاده از سیستم نمکزدایی تقطیری خورشیدی به علت کمبود فضا به خصوص در محیطهای شهری و حتی در مناطق دورافتاده، باعث ایجاد مشکل شده و حتی استفاده از آن را ناممکن و غیراقتصادی میکند . در آب شیرین کن های خورشیدی انجام عمل تبخیر با راندمان مناسب بسیار مهم میباشد که این عمل توسط کلکتور خورشیدی در سیستم انجام میشود . هزینه آب شیرین کن های RO نیز در طی 15 سال گذشته به میزان قابل توجهی کاهش یافته است و استفاده از این تکنولوژی در ترکیب با انرژی های تجدیدپذیر باعث کاهش بیشتر هزینه ها خواهد شد. نهایتا از میان تکنولوژی های مختلف شیرین سازی آب با انرژی های تجدیدپذیر، درمقیاس کوچک پراستفاده ترین آنها یعنی سیستم اسمزمعکوس انتخاب شده است که قابلیت ترکیب با توربین بادی و پنلهای فتوولتاییک را دارد. در واقع در یک سیستم ترکیبی بادی خورشیدیRO ، انرژی مورد نیاز پمپ فشار سیستم اسمز معکوس، توسط توربین بادی و پنلهای فتوولتاییک تأمین میشود.

 

یافته ها

کشور ایران دارای چندین نوع اقلیم مختلف با آب وهوای متفاوت است و ارائه صرفا یک نوع طراحی پاسخگوی نیاز همه نقاط کشور نیست . به همین منظور و با کمک اطلاعات هواشناسی نقاط مختلف ایران برگرفته از نرمافزار RETScreen Expert ، طراحی ماژولار پیشنهادی برای نیروگاه ترکیبی ارائه شده است.

 

 

طراحی نیروگاه ترکیبی تولید همزمان خورشیدی، زیست توده و آب شیرین کن در شهر شیراز

طبق استانداردهای بین المللی، اگر میانگین انرژی تابشی خورشید در یک روز بالاتر از 3,5 کیلووات ساعت در مترمربع باشد، استفاده از تکنولوژیهای انرژی خورشیدی نظیر کلکتورهای خورشیدی یا فتولتاییک مقرون به صرفه است.  در بسیاری از نقاط ایران، انرژی تابشی خورشید بسیار بالاتر از میانگین بین المللی است و در برخی نواحی حتی ۷ یا 8 کیلووات ساعت بر مترمربع اندازه گیری شده است که نشان دهنده پتانسیل بالای ایران برای استفاده از انرژی خورشیدی است . به طور متوسط انرژی تابشی خورشید بر سطح سرزمین ایران حدود 4.5 کیلووات ساعت در مترمربع در یک روز است که طبق داده های نرم افزار RETScreen Expert ، میانگین انرژی تابشی خورشید در سطح شهر شیراز d)  KWh/(5.48 است و واضح است که این رقم از میانگین کشوری بالاتر است.

Untitled 3 1 - آب شیرین کن خورشیدی و بادی

 

شهر شیراز دارای پتانسیل عظیمی برای استفاده از انرژی خورشیدی و انرژی زیست توده با توجه به زیرساختهای موجود در این شهر از قبیل یک نیروگاه 250 کیلوواتی متشکل از کلکتورهای خورشیدی به همراه یک نیروگاه زیست توده با توان حدودا 1 مگاوات است )سازمان انرژیهای نو ایران  1393 (. نیروگاه زیست توده شیراز از گاز لندفیل پسماندهای شهری برای تولید برق استفاده کرده و با مصرف بیش از ۴ میلیون مترمکعب زیستگاز در یک سال میتواند تا حدود 8 هزار مگاوات برق تولید کند. در کنار این زیرساختهای موجود و به منظور کاهش هزینه احداث میتوان یک نیروگاه ترکیبی تولید همزمان با توربین گاز Solar Centaur 40TM   3,2 مگاواتی راه اندازی کرد که بصورت مکمل از بیوگاز در فرایند احتراق خود و از انرژی خورشیدی در سیکل ترکیبی برای افزایش راندمان و یا سایر کاربردهای حرارتی استفاده میکند.

نیروگاه حرارتی خورشیدی موجود در شیراز با توان 250 کیلووات متشکل از 48 عدد کلکتور در 8ردیف 6 تایی است . طول هر کلکتور 25 متر و دهانه آن 4.3 متر است و مایع استفاده شده روغن با دمای کارکردی  275 درجه سانتیگراد است. میتوان با استفاده از ظرفیت فعلی نیروگاه دمای گاز پیش از ورود به محفظه احتراق را به 390 درجه سانتیگراد رساند که باقی دما تا رسیدن به دمای ورودی توربین گاز توسط محفظه احتراق تامین میگردد. از آنجاییکه زیرساختهای مربوط به کلکتورهای خورشیدی از قبل در این شهر وجود دارند، بنابراین استفاده از سیستم نمکزدای تقطیری خورشیدی به جهت استفاده از حرارت تولید شده توسط کلکتورها و سوزاندن بیوگاز توجیه پذیر است . همچنین در صورت تولید مازاد حرارت میتوان با تصفیه آب و ذخیره آن به نحوی از حرارت تولید شده استفاده کرد.

برای طرح پیشنهادی، 250 کیلووات یعنی کل ظرفیت نیروگاه کلکتور خورشیدی فعلی شیراز در نظر گرفته میشود که با توجه به ابعاد داده شده معادل حدود 5200 مترمربع است.  با توجه به اندازه های داده شده برای پنلهای معمولی فتوولتاییک و به جهت تولید 200 کیلووات برق، حدود 2000 متر مربع زمین در نظر گرفته میشود . به منظور کاهش هزینه و زمین موردنیاز جهت نگهداری از زیست توده، محل نیروگاه تا حد امکان نزدیک به لندفیل و یا نیروگاه فعلی زیست توده شیراز فرض شده است.

برای احداث نیروگاه در شهر شیراز محدودیت فضا در نظر گرفته نشده است . نهایتا میتوان نیروگاه ترکیبی خورشیدی زیست -توده تولید همزمان با اختصاص زمینی به مساحت حداقل7000 مترمربع با دیاگرامی مطابق شکل ۴ با ظرفیت توان حدود 3650 کیلووات احداث کرد که برای رسم دیاگرام از مراجع  Antonio M. and Pantaleo S. M., 2017  ،  Antonio M. and Pantaleo S. M., 2020   و M. Hassan, 2018  استفاده شده است.

 Untitled 4 1 - آب شیرین کن خورشیدی و بادی

 

طراحی نیروگاه تولید همزمان بادی، خورشیدی، زیست توده در کنار آب شیرین کن در جزیره کیش

با توجه به نمودارهای شکل 5 ، این جزیره پتانسیل خوبی برای نصب توربین های بادی در کنار تولید همزمان و سیستم آب شیرین کن جهت تامین برق و حرارت و آب منطقه دارد . علاوه بر این، با استفاده از زیست توده نه تنها مکملی برای تولید انرژی فراهم میشود بلکه مشکل دفع زایدات در جزیره نیز برطرف میگردد . از جهت مناسب بودن برای نصب توربین باد، میانگین سرعت باد در منطقه مطابق شکل زیر 3.1 m/s است. میانگین سرعت باد در ایران 2.4 m/s و میانگین سرعت باد در مزرعه بادی منجیل 3,5 m/s  است بنابراین با مقایسه میتوان دریافت که این جزیره پتانسیل خوبی برای استفاده از انرژی بادی دارد.

 Untitled 5 - آب شیرین کن خورشیدی و بادی

 

از سوی دیگر مشاهده میشود که سرعت باد در ماه های مختلف تغییرات شدیدی ندارد که این مسئله نکته مثبتی برای این منطقه به حساب می آید.  بیشترین سرعت متوسط باد در فصل بهار، یعنی ماههای مارچ و آپریل که حدودا ماههای فروردین و اردیبهشت را شامل میشود مشاهده شده است، اما در سایر ماهها نیز شرایط مناسبی از نظر وزش باد برقرار است.  میانگین انرژی تابشی خورشید نیز در سطح شهر کیش 5.6 KWh/d) است که نشان دهنده پتانسیل موجود برای نصب پنلهای فتوولتاییک است اما فرض میشود که این جزیره فضای کافی برای نصب کلکتورهای خورشیدی را ندارد و به همین دلیل به نصب پنلها با توان کلی 100 کیلووات اکتفا شده است.

Untitled 6 - آب شیرین کن خورشیدی و بادی

 

برای تعیین نوع سیستم آب شیرین کن این نکته باید مورد توجه قرار گیرد که برای تامین آب شیرین در مقیاس کوچک، بهترین گزینه استفاده از روش اسمز معکوس است که برای این روش برق موردنیاز را میتوان به کمک سیکل تولید همزمان و توربین های بادی و پنل های فتوولتاییک بدست آورد . با توجه به فرمول موجود در مرجع  )سازمان انرژیهای نو ایران1393 ) مساحت موردنیاز برای نصب توربین های بادی برابر تعداد توربین ضربدر مربع توان قطر روتور است . توان پنل های خورشیدی  100 کیلووات ساعت و زیست توده نیز فقط به عنوان سوخت مکمل در هنگام نیاز در نظر گرفته شده است . با توجه به محدودیت فضای موجود در جزیره میتوان صرفا با اختصاص زمینی به مساحت حداقل 1900 مترمربع به احداث نیروگاه ترکیبی بادی-خورشیدی، زیست توده تولید همزمان با دیاگرامی مطابق شکل زیر و ظرفیت حدود 3550 کیلووات به کمک مراجع  Antonio M. and Pantaleo S. M., 2017 Antonio M. and Pantaleo S. M., 2020 ( ) Ivan Postnikov, 2018  A. Pe´ rez-Navarro, 2010  پرداخت.

Untitled 7 - آب شیرین کن خورشیدی و بادی

 

بحث و نتیجه گیری

در این پژوهش، با بررسی مقالات متعدد و مستندات و گزارشات پروژه های واقعی به طراحی ماژولار یک نیروگاه ترکیبی با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در کنار یک سیستم تولید همزمان پرداخته شده است. هدف ارائه طرحی پیشنهادی برای کاربردهای آینده بوده و به همین منظور به جای استفاده از به روزترین تکنولوژی ها، به زیرساختها و تجهیزات موجود در داخل کشور اشاره شده است.  برای بررسی سرعت وزش باد و میزان انرژی تابشی خورشید در نقاط مختلف ایران از نرم افزار RETScreen استفاده شده است که برای امکانسنجی پروژه های انرژی به کار میرود.

موارد زیر مهمترین نتایج حاصل از انجام این پژوهش است:

تکنولوژیهای مورد استفاده درترکیب سیستمهای مختلف انرژیهای تجدیدپذیر بسیار متنوع است و کاربردهای فراوانی در مراکز مختلف مسکونی، تجاری و صنعتی دارند و در پژوهش حاضر فقط به معرفی تعداد محدودی از ماژول ها با در نظر گرفتن محدودیت های موجود پرداخته شده است. با بررسی توربین های گازی استفاده شده در سیستمهای تولید همزمان موجود در دنیا و زیرساختهای موجود در ایران، توربین گازی 3,2 مگاواتی Solar Centaur 40TM انتخاب شده است که قابلیت استفاده از گاز لندفیل به میزان محدود را دارا میباشد.

با توجه به فرض استفاده مداوم از سیکل تولید همزمان و توربین گازی، برای استفاده از سایر تکنولوژی ها تا حد امکان سعی شده است که با در نظر گرفتن پارامترهای مختلف از جمله ظرفیت و مساحت، پیشنهادات قابل قبولی برای سیستم ترکیبی ارائه گردد. به همین منظور از توربین بادی و و پنل فتوولتاییک به عنوان مکملی برای تولید برق و استفاده در سیستم آب شیرین کن از نوعRO ، کلکتورهای خورشیدی به منظور تامین حرارت موردنیاز در سیستم آب شیرین کن تقطیری خورشیدی و گرم کردن سوخت پیش از ورود به محفظه احتراق و زیست توده به منظور تولید بیوگاز و تامین بخشی از سوخت موردنیاز و راه حلی برای دفع زایدات استفاده شده است. با توجه به بررسی اطلاعات آب وهوایی سالانه شامل میزان تابش خورشید و سرعت باد در دو منطقه شیراز و کیش، به ترتیب استفاده از نیروگاه ترکیبی تولید همزمان خورشیدی زیست توده به همراه سیستم آب شیرین کن تقطیری خورشیدی و نیروگاه ترکیبی تولید همزمان بادی زیست توده به همراه سیستم آب شیرین کن اسمز معکوس مورد بررسی قرار گرفت و دیاگرام پیشنهادی ارائه شد.

 

نویسندگان مقاله

آقای دکتر علی مددی

خانم مهندس مینا صالحی مرنی

 

 

برق بادی ۵۰ درصد برق کشور را تامین می کند

 

رضا اردكانیان روز دوشنبه در مراسم افتتاح نیروگاه 61 مگاواتی سیاهپوش در منطقه
طارم سفلی قزوین افزود: امروز نیروگاه های تجدیدپذیر و به ویژه بادی در كشور به
خوبی جایگاه خود را شناخته و به توسعه مطلوبی نیز دست یافته اند.

وزیر نیرو ادامه داد: 640 مگاوات ظرفیت نیروگاه بادی تجدید پذیر كشور است
كه 45 درصد آنها را نیروگاه بادی تشكیل می دهند. وی با بیان اینكه امسال نیز احداث
450 مگاوات نیروگاه بادی تجدید پذیر در دستور كار قرار دارد افزود: بر اساس وعده های
داده شده تا پایان امسال این میزان تولید به یك هزار مگاوات و در سال آینده
نیز تا دو برابر افزایش می یابد و تا پایان برنامه پنجم به پنج هزار مگاوات می رسد.

اردكانیان خاطر نشان ساخت: هزینه تولید هركیلووات ساعت برق در نیروگاه بادی های
تجدید پذیر چهار سنت یورو است و حدود 10 میلیون دلار صرفه جویی سالانه در مصرف
سوخت به همراه دارد.

وی گفت: امروز ما راه صحیحی را در حوزه تولید انرژی در پیش گرفته ایم و نیروگاه های خورشیدی
را در مناطق كم آب و بادی را در مناطق اقلیمی خاص مورد شناسایی و اجرا قرار می دهیم.
اردكانیان یادآور شد: با اتكا به ظرفیت های قانونی مجلس شورای اسلامی از هر كیلو وات
برق عرضه شده به مردم در سال گذشته 50 ریال و امسال 60 ریال دریافت و از همین
محل آورده مردم برق نیروگاه بادی ها خریداری شد.

وی اضافه كرد: امسال 10 هزار میلیارد ریال از محل فروش برق جمع آوری شده است
و امیدواریم سازمان برنامه و بودجه نیز به وظیفه خود كه همان تامین منابع مالی
وزارت نیرو است به نحو مطلوب انجام وظیفه كند.
وزیر نیرو در بخش دیگری از سخنان خود با اشاره به طرح های قابل افتتاح در هفته دولت
افزود: در چهارمین روز از هفته دولت 11 پروژه وزارت نیرو مورد بهره برداری قرار می گیرد
كه بزرگترین آن نیروگاه سیاه پوش است.

 

با پیج اینستاگرامی ما همراه باشید‌

برق بادی ۵۰ درصد برق کشور را تامین می کند - برق بادی ۵۰ درصد برق کشور را تامین می کند

احداث نیروگاه بادی در سیستان بلوچستان

احداث نیروگاه بادی در سیستان بلوچستان در حالي كه تا چند دهه قبل استان سيستان‌وبلوچستان تنها در چند ماه از سال از وزش باد‌هاي 120 روزه بهره مي‌برد، اما حالا افزايش زمان اين باد‌ها موجب شده تا كارشناسان براي استفاده بهينه‌تر از اين نوع انرژي، ساخت و تجهيز نيروگاه‌هاي بادي را پيشنهاد دهند. اين مهم سبب شد تا عضو هيئت‌مديره و معاون برنامه‌ريزي و امور اقتصادي شركت مادر تخصصي توانير در زاهدان اعلام كند: «نيروگاه بادي در شمال سيستان و بلوچستان احداث خواهد شد.» موضوعي كه مي‌رود تا پس از رتبه‌دار شدن اين استان در زمينه دارا بودن پنل‌هاي خورشيدي، از لحاظ نيروگاه‌هاي بادي نيز پس از شهرستان منجيل در استان گيلان داراي رتبه دوم شود.

 

باد‌هاي 120 روزه سيستان و بلوچستان كه از اواخر ارديبهشت تا پايان شهريور در اين استان مي‌وزد و گاهي حتي تا 170 روز هم طول مي‌كشد موجب شده تا كارشناسان اين منطقه را پس از شهرستان منجيل در استان گيلان يكي از بهترين موقعيت‌ها براي ايجاد نيروگاه‌هاي بادي بدانند. اين مهم در حالي است كه وجود مستمر خورشيد در بيشتر اوقات سال در اين منطقه موجب شده تا سيستان‌وبلوچستان در زمينه استفاده از پنل‌هاي خورشيدي نيز حرف‌هاي بسياري براي گفتن داشته باشد؛ موضوعي كه با توجه به سرمايه‌گذاري‌هاي خوب در اين رابطه مي‌تواند اين استان پهناور را در زمينه توليد انرژي در كشور و حتي منطقه صاحبنام كند.

 

**باد‌هاي 120 روزه، انرژي‌هاي هميشگي

ادامه‌دار بودن وزش باد‌هاي 120 روزه در سيستان‌وبلوچستان كه حالا در بيشتر سال مردمان منطقه شاهد گستردگي آن در اكثر شهر‌هاي اين استان قديمي هستند موجب شده تا كارشناسان ساخت نيروگاه‌هاي بادي در اين مناطق را پيشنهاد بدهند. عضو هيئت مديره و معاون برنامه‌ريزي و امور اقتصادي شركت مادر تخصصي توانير در زاهدان با اشاره به موقعيت ويژه اين استان در زمينه وزش باد در طول سال كه حالا فراتر از باد‌هاي 120 روزه است، مي‌گويد: «اين مهم مي‌طلبد تا براي استفاده بهينه از آن، نيروگاه بادي در شمال سيستان و بلوچستان احداث شود.»

 

مصطفي رجبي مشهدي مي‌افزايد: «موافقت احداث نيروگاه بادي دولتي در منطقه ميل نادر در شمال اين استان به توانير تفويض شده كه تا 18 ماه آينده به پايان خواهد رسيد.» وي ادامه مي‌دهد: «هم اكنون شركت صبا نيرو هم در حال ساخت 34 دستگاه توربين بادي 660 كيلوواتي است كه دو دستگاه آن آماده است و به زودي براي نصب به لوتك در شمال استان منتقل مي‌شود.» عضو هيئت مديره و معاون برنامه‌ريزي و امور اقتصادي شركت مادر تخصصي توانير با اشاره به وضعيت تابش خورشيد در كشور بيان مي‌كند: «ظرفيت انرژي حاصل از تابش خورشيد در اين منطقه دو برابر اغلب كشور‌هاي اروپايي است.» رجبي مشهدي مي‌افزايد: «با بررسي‌هاي انجام شده در اين استان، يكي از مشكلات سرمايه‌گذاران در بخش نيروگاه خورشيدي، قيمت خريد برق از آنان است كه قرار شد خريد برق از اين نيروگاه‌ها، از طريق سامانه مربوطه به دو برابر برسد و مشكلات سرمايه‌گذاران حل شود.»

 

اين مسئول با اشاره به اينكه در حال حاضر ميزان توليد برق از انرژي‌هاي تجديدپذير در كشور 700 مگاوات است، تصريح مي‌كند: «اگر هزينه‌ها از طريق منابع مالي مدنظر شامل عوارض، خريد برق از نيروگاه‌هاي تجديدپذير و حذف سوخت نيروگاه‌ها تأمين شود، مي‌توان تا سال آينده اين ميزان توليد برق را به 1500 مگاوات رساند.» از آنجا كه از اهداف دولت، توليد 5 هزار مگاوات برق از منابع انرژي تجديدپذير تا سال 1400 است، لذا اين هدف موجب شده تا در اين زمينه سرمايه‌گذاري ويژه‌اي انجام پذيرد.

 

**ظرفيت‌هاي بي‌نظير براي توليد انرژي‌هاي نو

سيستان و بلوچستان اگرچه از نفت، گاز و جنگل‌هاي انبوه بهره‌اي نبرده است، اما نعمت‌هاي خدادادي همچون باد و تابش خورشيد اين استان را به مجموعه‌اي بي‌نظير از انرژي‌هاي نو در ايران تبديل كرده است. مسير باد‌هاي پر قدرت سيستان، انرژي تابشي خورشيد با بيش از 6 كيلووات ساعت بر مترمربع در روز، دو انرژي تجديدپذير است كه بهترين شرايط را در اين منطقه به وجود آورده است.

 

در كنار اين منابع مهم انرژي مي‌توان به «انرژي زمين گرمايي» آتشفشان نيمه‌خاموش تفتان، بلندي‌هاي بزمان، انرژي امواج اقيانوسي درياي بزرگ چابهار با ارتفاع بيش از 12 متر در فصل مونسون و انرژي «بيومس» منطقه كشاورزي و گاوداري‌هاي زابل، بمپور و باهوكلات اشاره كرد. بر اساس اطلاعات سينوپتيك هواشناسي در 40 سال گذشته، ديتا‌هاي مقدماتي اطلس باد «سازمان انرژي‌هاي نو ايران» و نقشه‌هاي به روز شده سازمان هوانوردي بزرگ جهاني از جمله «ناسا»، باد‌هاي سيستان از نظر قدرت و تداوم و جهت وزش ثابت باد رتبه نخست جهاني را به خود اختصاص داده‌اند. همچنين، قدرت زياد باد‌هاي سيستان و مسطح بودن زمين‌هاي فلات هامون يكي از مزاياي منحصر به فرد دشت سيستان براي احداث نيروگاه بادي در اين منطقه است.

 

باد‌هاي پرقدرت سيستان كه به طور متوسط سالانه با سرعت 10 متر برثانيه مي‌وزد باعث شده تا بيش از 310 روز وزش باد در منطقه «ميل نادر سيستان» فلات هامون را براي ايجاد مزارع بزرگ برق بادي به منطقه‌اي نمونه در اين زمينه تبديل كند. اين شرايط ايده‌آل موجب شده تا فلات سيستان با زمين‌هايي صاف و توپوگرافي بسيار اندك يا زبري زير 3 درصد بهترين زمين براي ايجاد نيروگاه‌هاي بادي به شمار رود.

 

به منظور بررسي شرايط احداث نيروگاه بادي در منطقه، توربين بادي در «لوتك سيستان» در تيرماه سال 88 آماده بهره‌برداري شد كه پس از نصب و اتصال به شبكه سراسري تنها تا پايان آبان 92 حدود 4 ميليون كيلو وات ساعت برق پاك را به شبكه سراسري كشور تزريق كرد كه اين مهم نشان‌دهنده شرايط مناسب منطقه براي احداث نيروگاه بادي است.

با پیج اینستاگرامی ما همراه باشید

احداث نیروگاه بادی در سیستان بلوچستان - احداث نیروگاه بادی در سیستان بلوچستان