در گزارشي كه پيش رو داريد سه مورد از مهمترين پروژههاي توليد انرژي از منابع خورشيدي، بادي و آبي معرفي شدهاند. براساس برآوردهاي صورت گرفته، اين پروژهها به عنوان چشمگيرترين طرحهاي توسعه منابع انرژيهاي پاك و تجديدپذير جهان بزودي تأثيرگذاري خود را نشان خواهند داد.
هال، شهر توربينهاي بادي
هال شهري كوچك در ماساچوست آمريكاست كه تنها با 11 هزار نفر جمعيت به عنوان يكي از پيشروترين شهرهاي سبز جهان شناخته شده است. مسوولان اين شهر در نظر دارند تا انبوهي از توربينهاي بادي عظيم 78 متري را در جاي جاي اين شهر ساحلي نصب كنند تا از انرژي الكتريسيته بادي قابل توجهي كه از اين راه توليد ميشود براي تغذيه منازل و ادارات مختلف شهر استفاده كنند.
هزينه كلي كه براي اين طرح خيرهكننده اختصاص يافته است، بالغ بر 40 ميليون دلار است كه پيشبيني ميشود سرمايهگذاري صورت گرفته در چند سال اول راهاندازي طرح بازگردد. با اين حال ذات اين طرح در نوع خود جذاب است. تصور توليد 14 مگاوات برق بادي كه براي تأمين كل انرژي مورد نياز براي شهر كافي به نظر ميرسد، مهمترين بخش اين جذابيت است.
نگاهي به هال و پروژه تاريخي شهر توربينهاي بادي
همه چيز به اقدام خودجوش مردم شهر در دهه 80 ميلادي باز ميگردد. در آن زمان مردم شهر با سرمايهگذاري محدود خود توانستند توربين بادي 40 كيلووات را بر روي برج 24 متري در يكي از دبيرستانهاي شهر نصب كنند. البته اكنون و با گذشت بيش از دو دهه از آن دوران، احترام خاصي براي اين نقطه شروع قائل ميشوند. در آن زمان سرمايهگذاري 78 هزار دلاري براي راهاندازي اين تك توربين بادي اختصاص يافت كه در نوع خود هزينه گزافي به حساب ميآمد اما مردم شهر به آينده آن اميدوار بودند. اين توربين بادي تا اوايل مارس سال 1997 همچنان به توليد انرژي الكتريسيته بادي مشغول بود تا اينكه وزش تندبادي شديد خساراتي فراتر از توانايي مهندسان براي تعمير به آن وارد كرد.
با اين حال بررسيهاي آماري در سال 1996نشان دادند كه استفاده از اين توربين بادي موجب كاهش 28 درصدي هزينه مصرف انرژي در دبيرستاني شده بود كه به عنوان محل نصب آن در نظر گرفته شده بود. اما در سال 1997 و با همكاري جالب توجه تأسيسات برق شهرداري اين شهر براي استفاده از تجربه ارزشمند تك توربين بادي تخريب شده در راهاندازي شبكه توربينهاي بادي تصميمات تاريخي اتخاذ شد. پس از بررسيها و رايزنيهاي مختلف در سراسر شهر و با تصميمگيري مستقيم ساكنان آن، قرار شد تا طرح كلي ساخت چندين توربين بادي به 12شركت توليد كننده در سراسر جهان ارسال شود. خيلي زود نمايندگان شركتهايي از دانمارك و آلمان راهي شهر هال شده تا به بررسي چگونگي شكار پروژه و انتخاب محلهاي مناسب بپردازند.
در نهايت اين شركت دانماركي بود كه گوي سبقت را از آلمانيها ربود و در نهايت در سال 2001 فاز نخست پروژه توربينهاي بادي شهر هال راهاندازي شد. در سال نخست اين پروژه بالغ بر يك ميليون و 597 هزار و 367 كيلووات ساعت برق بادي توليد شد كه اين موفقيت، جرقهاي اميدواركننده براي راهاندازي فاز دوم پروژه در سال 2006 بود. در سال نخست راهاندازي اين فاز نيز چهار ميليون و 88 هزار كيلووات ساعت برق بادي توليد و روانه شبكه برق شهر مدرن هال شد. مردم اين شهر از بابت راهاندازي اين توربينها احساس غرور ميكردند. از آن گذشته انبوهي از جوايز ايالتي و ملي نيز به مسوولان اين پروژه اعطا گرديد. حتي يكي از مسوولان اين پروژه به شوخي گفته بود: ما آنقدر نشان و جايزه دريافت كردهايم كه بايد آنها را در جاي جاي شهر آويزان كنيم.
تأمين كل برق شهري با توربينهاي بادي
اما در اوايل سال 2007 نقشه راهاندازي چهار توربين بزرگ ديگر نيز به جريان افتاد تا كل برق بادي كه از اين طريق توليد ميشود به 14 مگاوات برسد. اين ميزان برق بادي براي تأمين كل برق مورد نياز شهر هال كافي خواهد بود. به گفته كارشناسان اين موفقيت تاريخي ميتواند نقطه شروع روشني براي ساير شهرها و مناطق مسكوني آمريكا و كشورهاي مختلف جهان در توسعه منابع انرژي پاك باشد.
صحرايي به نام مزرعه خورشيدي
پاييز سال 2009 زماني است كه براي آغاز پروژه تاريخي مزرعه خورشيدي صحراي موجاوي تعيين شده است. اين مزرعه بزرگ در مساحتي به وسعت پنج مايل مربع دربرگيرنده آينههاي متحرك ويژهاي است كه ضمن دنبال كردن مسير تابش پرتوهاي خورشيدي، آنها را بر روي ديگ عظيمي كه در نوك برج مركزي مرتفعي نصب ميشود، متمركز خواهند كرد. نور خورشيد موجب گرم شدن آب موجود در لولههاي مرتبط با ديگ شده و دماي آن را تا يكهزار درجه فارنهايت بالا ميبرد.
بخار آبي كه از اين طريق توليد ميشود از قابليت خيرهكنندهاي براي توليد الكتريسيته در ژنراتوري كه در همان نزديكيها قرار ميگيرد، برخوردار خواهد بود. براساس پيشبينيهاي صورت گرفته، تا سال 2011 اين تأسيسات عظيم قادر به توليد نخستين 100 مگاوات برق خورشيدي برنامهريزي شده خواهد بود.
شركت انرژي منبع نوراني كه تخصص آن در طراحي و ساخت تأسيسات توليد انرژي حرارتي از خورشيد از ابعاد كلان است طي قراردادي كه با شركت معروف زيمنس به امضا رسانده است، با خريد ژنراتور توربين بخار مورد نظر، روِياي توليد برق خورشيدي در صحراي موجاوي آمريكا را محقق ميسازد.
اين تأسيسات عظيم نخستين تاسيسات كلان توليد برق خورشيدي در آمريكا طي 30 سال گذشته به حساب ميآيد. اين پروژه از ابعاد گوناگون قابل توجه به نظر ميآيد. زماني كه اين تأسيسات تكميل شود، توربين آن بزرگترين ژنراتور توربيني در جهان خواهد بود كه كاملا به وسيله خورشيد راهاندازي ميشود.
به جهت عظمت پروژه، سفارش ساخت ژنراتورهاي توربين از هم اكنون داده شده است تا بدين ترتيب در 3 سال آينده آماده انتقال به صحراي موجاوي شوند. براساس محاسبات صورت گرفته، الكتريستهاي كه در اين تأسيسات توليد خواهد شد، انرژي الكتريكي پاك لازم براي 14هزار خانه را تأمين خواهد كرد و در عين حال سالانه تا 50 هزار تن انتشار آلاينده گلخانهاي دي اكسيد كربن را كاهش ميدهد.
هزاران آينه با يك هدف مشترك
در اين سامانه عظيم از هزاران آينه كوچك در حالي استفاده خواهد شد كه نور خورشيد را بر روي تك ديگ بزرگي منعكس ميكنند. الكتريستهاي كه از اين طريق توليد ميشود مستقيما به شبكه برق منطقه متصل ميشود تا كاربران خانگي و اداري از انرژي كاملا پاكي براي مصارف گوناگون خود استفاده كنند. يكي از نكات جالب در اين پروژه به چگونگي حفظ بخار آب در سامانه مربوط ميشود. بخار آب توليد شده، پس از راهاندازي توربين به وسيله هواي مجاور خنك شده و از طريق لولههاي مخصوصي بار ديگر به ديگ بازگشته تا بدين ترتيب هيچ لطمهاي نيز به محيط زيست اطراف وارد نشود.
كارشناسان بر اين باورند استفاده از اين سامانه عظيم، صرفهجوييهاي اقتصادي قابل توجهي را به بار داشته و از حيث رعايت استانداردهاي زيست محيطي نيز در تراز بالايي قرار ميگيرد. از آن گذشته هزينه تمام شده براي توليد برق از اين طريق كاملا با هزينه مربوط به استفاده از سوختهاي فسيلي كه تبعات منفي براي محيط زيست به همراه دارند، قابل رقابت است.
شركت انرژي منبع نوراني اخيرا از سوي مجمع جهاني اقتصاد به عنوان يكي از پيشگامان ارائه فناوريهاي برتر براي سال 2009 معرفي شده است و جالب اين است كه اين شركت نخستين و تنها شركت تحقيقاتي در عرصه فناوريهاي خورشيدي در جهان است كه به اين عنوان انتخاب شده است. آنچه كه از سوي محققان و مهندسان اين شركت در مزرعه خورشيدي موجاوي آغاز ميشود را ميتوان به عنوان يكي از تاريخي ترين تلاشهاي صورت گرفته در چند دهه اخير درخصوص خلق منابع كلان انرژيهاي پاك و دوستدار محيط زيست عنوان كرد.
اژدهاي موجي ايدهاي جذاب براي توليد برق آبي
سواحل ولز به عنوان بخشي از سرزمين قديمي بريتانيا، هدف جديد و جذاب دانشمندان براي توليد الكتريسيته از امواج دريا در نظر گرفته شده است. در قالب بخشي از تلاشهاي انگليس در اختصاص دادن 10 درصد منابع انرژيكي خود به انرژيهاي تجديدپذير تا سال 2010، در تابستان سال 2009 مبدل اژدهاي موجي كه به عنوان بزرگترين ژنراتور انرژي موجي جهان شناخته شده است در سواحل ولز نصب و راهاندازي ميشود. كاري كه اين سامانه 294 متري انجام ميدهد در حقيقت به دام انداختن امواج دريايي است. زماني كه آب از درون سامانه عبور ميكند تا بار ديگر راهي دريا شود، توربينهاي نصب شده در دل آن را به چرخش در ميآورد كه نتيجه آن توليد هفت مگاوات الكتريسيته است.
ايده طراحي و ساخت ژنراتور اژدهاي موجي برگرفته از اصول ساده و به اثبات رسيده در توليد انرژي الكتريسيته از امواج آبي است و البته اين بار اين بهرهبرداري برخلاف تجربيات كوچك و غيرمستقيم گذشته، در ابعادي كلان و به صورت كاملا مستقيم و در دل دريا صورت ميگيرد.
اين سامانه بزرگ از ساختار غيرپيچيدهاي برخوردار است و تنها طيف محدودي از بخشهاي متحرك در آن ديده ميشود؛ توربينها. اما نبايد از اين نكته غفلت كرد كه در طراحي اين ژنراتور بزرگ دريايي از طراحيهاي پيچيدهاي استفاده شده است تا اهداف از پيش تعيين شده دانشمندان تحقق يابد. اين اهداف را ميتوان اين گونه خلاصه كرد:
- حفظ وضعيت شناوري در عين ثبات و ايستايي سامانه در آب
- كاهش هزينههاي توليد، حفظ و نگهداري
- توليد حداكثر الكتريسيته ممكن از امواج دريا با حداقل هزينه و درعين حال لطمه وارد نكردن به محيط زيست به عنوان شاخصهاي مهم
- افزايش راندمان سامانه تا حداكثر ميزان ممكن
در سامانه ژنراتور اژدهاي موجي دو مبحث شناور بودن و پايداري به عنوان دو مشخصه اصلي در نظر گرفته ميشود. اژدهاي موجي همچون كشتي بزرگي است كه در سطح آبي به عمق 25 تا 40 متر به صورت ساكن و پايدار باقي خواهد ماند تا بدين ترتيب از انرژي بالاي امواج اقيانوسي تا پيش از آنكه به ساحل رسيده و نيروي خود را دست دهند، استفاده حداكثري شود.
اين ويژگي تعريف شده دقيقا در نقطه مقابل شيوه استفاده از مبدلهاي مشابه اما كوچك و با راندمان پاييني است كه در گوشه و كنار جهان به كار گرفته ميشوند. اين مبدلها براي آبهاي نزديك به ساحل و نقاطي كه شدت و عمق آب كمتر است طراحي و ساخته شدهاند.
اما ويژگي شناور بودن اژدهاي موجي از پايداري و ايستايي آن جالب توجه تر است. اين سامانه در حالي كه در آب از ثبات و ايستايي كامل برخوردار است، بايد وضعيت شناور خود را نيز حفظ كند. توجه به اين نكته ضروري است كه اين سامانه به واسطه جابهجايي در نتيجه برخورد با امواج آبي، انرژي توليد نميكند، بلكه بايد ضمن شناور بودن، از ايستايي و ثبات كاملي برخوردار بوده و با استفاده از حربه به دام انداختن امواج در خود، انرژي حداكثري را توليد كند.
ساختار كلي سامانه اژدهاي موجي به گونهاي است كه با نزديك شدن و برخورد امواج آب به آن، درصد بسيار كمتري از انرژي موج كاهش يافته و در نتيجه توربينهاي آن با شدت بيشتري به حركت در بيايند. در ساختار كلي اين سامانه كانالهاي روبازي در نظر گرفته شده است كه از طريق آن سطح شناوري اژدهاي موجي به واسطه ميزان هواي اطراف قابل تنظيم خواهد شد و البته اين امتياز بزرگي براي آن محسوب ميشود. اكنون همه چيز براي سال 2009 و راهاندازي نهايي اين ژنراتور عظيم دريايي آماده است.
دنیای حرفه و فن www.herfe-rszy.blogfa.com
منبع: روزنامه جام جم، ضمیمه سیب - فاطمه پورمزرعه
برچسبها: حرفه و فن, برق, انرژی, تولید برق, توربین بادی