بررسی امکان استفاده از انرژی بادی در ایران/ آزاد محمدی

هرانا - ۱۴ آبان ۱۴۰۰

خانه > slide, بهداشت و محیط زیست > بررسی امکان استفاده از انرژی بادی در ایران/ آزاد محمدی

خبر اختصاصی
تاریخ : ۱۴۰۰/۰۸/۱۴
دسته : slide,بهداشت و محیط زیست
لینک کوتاه :
کد خبر : ۰۰۰۸۱۴۸۰۹

چاپ خبر

بررسی امکان استفاده از انرژی بادی در ایران/ آزاد محمدی

ماهنامه خط صلح – هزاران سال است که انسان از انرژی باد استفاده می‌کند. در مصر باستان ۵۰۰۰ سال قبل از میلاد برای عبور از رود نیل از انرژی بادی بهره می‌گرفتند. سال ۲۰۰ قبل از میلاد در چین برای استخراج آب از زیرزمین از پمپ‌های بادی کمک گرفتند. هم‌چنین سال ۸۰۰ قبل از میلاد در ایران و خاورمیانه، از باد برای آسیاب کردن کمک گرفتند. تا قرن ۱۱ در خاورمیانه از باد برای تولید غذا، به‌طور گسترده کمک گرفته می‌شد در جنگ‌های صلیبی، اروپایی‌ها این تکنولوژی را به اروپا بردند، هلندی‌ها برای تخلیه‌ی دریاچه‌ها و باتلاق‌ها در نزدیکی رود راین پمپ‌های بزرگی را ایجاد کردند، سپس مهاجران اروپایی این تکنولوژی را به نیم‌کره‌ی غربی بردند.

"در مصر باستان ۵۰۰۰ سال قبل از میلاد برای عبور از رود نیل از انرژی بادی بهره می‌گرفتند"در آمریکا از آسیاب‌های بادی برای آسیاب غلات، پمپاژ آب و بریدن چوب در کارخانه‌های چوب‌بری استفاده می‌کردند. در دهه‌های آخر قرن ۱۸۰۰ و اوایل ۱۹۰۰، از ژنراتورهای کوچک الکتریکی-بادی (توربین‌های بادی) به‌طور گسترده استفاده شد.

کشف نفت موجب کاهش استفاده از انرژی باد شد. با اختراع و به‌کارگیری موتورهایی که با سوخت‌های تجدیدناپذیر همچون زغال‌سنگ، نفت و غیره کار می‌کردند، توجهات نسبت به انرژی‌های تجدیدپذیر هم‌چون باد کم‌تر شد، این رویه حدوداً تا دهه‌ی ۱۹۷۰ ادامه داشته است. در این دهه عواملی از جمله بالا رفتن قیمت نفت در پی افزایش تقاضا، جنگ اعراب-اسرایل و تحریم فروش نفت از جانب کشورهای عرب مسلمان، بحران‌های زیست‌محیطی هم‌چون گرمایش کره زمین و غیره، علاقه برای استفاده از منابع جایگزین انرژی، مانند انرژی باد، برای تولید برق دوباره رونق پیدا کرد.

با ادامه‌ی بحران‌های زیست‌محیطی و کاهش ذخایر طبیعی، برای تولید برق ناچار مجبور به انتخاب جایگزینی خواهیم بود، و بهترین جایگزین استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر خواهد بود. منظور از انرژی‌های تجدیدپذیر، منابع صفر کربنی (منابعی که کربن انتشار نمی‌دهند) است.

انرژی‌های تجدید پذیر آلودگی‌های ناچیز در مقایسه با دیگر سوخت‌ها ایجاد می‌کنند و پایان‌ناپذیر هستند. هم‌چنین در سال‌های اخیر از نظر اقتصادی هم با دیگر سوخت‌ها در حال رقابت هستند.

در سال‌های اخیر، میانگین افزایش تولید انرژی از باد، در دنیا ۳۰ درصد بوده است که بیش‌ترین مقدار افزایش را در بین دیگر انرژی‌ها داشته است. چشم‌انداز تولید انرژی (برق) در بین تعدادی از کشورها بدین‌صورت است: کشور آلمان در نظر دارد تا سال ۲۰۳۰ نزدیک به ۳۰ درصد برق خود را با احداث ۵۴ گیگاوات مزرعه بادی تولید نماید، ژاپن تا سال ۲۰۳۰ در نظر دارد ۱۱ گیگاوات از انرژی باد ایجاد نماید و برزیل تا سال ۲۰۲۲ در نظر دارد ۱۰ درصد تولید برق خود را با کمک باد تولید نماید.

برای تبدیل انرژی باد به الکتریسیته از توربین‌ها کمک گرفته می‌شود. بازدهی توربین‌ها رابطه‌ی مستقیمی با سرعت باد دارد و سرعت باد یک مکان از طریق ارزیابی منبع باد قبل از ساخت یک سیستم بادی، سنجیده می‌شود. معمولاً سرعت باد متوسط سالانه بیش‌تر از ۴ متر در ثانیه برای توربین‌های الکتریکی بادی کوچک لازم هست.

"هم‌چنین سال ۸۰۰ قبل از میلاد در ایران و خاورمیانه، از باد برای آسیاب کردن کمک گرفتند"نیروگاه‌های انرژی بادی مصارف همگانی، به‌طور متوسط به حداقل سرعت بادی به‌اندازه‌ی ۶ متر در ثانیه نیاز دارند. برق تولیدشده با توربین‌ها متناسب است با مکعب سرعت باد؛ بدین معنا که دو برابر کردن سرعت باد، برق حاصله را به‌صورت ضریبی از ۸ افزایش می‌دهد. بنابراین توربینی که در محلی با سرعت باد متوسط ۳٫۳ متر در ثانیه کار می‌کند نسبت توربینی که در مکانی با سرعت باد ۳ متر در ثانیه باشد، به‌صورت فرضی می‌تواند حدود ۳۳ درصد بیش‌تر الکتریسیته تولید کند. بیش‌تر سازندگان توربین‌های مصارف همگانی، دستگاه‌هایی در محدوده‌ی ۷۰۰ کیلووات تا ۲ مگاوات را پیشنهاد می‌کنند. متوسط مصرف یک واحد مسکونی در آمریکا حدود ۱۰ هزار کیلووات ساعت (KWH) برق در سال هست.

یک مگاوات انرژی بادی می‌تواند سالانه بین ۴ /۲ و ۳ میلیون کیلووات ساعت برق تولید کند؛ بنابراین یک مگاوات انرژی بادی به‌اندازه مصرف ۳۰۰ -۲۴۰ خانه برق تولید می‌کند.

اکنون در ساخت توربین‌های بادی پیشرفت چشم‌گیری شده است. برای نمونه شرکت “جنرال الکتریک” (General Electric) یک توربین بادی ساخته است که دارای ظرفیت چشم‌گیر ۱۳ مگاواتی است. این توربین جدید ۱۳ مگاواتی می‌تواند به‌زودی روزانه تا ۳۱۲ مگاوات ساعت برق تولید کند که هشت درصد بیش‌تر از بیش‌ترین تولید قبلی توسط توربین ۱۲ مگاواتی “GE Haliade-X” در بندر روتردام هلند است (که احتمالاً بزرگ‌ترین توربین بادی در جهان است). این توربین با تبدیل‌شدن به اولین توربینی که توانسته در ۲۴ ساعت ۲۶۲ مگاوات ساعت انرژی تولید کند که برای تأمین انرژی ۳۰ هزار خانه در منطقه کافی بود، یک رکورد جهانی ثبت کرده است و در صورت تحقق آن‌چه برای توربین جدید در آمریکا تخمین زده‌شده، رکورد جدیدی در این حوزه به ثبت خواهد رسید.

وضعیت ایران

بر اساس بررسی‌های انجام‌شده و با استناد به آمار به‌دست‌آمده از ایستگاه‌های سینوپتیک ایران، بسیاری از نواحی ایران، ازجمله نواحی ساحلی دریان عمان و جزایر خلیج‌فارس، نواحی ساحلی استان خوزستان و نواحی شرقی کشور به همراه نقاطی مانند رفسنجان، اردبیل، بیجار و غیره نواحی بادخیز هستند و در آن‌ها توان تولید برق بادی، به‌ویژه در فصل تابستان وجود دارد. البته در بسیاری از دیگر مناطق کشور نیز در بازه‌هایی در طول سال امکان تولید برق بادی وجود دارد.

در مطالعات انجام‌شده داده‌های مربوط به ۱۲۰ ایستگاه سینوپتیک در بین سال‌های ۱۹۹۴-۲۰۰۳ بررسی‌شده و مشخص شد که در سطح کشور ایران بالاترین میانگین سالانه‌ی سرعت باد در ایران مربوط به ایستگاه منجیل با سرعت ۶/۲۵ متر بر ثانیه و پس‌ازآن ایستگاه زابل با سرعت ۶ متر بر ثانیه است.

"در آمریکا از آسیاب‌های بادی برای آسیاب غلات، پمپاژ آب و بریدن چوب در کارخانه‌های چوب‌بری استفاده می‌کردند"ایستگاه‌های خور بیرجند، رفسنجان، کیش، اردبیل و بیجار هم میانگین سرعت باد بالای ۴ متر بر ثانیه را دارند. هم‌چنین ایستگاه‌های جاسک، الیگودرز، سیری، زرینه، تربت‌جام، بندر ماشهر، چابهار، اردستان، بروجرد، بستان، ابوموسی، تبریز، زاهدان، نوژه همدان، سردشت، نائین و کهنوج هم دارای متوسط سرعت باد بین ۳ تا ۴ متر بر ثانیه هستند. سریع‌ترین باد ثبت‌شده در ایستگاه‌های کشور مربوط به ایستگاه خور بیرجند با سرعت ۳۹ متر بر ثانیه است. ایستگاه‌های سردشت، گلمکان، سرپل‌ذهاب آستارا و منجیل هم بادهای با سرعت‌بالای ۳۰ متر بر ثانیه ثبت کرده‌اند.

یکی دیگر از معیارها برای مطالعات مربوط به بادخیز بودن محل جهت احداث توربین‌های بادی مدت‌زمانی در طول سال است که باد می‌ورزد. در ایران ایستگاه رفسنجان ۶۶ درصد زمان‌های سال دارای باد با سرعت‌بالای ۴ متر بر ثانیه بوده است و از این نظر رتبه‌ی اول را دارد.

پس ‌ازآن ایستگاه‌های زابل با ۶۴ درصد زمان‌های سال در رتبه دوم قرار دارد. مناطق دیگر هم‌چون الیگودرز، تربت‌جام‌، خور بیرجند، سیری، کیش، جاسک، زرینه اوباتو، منجیل و چابهار هم در بیش از ۵۰ درصد زمان سال باد بالای ۴ متر بر ثانیه را دارند.

به‌طورکلی، ایران در فصل‌های بهار و تابستان بسیار بادخیز است و با توجه به این‌که در ماه‌های گرم سال بیش‌تر نقاط ایران دارای توان تولید انرژی برق بادی هستند و ازآن‌جاکه در این ماه‌ها تولید انرژی برق‌آبی کاهش و مصرف انرژی الکتریکی افزایش می‌یابد، لذا استفاده از انرژی پاک و رایگان باد برای تولید برق بادی بسیار ضروری است. از نظر زمان روز، به‌جز ایستگاه زابل که در هنگام صبح بادخیزتر است، دیگر ایستگاه‌های کشور در ساعات بعدازظهر و به‌ویژه هنگام عصر، بادخیزتر از زمان‌های دیگر روز هستند و با توجه به این‌که این زمان، گرم‌ترین زمان روز است و مصرف انرژی الکتریکی برای دستگاه‌های خنک‌کننده افزایش می‌یابد لذا می‌توان از انرژی بادی برای تولید الکتریکی مکمل در این موقع استفاده نمود.

پانوشت‌ها: ۱-گندم‌کار، امیر، ارزیابی انرژی پتانسیل باد در کشور ایران، مجله‌ی جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال ۲۰، شماره پیاپی ۳۶، شماره ۴ زمستان ۱۳۸۸. ۲- منابع بادی و پاسخ به سؤالات متداول درباره‌ی توربین بادی، برق نیوز، ۱۶ مرداد ماه ۱۳۹۶. ۳- توربین غول‌پیکری که با یک چرخش، انرژی ۲ روز یک خانه را تامین می‌کند، ایسنا، ۱۷ آذر ۱۳۹۹.

"در دهه‌های آخر قرن ۱۸۰۰ و اوایل ۱۹۰۰، از ژنراتورهای کوچک الکتریکی-بادی (توربین‌های بادی) به‌طور گسترده استفاده شد.کشف نفت موجب کاهش استفاده از انرژی باد شد"۴- تاریخچه‌ی انرژی باد، وبسایت مدیریت اطلاعات انرژی ایالات متحده، ۱۷ مارس ۲۰۲۱.