خط مهندسی
مجله ی آنلاین مهندسی

۱۰ منبع اصلی انرژی را بیشتر بشناسیم

0 149

در نوشته قبلی با عنوان انرژی واقعاً چیست؟ به چیستی انرژی و صورت‌های مختلف آن پرداختیم. در این نوشته اما به عنوان اولین منبع فارسی، منابع انرژی را به طور جامع شرح می‌دهیم.

اگرچه هر روز منابع جدیدی از انرژی کشف می‌شوند، اما هنوز به طور عمده و بهینه مورد استفاده قرار نگرفته‌اند.

به‌طور کلی همه‌ی این منابع بیشتر برای تولید برق استفاده شده و از انرژی آن‌ها به‌طور مستقیم کمتر بهره‌برداری می‌شود.

جهان بر پایه‌ی دنباله‌ای از واکنش‌های الکتریکی اداره می‌شود؛ چه استارت زدن خودروی زیر پای شما و چه خاموش کردن لامپ اتاق خواب از این قاعده مستثنی نیستند.

همه‌ی این منابع مختلف انرژی در نهایت به توان الکتریکی تبدیل شده و توسط خطوط انتقال پر‌توان به فاصله‌های دور و نزدیک فرستاده می‌شوند.

در ادامه با مروری بر ۱۰ منبع عمده و اصلی انرژی به همراه مزایا و معایب هر‌کدام، با خط مهندسی همراه باشید.

  • انرژی خورشیدی

انرژی-خورشیدیپنل‌های خورشیدی، انرژی خورشید را به شکل‌های مختلف توان قابل مصرف بهره‌برداری می‌کنند. میدان‌های بزرگی از صفحات خورشیدی در صحرا‌ها نصب شده و می‌توانند برق ایستگاه‌های فرعی را تامین کنند.

همچنین خانه‌های بسیاری در دنیا از سیستم‌های خورشیدی برای تأمین آب داغ، تهویه منزل و تأمین برق استفاده می‌کنند.

در ایران نیز با حمایت‌های وزارت نیرو امکان نصب صفحات خورشیدی روی سقف خانه‌ها امکان پذیر شده و مازاد برق تولید شده توسط وزارت نیرو خریداری می‌شود.

مشکل اصلی انرژی خورشیدی این است که با وجود این‌ که نور خورشید  همیشه به وفور وجود دارد، نقاط محدودی از کره زمین هستند که در همه‌ی بازه‌های زمانی سال و در ساعات مختلف روز نور خورشید را به‌طور مستقیم دریافت کنند.

انرژی خورشیدی یکی از مهم‌ترین منابع انرژی تجدید پذیر و نامحدود در جهان است.


  • انرژی باد

انرژی-بادبهره‌برداری از انرژی باد در سراسر دنیا در حال فرا‌گیر شدن است. اختراعات جدید در حوزه‌‌ی مزرعه‌های بادی به گسترش آن‌ها کمک بسیاری کرده‌اند.

همچنین با استفاده از توربین‌های بادی می‌توان انرژی باد را به چرخاندن توربین واداشت و توربین نیز با چرخاندن ژنراتور (مولد) برق تولید می‌کند.

در حالی که استفاده از توربین‌های بزرگ عالی به‌نظر می‌رسد، شواهد پیش‌بینی نشده‌ی زیست محیطی مختلفی در حال نقض کردن این رویه‌ی بهره‌برداری از انرژی باد هستند.


  • انرژی زمین گرمایی

انرژی زمین گرمایی، راه‌حلی پاک و پایدار برگرفته از دل زمین است. گرما از اعماق پوسته زمین به شیوه‌های مختلفی گرفته شده و با تبخیر آب و ایجاد بخار پرفشار، درست مانند نیروگاه‌های فسیلی و هسته‌ای توربین‌های تولید برق را می‌چرخاند.

برخی از شیوه‌های گرفتن انرژی زمین گرمایی عبارتند از : منابع آب داغ ، منابع بخار خشک ، منابع تحت فشار زمین ، تخته سنگ‌های خشکِ داغ و منابع ماگمایی

انرژی زمین گرمایی را می‌توان هم در پایگاه‌های مسکونی و هم در مقیاس‌های صنعتی به بهره برداری رساند و حتی استفاده از آن بسیار مقرون به‌صرفه است.

بزرگترین عیب انرژی زمین گرمایی که فقط در مناطق بسیار محدودی امکان استفاده از آن وجود دارد.

بزرگترین میدان تولید برق زمین گرمایی جهان در گایزر، کالیفرنیا، ایالات متحده‌ی آمریکا قرار دارد. که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید. (The Geysers Geothermal Field, California, United States of America)

انرژی-زمین-گرمایی


  • انرژی هیدروژن

سوخت-هیدروژن-انرژیمنبع اصلی هیدروژن یعنی آب، فراوان‌ترین ماده در پوسته‌ی زمین است. دو سوم آب از هیدروژن تشکیل شده و هنگامی که این هیدروژن استخراج شود، می‌توان از آن به عنوان سوخت و حتی برای تولید برق استفاده کرد.

هیدروژن منبعی فوق‌العاده از انرژی است که می‌تواند به عنوان سوخت در خودرو ها، کشتی‌ها، خانه‌ها، صنعت، موشک‌ها و منازل استفاده شود.
سوخت هیدروژن کاملاً پاک است و هیچ ضایعات سمی به‌جا نمی‌گذارد.


  • انرژی جذر و مد

انرژی-جذر-و-مدبا تبدیل انرژی جنبشی حاصل از بالا و پایین رفتن سطح دریا‌ها در جذر و مد در ژنراتور‌هایی مخصوص می‌توان برق تولید کرد. بهره‌برداری از انرژی جذر و مد بیشتر در نواحی ساحلی دنیا برتری دارد.

نیاز به سرمایه‌ی گذاری بالا و در دسترس نبودن این تکنولوژی، بزرگترین موانع گسترش بهره‌ برداری از این نوع انرژی هستند.

انرژی جذر و مد نیز کاملاً تجدید‌پذیر و پاک است و همچنین قابلیت تولید برق قابل‌ توجهی در اقیانوس‌ها دارد.


  • انرژی موج

انرژی-موجانرژی موج از موج‌های به‌وجود آمده در دریا‌ها و اقیانوس ها بهره برداری می‌شود. انرژی موج نیز تجدید پذیر و سازگار با محیط زیست است و استفاده از آن به اتمسفر آسیبی وارد نمی‌کند. از انرژی موج می‌توان در نواحی ساحلی بسیاری از کشور‌ها استفاده کرده و باعث کاهش وابستگی آن ها به سوخت فسیلی شد.

اما بهره‌ برداری از انرژی موج می‌تواند باعث آسیب به زیست‌بوم ساحلی و دریایی شود و از نظر دیداری و آلودگی صوتی نیز به زیبایی محیط صدمه می‌زند.


  • انرژی برقابی (هیدروالکتریک)

انرژی-برقآبیامروزه شهر‌های بسیاری در دنیا به انرژی برقابی وابسته هستند؛ در قرن اخیر هر جا سدی ساخته شده است، یک نیروگاه برقابی برای تغذیه یک ایستگاه برق رسانی نیز ساخته شده است. از توان آب پشت سد‌ها برای گرداندن توربین‌های عظیم و تولید توان الکتریکی استفاده می‌شود.

بزرگترین چالش پیش‌رو در حال حاضر قدیمی شدن این سد ها است. بسیاری از نیروگاه‌های برقابی واقع در این سد‌ها برای حفظ کاربری و امنیت، نیازمند تعمیرات و نوسازی جدی هستند و این امر هزینه زیادی می‌طلبد.

خشک شدن تدریجی منابع آب قابل شرب و رودخانه‌ها نیز چالش دیگری است که باید برای آن چاره‌ای اندیشیده شود.


  • انرژی زیست توده

انرژی-زیست-توده

زیست‌توده از مواد طبیعی به‌وجود می‌آید و هم اکنون به طور گسترده در جهان استفاده می‌شود. کلروفیل موجود در گیاهان انرژی خورشید را با گرفتن کربن دی‌اکسید هوا و آب از زمین، طی فرآیند فتوسنتز به کربوهیدرات تبدیل می‌کند. وقتی گیاه می‌سوزد، دوباره کربن دی‌اکسید و آب را به جو باز می‌گرداند.

زیست توده به طور کلی گیاهان، محصولات کشاورزی، درختان، خرده چوب و ضایعات حیوانات را شامل می‌شود.

انرژی زیست توده به عنوان سوخت برای پخت‌و‌پز و گرمایش در منازل و همچنین در تولیدات صنعتی استفاده می‌شود.

این نوع از انرژی تجدیدپذیر نیست و مقدار زیادی دی اکسید کربن وارد جو می‌کند.


  • انرژی هسته ای

با اینکه انرژی هسته‌ای در سال‌های اخیر هم در زمینه امن بودن استفاده از آن و هم عدم مغرون به صرفه بودن و با در نظر گرفتن زباله‌های هسته ای و مضرات زیست‌محیطی بسیار بحث برانگیز بوده است، اما هنوز نیز به عنوان یکی از منابع اصلی تأمین انرژی در جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

انرژی در واکنش‌های هسته‌ای خاصی استخراج شده و سپس به بخار آب برای گرداندن توربین‌ها منتقل می‌شود و در ژنراتور‌های عظیم تولید برق می‌کند.

در عکس زیر نیروگاه هسته‌ای بوشهر که در سال‌های اخیر بسیار بحث برانگیز بوده است را مشاهده می‌کنید.

انرژی-هسته-ای-بوشهر


  • سوخت های فسیلی

درحالی که وقتی اکثر مردم درباره منابع انرژی صحبت می‌کنند منابعی چون نفت، گاز و ذغال‌سنگ را مد نظر دارند؛ این‌ها فقط یکی از منابع دهگانه‌ی انرژی یعنی سوخت‌های فسیلی را شامل می‌شوند.

سوخت‌های فسیلی و به طور عمده نفت و ذغال سنگ، توان مورد نیاز بیشتر جهان را تأمین می‌کنند.

سوخت‌های فسیلی و به طور عمده نفت و ذغال سنگ، توان مورد نیاز بیشتر جهان را تأمین می‌کنند. نفت نیز به فرآورده‌های بسیاری تبدیل می‌شود که مهم ترین آن‌ها بنزین و گاز طبیعی هستند. گاز طبیعی در سال‌های اخیر برای گرم کردن منازل و پخت و پز بسیار متداول شده است.

مشکلات استفاده از سوخت‌های فسیلی به عنوان عمده‌ترین منبع انرژی در جهان نیز بسیارند. از استخراج آن‌ها گرفته تا سوختن و تبدیل آن به انرژی، ضایعات مضر و سمی بسیاری به جو وارد کرده و به محیط زیست آسیب‌‌ های جبران ناپذیری وارد می‌کند. همچنین منابع سوخت فسیلی به شدت محدود بوده و طبق پیش بینی ها نهایتاً تا صد سال آینده منابع سوخت فسیلی به اتمام می‌رسند.

مطالب بیشتر درباره انرژی را در خط مهندسی دنبال کنید

 اگر چاره‌ ای برای جایگزین کردن منابع سوخت فسیلی با انرژی‌های تجدیدپذیر اندیشیده نشود، علاوه بر نابودی محیط زیست، قسمت های زیادی از کره زمین از جمله ایران در تاریکی فرو می‌رود.


انرژی-سوخت-فسیلی

گردآوری و نگارش : خط مهندسی

منبع : ConserveEnergyFuture