منابع انرژی آینده چه شکلی هستند؟

وقتی کشورها به دنبال منابع انرژی تاب‌آور هستند، و سبک زندگی پایدارتر می‌شود، انرژی مورد نیاز این زندگی هم از منابع عجیب تامین می‌شود.

به گزارش «انرژی امروز» در سال ۲۰۱۱،‌ وقتی اعلام شد که شرکت ورسستر برای گرم کردن آب یک استخر از گرمای اضافی یک کوره جسد سوزی استفاده کرده است،‌ خشم عمومی برانگیخته شد.

حرارت کوره‌های جسد‌سوزی تا ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد هم می‌رسد و تمام این حرارت به محیط تخلیه می‌شود. شرکتی تصمیم گرفت تا بخشی از این حرارت را برای گرم کردن آب استخر استفاده نمایند. این کار باعث کاهش ۱۵ هزار پوند هزینه شرکت در سال می‌شد. اما گردانندگان مراسم تشیع اعلام کردند این کار «ترسناک» و «عجیب» است.

مخالفان گفتند این کار توهین به سکنه این منطقه است. اما این پروژه ادامه یافت و این شرکت به عنوان اولین شرکتی شناخته شد که از انرژی پاک برای برنامه‌های خود استفاده می‌کند و موفق به دریافت جایزه سیب سبز شد.

این شرکت تنها شرکتی نیست که به دنبال انرژی‌های تجدیدپذیر جایگزین است. در لندن ۵۰۰ خانه وجود دارد که از حرارت حاصل از حرکت قطارها در متروی لندن استفاده می‌کنند.

استفاده از حرارت بدن برای گرم کردن خانه‌ها

خطوط راه‌آهن استکهلم یک قدم پیش رفته و سیستم تهویه ایستگاه‌ها گرمای بدن ۲۵۰ هزار مسافر روزانه این ایستگاه و نیز مراجعین فروشگاه‌ها و رستوران‌ها را نیز بازچرخش می‌کند.

جاهای دیگری هم وجود دارند که از گرمای بدن برای گرم کردن ساختمان‌ها استفاده می‌کنند اما موفقیت استکهلم در این است که از این حرارت برای برق رسانی به یک ساختمان کاملا مجزا استفاده می‌کند، ساختمانی ۱۳ طبقه با ۹۰ متر فاصله از ایستگاه.

این منبع انرژی باعث شده است ساختمان مذکور ۲۰ درصد در هزینه‌های سالانه انرژی مورد نیاز خود صرفه‌جویی کند و از سویی هزینه‌های نصب و تعمیرات هم نداشته باشد.

قهوه، منبع جدید انرژی

شاید اسم انرژی بیودیزل به گوش همه خورده باشد اما بیو بین Bio Bean اصطلاح جدیدی است. شرکتی که دانشجویان آرشیتکت راه‌اندازی کرده‌اند، از زائدات قهوه برق تولید می‌کند.

معمولا کافی‌شاپ‌ها روزانه ۱۰ کیلوگرم زائدات قهوه را دور می‌ریزند. آرتور کِی، موسس این شرکت، می‌گوید استحصال انرژی از زائدات قهوه مزایای اکولوژیکی و اقتصادی دارد. قهوه به شدت گرمازاست، یعنی با حرارت بسیار بالا می‌سوزد.

این شرکت انواع مختلفی محصول تولید می‌کند که می‌تواند سوخت ایده‌آل جایگزینی به حساب بیایند.

از قهوه برای تولید بیودیزل هم استفاده می‌شود. در حالی که اگر زائدات قهوه دفن شوند، شکست و تجزیه این زائدات باعث تولید متان می‌شود که این خود یک گاز گلخانه‌ای است که ۲۸ بار خطرناک‌تر از متان است.

دریاچه‌های در حال انفجار و جلبک‌ها

در آفریقا، ذخایر زیرزمینی وسیع متان که حاصل فعالیت‌های آتش‌فشانی است باعث شده‌اند که پدیده‌ای به نام «دریاچه‌های در حال انفجار» به وجود بیایند.

در روآندا یکی از همین دریاچه‌ها به نام دریاچه کیویو یا دریاچه قاتل وجود دارد که بخشی از گاز آن برای تولید برق استحصال شده است.

اما درحالی که به نظر می‌رسد هیچ کدام از این تکنولوژی‌ها به عنوان جایگزین مستقیم سوخت‌های فسیلی مطرح نیستند، امیدهای زیادی برای استحصال انرژی از جلبک‌ها وجود دارد تا بلکه این مواد طبیعی به عنوان یکی از منابع بزرگ انرژی‌های تجدیدپذیر مطرح شوند.

جلبک‌ها می‌توانند سوختی ایده‌آل باشند. این مواد بیشتر از ذرت یا شکر حرارت تولید می‌کنند، رشد جلبک به خوبی باعث بازچرخش CO2 می‌شود، مثل ذرت نیاز به مناطق وسیع و زمین‌ها کشاورزی بزرگ ندارد و می‌توان با آبی با کیفیت بسیار پایین هم این گیاهان را رشد داد. از طرفی این خاصیت آخری باعث شده است بتوان از جلبک‌ها به عنوان تصفیه کننده آب هم استفاد کرد.

مرکز تحقیقات محیط زیست و انرژی هم می‌گوید که جلبک‌ها می‌توانند بسیار کاراتر از دیگر محصولاتی گیاهی باشند که برای تولید بیوسوخت کشت می‌شوند.

محققان می‌گویند برعکس دیگر دانه‌های روغنی که در هر ایکر ۱۰ تا ۱۰۰ گالن روغن تولید می‌کنند، جلبک‌ها تولیدکنندگان میلیونی روغن هستند و قادرند هزار تا ۵ هزار گالن روغن در هر ایکر تولید نمایند.

در حالی که اقتصاد مزارع جلبک بسیار تاب‌آور است و سازمان بیومس جلبکی معتقد است روغن حاصل از جلبک به زودی خواهد توانست با سوخت‌های فسیلی برپایه نفت رقابت کند.

آن‌طور که وزارت انرژی ایالات متحده گفته است، جلبک‌ها قادرند ۶۰ برابر سوخت بیشتری از دیگر مزارع تولید گیاهان بیوسوخت تولید نمایند .

بنابراین چرا جلبک نتواند به عنوان منبع انرژی در آینده مطرح باشد؟

رییس اکسون‌موبیل و وزیر امور خارجه کنونی ایالات متحده، رکس تیلرسون سال گذشته گفته بود که ۲۵ سال زمان لازم است که سوخت جلبک بتواند به صورت تجاری در دسترس عموم باشد، اما اکسون موبیل از سال ۲۰۰۹، حدود ۶۰۰ میلیون دلار بر روی این تکنولوژی سرمایه‌گذاری کرده است.

اولین بار ساختمان‌هایی که انرژی‌ آنها با جلبک تامین می‌شد در سال ۲۰۱۳ و در هامبورگ ساخته شدند. ساختمانی با ۲۰۰ متر مربع مساحت حاوی بیوراکتورهای نوری در نمای ساختمان.

این پنل‌های جلبکی، حاوی ریزجلبک‌هایی هستند که حرارت و بیومس تولید می‌کنند و برق مورد نیاز ساختمان را تامین می‌کنند.

این بیوراکتورها هم انرژی تجدیدپذیر برای ساختمان فرآهم می‌کنند هم سایه برای خنک کردن ساختمان و از سویی نمای زیبایی هم به ساختمان می‌دهند.

طوفان‌های خورشیدی

اخیرا منابع انرژی بادی و خورشیدی پیشرفت‌های چشم‌گیری یافته‌اند و تولید این نوع انرژی ارزان‌تر هم شده است.

اما دانشمندان در حال بررسی توسعه استفاده از «باد خورشیدی» هستند، جریان پلاسمایی که خورشید ساطح می‌کند و پدیده شفق شمالی یا شفق قطبی را ایجاد می‌کند. باد خورشیدی حاوی الکترون‌ها و فوتون‌هایی است که با سرعت یک میلیون مایل در ساعت از خورشید جدا می‌شوند.

دانشمندانی که برروی این سیستم کار می‌کنند می‌گویند می‌توان یک میلیارد میلیارد گیگاوات یا ۱۰۰ میلیارد برابر انرژی مورد نیاز هم‌اکنون کره زمین را از این طریق به دست آورد اما فعلا کار بسیار سختی است.

https://t.me/greenenergy_ir

برگرفته از سایت:

http://www.iranenergy.news

طراحی یک واحد آبگرمکن های خورشیدی (مخزن ذخیره ساز انرژی) جهت استفاده در سیستمهای تهویه مطبوع

دانلود

نگرشی بر ناموزونی ها و روندهای ساعات آفتابی در ایران

دانلود

پتانسیل تابش و نقشه تابش خورشید در ایران

پتانسیل تابش و نقشه تابش خورشید در ایران

انرژی خورشیدی یکی از منابع انرژیهای تجدیدپذیر و از مهمترین آنها می باشد. میزان تابش انری خورشیدی در نقاط مختلف جهان متغیر بوده و در کمربند خورشیدی زمین بیشترین مقدار را داراست. کشور ایران نیز در نواحی پرتابش واقع است و مطالعات نشان می دهد که استفاده از تجهیزات خورشیدی در ایران مناسب بوده و میتواند بخشی از انرژی مورد نیاز کشور را تأمین نماید.

ایران کشوری است که به گفته متخصصان این فن با وجود ۳۰۰ روز آفتابی در بیش از دو سوم آن و متوسط تابش ۵,۵ – ۴,۵ کیلووات ساعت بر متر مربع در روز یکی از کشورهای با پتانسیل بالا در زمینه انرژی خورشیدی معرفی شده است. برخی از کارشناسان انرژی خورشیدی گام را فراتر نهاده و در حالتی آرمانی ادعا می‌کنند که ایران در صورت تجهیز مساحت بیابانی خود به سامانه‌های دریافت انرژی تابشی می‌تواند انرژی مورد نیاز بخش‌های گسترده‌ای از منطقه را نیز تأمین و در زمینه‌ صدور انرژی برق فعال شود.

با مطالعات انجام شده توسط DLR آلمان، در مساحتی بیش از ۲۰۰۰ کیلومترمربع، امکان نصب بیش از MW ۶۰۰۰۰ نیروگاه حرارتی خورشیدی وجود دارد.

اگر مساحتی معادل ۱۰۰×۱۰۰ کیلومترمربع زمین را به ساخت نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک اختصاص دهیم، برق تولیدی آن معادل کل تولید برق کشور در سال ۱۳۸۹ خواهد بود.

بر گرفته از سایت:

http://www.satba.gov.ir

تکنولوژیهای مبتنی بر انرژیهای نو و تجدید پذیر

تکنولوژیهای مبتنی بر انرژیهای نو و تجدید پذیر :
١- سیستمهای فتوولتائیک
در اکثر نقاط دنیا می توان از خورشید به عنوان یک منبع مفید و تامین کننده انرژی بهره جست . استفاده از انرژی خورشیدی ، بر خلاف انرژی هسته ای نه تنها تهدیدی برای بشریت محسوب نمی شود، بلکه برای کشورهایی که فاقد منابع زیرزمینی انرژی می باشند، مناسب ترین راه برای دستیابی به انرژی است. تکنولوژی ساده ، کاهش آلودگی محیط زیست وقابلیت ذخیره کردن سوختهای فسیلی برای نسلهای آینده از دلایل مهم لزوم استفاده از انرژی خورشیدی است .
نیروگاههای خورشیدی دارای انواع گوناگونی هستند وسیستمهای فتوولتائیک یکی از مهمترین نوع این نیروگاههاست . سیستمهای فتوولتائیک یکی از پر مصرفترین کاربرد انرژی های نوین میباشند که تاکنون سیستمهای متفاوت آن با ظرفیتهای گوناگون در سراسر جهان نصب و راه اندازی شده اند.

در این نوع سیستمها که درابتدا برای کاربردهای فضایی ابداع وتکمیل شده بودند، انرژی نورانی خورشید به طور مستقیم و بدون استفاده از مکانیزم های متحرک به انرژی الکتریسیته تبدیل می شود. در تکنولوژی فتوولتائیک خورشید تنها منبع تامین کننده انرژی است وبه همین علت انرژی الکتریسیته بدون ایجاد دود، سروصدا، بارانهای اسیدی، دی اکسید کربن وهرگونه تشعشعات رادیو اکتیو تولید می شود. دیگر ماده اولیه مورد نیاز در سیستمهای فتوولتائیک سلیکون است که در طبیعت به وفور یافت می شود وغیر سمی است. تنها خسارات وارد شده بر محیط زسیت از طریق سیستمهای فتوولتائیک ، از اکتشاف ، استخراج، تولید وانتقال سیلیکون ناشی شده وزیانهای ناشی از زغال، گازو نفت دراین شیوة تولید حذف می شوند.

سیستمهای فتوولتائیک چگونه کار می کنند؟
سلولهای تشکیل دهنده سیستمهای فتوولتائیک از مواد نیمه رسانا ساخته می شوند. متداولترین نوع آن به علت وفور و ارزانی ، سیلکون است .ایجاد قطب مثبت و منفی در این سلولها پیش شرط لازم برای تولید الکتریسیته است و به وسیله ناخالص کردن یکی از کریستالهای سیلکون این دو قطب در هر سلول به وجود می
آید.

پس از برخورد فوتون های نور به این سلولها ، الکترونها از جای خود رانده و جریانی از الکترون (الکتریسته ) از قسمت منفی به سمت مثبت سلول به وجود می آید. به مجموعه ای از این سلولهای سری و موازی شده، ماژول فتوولتائیک می گویند. شدت وجهت تابش وتنوع زمانی وجغرافیایی آن بر بهره وری این سیستم بسیار تاثیر گذار است .

در هرماژول فتوولتائیک بین 36 تا 96 سلول قرار دارد. این مجموعه به وسیله فرآیند لمینیت دربین دو لایه شیشه محافظت می گردد. در نهایت کل مجموعه در یک محفظه آلومینیومی قرار می گیرد. مجموعه این ماژولها به تولید می DC وسیله اتصالات الکتریکی به یکدیگر متصل ودر نهایت یک جریان الکتریسیته به صورت مستقیم یا تبدیل می شود. AC شود. در صورت نیاز این جریان مستقیم توسط مبدل به جریان متناوب یا از دیگر مزایای این سیستمها قابلیت ذخیره سازی انرژی الکتریسیته تولید شده در روز است که به هنگام نیاز یا درطی شب می توان ازاین انرژی ذخیره شده استفاده نمود.قابلیت تولید در محل مصرف ، کاهش و صرفه جوئی در هزینه های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی و عدم نیاز به شبکه سراسری برق نیز از ویژگی های دیگر این نوع
سیستمهاست.
در حال حاضر روشنایی خورشیدی بالاترین میزان کاربرد سیستمهای فتوولتائیک را در سراسر جهان دارد. مانند تامین برق جاده ها و تونلها به خصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند، تامین برق پاسگاههای مرزی، مناطق حفاظت شده و مناطق دور افتاده که جنبه نظامی دارند.
آنچه به عنوان مشکل بر سرراه اجرائی شدن سیستمهای فتوولتائیک درایران وجود دارد، ارزانی وفراوانی سوختهای فسیلی است که سبب شده به این سیستمها وانرژی خورشیدی کمتر توجه شود.
درهرصورت نمی توان منکر این واقعیت شد که سوختهای فسیلی پایان پذیر وتجدید ناپذیرند وباید جایگزین آنها ، از منابع انرژی تجدید پذیر که منافع زیست محیطی فراوانی دارند استفاده نمود.
اجزای سیستمهای فتوولتائیک (برق خورشیدی)
-1 سلولهای فتوولتائیک(مولد برق خورشیدی)
این سلولها مربعهای نازک، دیسک ها یا فیلمهایی از جنس نیمه هادی هستند که ولتاژ و جریان کافی را در زمان قرار گرفتن در معرض تابش نور خورشید، تولید می کنند.
-2 کنترل کننده شارژ
تجهیزاتی هستند که ولتاژ باتریها را تنظیم و کنترل می کنند و از آسیبهای احتمالی وارد بر باتریها جلوگیری می کنند.
-3 ذخیره کننده باتری خورشیدی
را در خود ذخیره می کند. بخاطر وجود تغییر در میزان شدت تابش DC وسیله ایست که انرژی الکتریکی تولیدی پرتوهای خورشیدی در طول روز و در فصول مختلف، یک باطری به منظور ذخیره کردن انرژی الکتریکی تولیدی توسط آرای ههای فتوولتائیک و به عنوان یک عامل واسط بین آرای ههای خورشیدی و مصرف کننده انرژی الکتریکی برای بهره وری بیشتر مورد نیاز م یباشد.
-4 مبدل (اینورتر)
برای مصرف،تبدیل می کند. AC را به جریان DC وسیله ایست که جریان انواع سیستمهای فتوولتائیک
-1 سیستمهای فتوولتائیک ساخته شده با باتری شارژی
فانوسهای خورشیدی و شارژرهای فتوولتائیک مورد استفاده در باتریهای رادیو، ازاین نمونه بوده و بازار فروش مناسبی دارند. در این سیستم همه اجزاء یکپارچه شده و بجای باتریهای یکبار مصرف، از باتریهای قابل شارژ استفاده می شود.
-2 سیستمهای استفاده در روز
ساده ترین و ارزانترین سیستمهای فتوولتائیک برای استفاده در روز طراحی شده اند. این سیستمها معمولا شامل مدولهایی می شوند که ابزار ذخیره سازی ندارند و مستقیما با تابش خورشید، الکتریسیته تولید می کنند. برخی فن ها، دمنده ها یا پره های توزیع انرژی حرارتی در سیستم های گرمایش آب، و نیز وسیله های استفاده کننده، از انرژی خورشیدی چون ماشینهای حساب و ساعتهای مچی از این دسته اند.
 -3 سیستم جریان مستقیم با باتری ذخیره خورشیدی ( DC)
برای استفاده از سیستمهای فتوولتائیک در شب یا مواقع ابری، از سیستمهای مجهز به باتری ذخیره استفاده کنترل کننده های شارژ، باتریهای ذخیره و سایر ،( PV) می شود. اجزای اصلی این سیستم یک مدول فتوولتائیک وسایل است.
سیستمهای با باتری ذخیره می توانند شامل وسایل کوچکی مانند چراغ قوه با یک باتری تا ابزار آلات بزرگ با تعداد زیادی باتری صنعتی باشند.
نکته مهم در مورد باتریهای شارژی آنست که باید بمنظور دوام بیشتر، بطور کامل تخلیه شوند و سپس کاملا شارژ گردند. اندازه و شکل منبع باتری باید متناسب با عملکرد ولتاژ سیستم، مقدار استفاده در شب، شرایط آب و هوایی محل و ... طراحی گردند. در برخی از این سیستمها یک کنترل کننده شارژ، طراحی شده است که از شارژ بیش از حد باتریها یا تخلیه غیرعادی آنها با قطع اتصال مدول از منبع باتری، جلوگیری می کند و این موضوع در حفظ کیفیت و دوام باتری موثر است.
-4 سیستم های خورشیدی جریان مستقیم تغذیه کننده جریان متناوب مدولهای فتوولتائیک در اثر تابش
نیازمندند. لذا سیستمهای AC را تولید می کنند. اما اکثر لوازم الکتریکی به انرژی DC آفتاب انرژی الکتریکی داشته باشند، این مبدلها انعطاف پذیری سیستم را AC به DC فتوولتائیک باید مبدلی را جهت تبدیل جریان افزایش داده و تسهیلاتی را ایجاد می کنند. اما افزایش هزینه را نیز در پی دارند.
5 - سیستمهای برق خورشیدی متصل به شبکه شهری
این سیستمها به باتری ذخیره نیازی ندارن د . چون خود شبکه برق، عمل ذخیره سازی انرژی را انجام می دهد. انرژی اضافی تولید شده را مالک سیستم به شبکه شهری می فروشد و درصورت نیاز از شبکه شهری دریافت می کند. بر این اساس شرایطی باید فراهم شود تا خرید و فروش انرژی بین مالک و شبکه شهری امکانپذیر باشد. بدین منظور برخی از کمپانی های شبکه برق شهری کنتورهایی را به مشتریان خود می دهند که مقدار خرید و فروش الکتریسیته را معین می کن د .
مزایای تکنولوژی فتوولتائیک (تولید برق خورشیدی)
دوام:
تکنولوژی بکار رفته در ساخت مدولهای فتوولتائیک از مصالح بادوامی است. در گذشته دوام سیستمها را حدود 10 سال در نظر می گرفتند اما با پیشرفتهای انجام شده، متوسط عمر مفید این سیستمها به 25 سال رسیده است.
هزینه های پایین حفظ و نگهداری:
در سیستم منابع تجدیدناپذیر، هزینه های حمل و نقل مواد و نیروی کار بسیار بالا است. اما درسیستمهای فتوولتائیک چنین هزینه هایی در چرخه تولید وجود ندارد. زیرا سیستم به بازرسی های دوره ای و نگهداری با هزینه اندک نیاز دارد.
عدم نیاز به مواد سوختی:
در سیستمهای فتوولتائیک نیازی به منابع سوختی فسیلی و ... نمی باشد. بنابراین مضرات زیست محیطی ناشی از این منابع و هزینه های حمل و نقل و انبارداری آنها حذف می شود.
کاهش آلودگی صوتی:
سیستمهای فتوولتائیک بدون حرکت و کاملا بی صدا بوده و آلودگی صوتی ندارد.
قابلیت نصب و راه اندازی سیستمهای فتوولتائیک در ظرفیتهای گوناگون:
با توجه به مدولهای پیش ساخته در این سیستمها می توان الکتریسیته را در مقیاسهای مختلف تولید کرد.چنانچه با سیستمهای فتوولتائیک می توان از چند میلی وات تا چندین مگاوات انرژی بدست آورد. اگر این سیستم را بصورت مدولهای کوچک و منفرد استفاده کنیم، برای نیازهای بسیار ناچیز و اگر در مزرعه ای مجموعه ای از آرایشهای گسترده فتوولتائیک را بکار بریم، نیروگاه خورشیدی عظیم را ایجاد کرده ایم.
عدم وابستگی به شبکه برق شهری:
در مواقعی که انتقال برق شهری امکانپذیر نباشد، می توان از این سیستم ها بهره گیری کرد زیرا بصورت مستقل الکتریسیته تولید کرده و نیازی به نگهداری فراوان ندارند. پس در مناطق دورافتاده و صعب العبور، استفاده از این سیستمها گزینه مناسبی خواهد بود.
دوام اجزاء فتوولتائیک:
مدت کارکرد مدولهای خورشیدی،در سالهای گذشته بطور متوسط 10 سال در نظر گرفته می شده لیکن با
پیشرفتهای فنی میانگین زمان کارکرد مدولها به 25 سال رسیده است. بسیاری از اجزاء و مواد اولیه این مدولها
قابل بازیافت و استفاده اند. مثلا شیشه ها، جعبه های پلاستیکی و کلافهای فلزی نصب و ... قابل استفاده مجدد
هستند. اما بازیافت برخی از اجزا چون نیمه هادیها و ... امکانپذیر نیست.
٢- سیستم آبگرم خورشید مرکزی
این سیستم در مکان هایی که نیاز به مقدار زیادی آبگرم (روزانه بیش از 1000 لیتر) می باشد، استفاده می شون د . در این سیستم کلکتورها بنا به نیاز به صورت موازی و یا سری به یکدیگر متصل شده و با مخازن ذخیره از طریق پمپ و کنترلر مرکزی هوشمند متصل شده و آبگرم مصرفی مو رد نیاز را تامین می نمایند .

کلکتورهای مورد استفاده در این سیستم از نوع لوله خلاء افقی می باشد. سطح مورد نیاز برای نصب این کلکتورها در مقایسه با کلکتورهای عمودی کمتر بوده و همچنین هزینه آنها نیز کمتر می باشد. اساس کار این سیستمها مشابه سیستم های ترموسیفونی بوده بعلاوه اینکه در این سیستم ها از پمپ چرخشی نیز برای چرخش سیال بین کلکتور خورشیدی و مخزن استفاده می گردد.

این سیستم در ساختمان هایی که دارای موتورخانه مرکزی هستند بسیار کارا می باشد. اتصال سیستم آبگرم خورشیدی با موتورخانه براحتی امکان پذیر است و می توان منبع آبگرم خورشیدی را به منبع دوجداره آبگرم مصرفی متصل نمود. بدین ترتیب مدار گرمایشی دیگ آبگرم با منبع دوجداره آبگرم مصرفی همچنان برقرارخواهد بود و بعنوان پشتیبان سیستم خورشیدی عمل خواهد نمود.