انواع انرژی تجدیدپذیر در جهان

انواع مختلف انرژی تجدید پذیر

انرژی خورشیدی

تا زمانی که خورشید شعله‌ور است (تقریباً 4٫4 میلیارد سال دیگر)، قادر خواهیم بود از نور و گرمای آن استفاده کنیم. ما معمولاً از انرژی خورشیدی به دو روش بسیار متفاوت استفاده می‌کنیم: الکتریکی و حرارتی. توان الکتریکی خورشیدی (که گاهی به آن انرژی خورشیدی اکتیو یا فعال نیز می‌گویند) به معنای گرفتن نور خورشید و تبدیل آن به الکتریسیته در سلول‌های خورشیدی (که به صورت الکترونیکی کار می‌کنند) است. این فناوری به عنوان فتوولتائیک (فتو معادل نور، و ولتائیک معادل الکتریکی) نیز شناخته می‌شود. بنابراین فتوولتائیک یا PV به معنای برق حاصل از نور است. توان حرارتی خورشیدی (که گاهی به آن انرژی پسیو یا غیرفعال خورشیدی یا بهره پسیو خورشیدی نیز گفته می‌شود) به معنای جذب گرمای خورشید در سیستم های آب گرم خورشیدی یا استفاده از آن برای گرم کردن ساختمان‌ها با پنجره‌های بزرگ شیشه‌ای است.

انرژی بادی

بسته به جایی که در آن زندگی می‌کنید، احتمالاً در سال‌های اخیر توربین‌های بادی را در چشم‌اندازهای طبیعی مشاهده کرده‌اید. به عنوان مثال، تعداد زیادی از آن‌ها در ایالات متحده و اروپا وجود دارد. توربین هر دستگاهی است که انرژی جنبشی را از یک سیال متحرک (مایع یا گاز) خارج کرده و آن را به شکل دیگری تبدیل می‌کند. آسیاب‌های بادی، بر اساس این ایده، صدها سال است که به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. در یک توربین بادی مدرن‌، یک پره چرخان بزرگ (شبیه به پیشران هواپیما) در باد می‌چرخد و یک ژنراتور برق نصب شده در محفظه موتور (پوشش فلزی) را در پشت می‌چرخاند. تقریباً چند هزار توربین بادی نیاز است تا به اندازه یک نیروگاه بزرگ سوخت فسیلی توان تولید کنیم. انرژی بادی در واقع نوعی انرژی خورشیدی است، زیرا هنگامی که خورشید قسمت‌های مختلف سیاره ما را با اندازه‌های مختلف گرم می‌کند و باعث حرکت حرکات عظیمی در سطح آن می‌شود، بادها ایجاد می‌شوند.

انرژی برق آبی یا هیدروالکتریک

حرارت داخل زمین، بخار و آب داغ تولید می کند که می تواند برای نیرو دادن به ژنراتورهای برق و تولید الکتریسته یا برای کاربردهای دیگر مثل گرم کردن خانه و تولید انرژی برای صنعت مورد استفاده قرار گیرد. انرژی زمین گرمایی را می توان با حفاری از مخازن عمیق زیرزمینی و یا از دیگر مخازن زمین گرمایی نزدیک تر به سطح زمین به دست آورد.این انرژی به طور فزاینده ای برای متعادل کردن هزینه های گرمایش و سرمایش داخل ساختمان های مسکونی و تجاری مورد استفاده قرار می گیرد.

انرژی زمین گرمایی

هیدرو (Hydro) به معنای آب است، بنابراین برق‌آبی به معنای تولید برق با استفاده از آب است، البته نه از خود آب، بلکه از انرژی جنبشی موجود در یک رودخانه یا جریان آب. رودخانه‌ها زندگی خود را در زمین مرتفع آغاز می‌کنند و به تدریج در سرازیری به سمت دریا می‌روند. با قرار دادن سد در راه آن‌ها، می‌توانیم دریاچه‌های بزرگی ایجاد کنیم که به آرامی از توربین‌های آب تخلیه می‌شوند و در اثر چرخش توربین‌ها برق تولید می‌کنند. چرخ‌های آبی مورد استفاده در دوران قرون وسطی برای آسیاب‌ها نمونه اولیه نیروگاه آبی بود. آسیاب‌های بادی را می‌توان به عنوان انرژی هیدرومکانیکی توصیف کرد، زیرا قدرت آب به دستگاه‌های متشکل از سیستم پیچیده چرخ‌ها و چرخ‌دنده‌ها منتقل می‌شود. مانند انرژی بادی، انرژی برق‌آبی، به صورت غیرمستقیم، نوع دیگری از انرژی خورشیدی است، زیرا این انرژی خورشید است که چرخه آب را هدایت می‌کند و بی‌وقفه مبادله آب بین اقیانوس‌ها و رودخانه‌ها در سطح زمین و جوّ بالاتر از آن را انجام می‌دهد.

انرژی اقیانوس

اقیانوس‌ها دارای پتانسیل وسیع و استفاده نشده‌ای هستند که می‌توان از سه طریق از آن‌ها بهره برد: انرژی موج، انرژی کشندی و انرژی حرارتی.

1. انرژی موج از دستگاه‌های مکانیکی استفاده می‌کند که به جلو و عقب یا به سمت بالا و پایین تکان می‌خورند تا انرژی جنبشی را از امواج در حال حرکت گرفته و آن را به برق تبدیل کنند. انرژی موج چندین دهه است شناخته شده و از آن استفاده می‌شود.

2. انرژی کشندی یا جزر و مد سدهای كوچكی هستند كه در میان رودخانه‌ها ساخته شده‌اند (نقاط ساحلی كه رودخانه‌ها به دریا می‌پیوندند و بالعكس). با حرکت جزر و مد به جلو و عقب، آن‌ها حداقل دو بار در روز مقدار زیادی آب داخل و خارج از رودخانه‌ها جابه‌جا می‌کنند. یک سد با توربین‌های ساخته شده در آن می‌تواند انرژی جزر و مد را هنگام حرکت به جلو و عقب جذب کند. معروف‌ترین نیروگاه کشندی جهان، «نیروگاه کشندی رانس» (Rance Tidal Power Station) در فرانسه است.

3. انرژی حرارتی در واقع بهره‌برداری از اختلاف دمای آب گرم سطح اقیانوس‌ها و آب سرد در عمق‌های دیگر است. در نوعی از انرژی حرارتی به نام تبدیل انرژی حرارتی اقیانوس (OTEC)، آب سطح گرم‌تر به بالای یک ستون غول‌پیکر (شاید به ارتفاع 450 متر یا 1500 فوت) جریان دارد که به صورت عمودی در چند مایلی دریا نصب شده است. این در حالی است که آب خنک‌تر به پایین جریان می‌یابد. قبل از اینکه آب خنک و بازیافت شود، آب گرم توربین را می‌چرخاند و برق تولید می‌کند. تخمین زده می‌شود که انرژی گرمایی کافی در اقیانوس‌ها برای تأمین نیازهای بشر وجود دارد، اگرچه در حال حاضر، مقدار کمی از آن بازیابی می‌شود.

زیست‌ توده

زیست‌توده یک کلمه مدرن است که در واقع به معنای گیاهان یا سایر موجوداتی است که یک بار زندگی می‌کنند و از بین می‌روند و از آن‌ها به عنوان سوخت استفاده می‌شود (مخصوصاً مواردی که به همین دلیل پرورش می‌یابند). چوبی که توسط مردم یک کشور آفریقایی جمع‌آوری می‌شود زیست‌توده است. زیست‌سوخت‌هایی مانند اتانول که برای ساخت دیزل موتور خودروها استفاده می‌شود نیز زیست‌توده است. همچنین، کود مرغ که برای آتش در نیروگاه‌ها به کار می‌رود زیست‌توده است. نکته جالب در مورد زیست‌توده این است که نوعی انرژی تجدید پذیر است. بدین ترتیب که گیاهان با استفاده از نور خورشید رشد می‌کنند، آن‌ها این انرژی را به انرژی شیمیایی تبدیل و در ریشه، شاخه و برگ خود ذخیره می‌کنند. سوزاندن زیست‌توده بیشترِ انرژی را به عنوان گرما آزاد می‌کند که می‌توانیم از آن برای گرم کردن خانه‌ها، تولید برق و سوخت وسایل نقلیه استفاده کنیم.

نقش تجدیدپذیرها در جهان

استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر یا پاک در جهان، روز به روز در حال افزایش است و در همین راستا، قیمت پنل‌های خورشیدی رو به کاهش و ظرفیت تأمین انرژی از نور خورشید شدت یافته است؛ به‌گونه‌ای که طبق مطالعات صورت گرفته، پیش‌بینی می‌شود که طی پنج سال آینده، پنل‌های خورشیدی بیش‌تری در جهان نصب شود تا جایی که ظرفیت آن به یک تریلیون وات خواهد رسید.

این در شرایطی است که یک تریلیون وات انرژی مورد نیاز یک سوم کل جمعیت آمریکاست، همچنین پیش‌بینی شده که تا سال ۲۰۲۳ حدود ۲۰ درصد کل پنل‌های خورشیدی در جهان در کشورهای آسیایی چون چین، هند و ژاپن نصب خواهد شد. چین و ژاپن تا دو سال آینده نیمی از تأسیسات پنل خورشیدی را راه‌اندازی خواهند کرد و آمریکای شمالی و اروپا تا ۲۰۲۳ در حدود ۲۸ درصد سهم بازار پنل‌های خورشیدی را به خود اختصاص خواهند داد.

طبق این پیش‌بینی‌ها، ظرفیت پنل‌های خورشیدی در خاورمیانه از سه درصد کنونی به ۹ درصد کل جهان خواهد رسید. دلیل اصلی این انتقال به انرژی خورشیدی، افزایش تقاضای برق در جهان است و با توجه به این‌که پنل‌های خورشیدی قیمت هزینه‌های تولید برق را کاهش می‌دهد، هر روز قیمت تولید برق از این طریق رقابتی‌تر خواهد شد و راه‌اندازی نیروگاه‌های خورشیدی هر روز مقرون به‌صرفه‌تر می‌شود.

برنامه دولت برای تجدیدپذیرها

هرچه از میزان تقاضای جهان برای انرژی‌های فسیلی کاهش یابد، میزان تقاضا برای تجدیدپذیرها افزایش می‌یابد. در این میان نمی‌توان ظرفیت بالای ایران در حوزه تجدید پذیرها را نادیده گرفت. البته بیشتر برنامه‌ریزی دولت برای تشویق و ترغیب سرمایه‌گذاران به سرمایه‌گذاری در این زمینه و از طرفی هم سیاست‌گذاری برای توسعه بوده است؛ یعنی سیاست فعلی دولت احداث مستقیم نیروگاه‌های خورشیدی و بادی توسط خود دولت نیست، لیکن مواردی را به صورت پایلوت مانند نیروگاه‌های بادی منجیل و دیزباد نیشابور و نیروگاه‌های خورشیدی در سمنان و یزد اجرا کرده است.

روندی که در دو سال اخیر در پیش گرفته شده، به تعریف تعرفه‌های جذابی برای خرید برق تضمینی تجدیدپذیرها منجر شده است که این امر باعث تسریع در توسعه احداث نیروگاه‌های تجدیدپذیر به خصوص نیروگاه‌های خورشیدی فتولتائیک توسط سرمایه‌گذاران بخش خصوصی شده و تاکنون ظرفیت قابل توجهی از نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک در ایران نصب شده است.