انرژی

تعریف انرژی

انرژی توانایی و قابلیت انجام کار از سوی انسان‌ها و یا سایر اجسام است به کار مایع نیرو گفته می‌شود از دیدگاه علمی می‌توان انرژی را به این صورت تعریف کرد: انرژی میزان توانایی که در زمان معین یک کار مصرف می‌شود این تعریف را می‌توان با رابطهٔ زیر نشان داد، وقتی چیزهایی را از زمین بر می‌دارید یا دری را باز می‌کنید یا چیزی را می‌نویسید یا دوچرخه‌ای را سوار می‌شوید نیرو (انرژی) به کار برده‌اید اگر در بارهٔ مواردی که نیرو به کار برده‌اید کمی اندیشه کنید متوجه خواهید شد که بدون انرژی زندگی امکان پذیر نخواهدبود آنوقت شما نسبت به مصرف آن آنقدر بی ملاحظه هستید... ! داشتم می‌گفتم اگر خوب دقت کنید متوجه خواهید شد که در انجام کارهای بالا چیزی را می کشیذ یا می رانید به این کشش و رانش انرژی گفته می‌شود. حالا با تعریف نیرو و انرژی آشنا شدیم انرژی را می‌توان به صورت‌های مختلفی در طبیعت دید. که ماهیچه‌ای که خودمان از آن استفاده می‌کنیم و بدون آنکه آن را به وجود آوریم از آن استفاده می‌کنیم انرژِی باد، انرژی سوخت گیاهی، انرژِی زمین، انرژی هسته‌ای، انرژی هیدروژن، انرژِی، انرژِی تابشی و انرژِی صوتی و انرژِ‌های ترکیبی که می‌تواند ترکیب هر نیرویی با نیروهای دیگر باشد مثلاً هیبردی که ترکیبی از بنزیت و الکتریسیته‌است ویا گاز با بنزین باشد اگر انرژِ نبود ما نمی‌توانستیم حتی یک پر که خیلی سبک است را از روی زمین بلند کنیم.

منابع انرژی تجدید پذیر

با توجه به نیاز روز افزون به منابع انرژی و کاهش منابع سوخت فسیلی ضرورت سالم نگهداشتن محیط زیست، کاهش آلودگی هوا، محدودیتهای برق رسانی و تامین سوخت برای نقاط روستایی دور افتاده و... استفادهه از انرژیهای نو مانند، انرژی آب انرژی باد، انرژی خورشید، انرژی هیدروترمال، و... می‌تواند جایگاه ویژه‌ای داشته باشد. براساس پیش بینی دانشمندان و آژانس بین‌المللی انرژی تقاضای مصرف و تولید انرژی در آینده نیز افزایش سریع و نگران کننده‌ای خواهد داشت. به طوری که از سال ۱۹۹۸ تا ۲۰۱۰ تقاضای جهانی برای برق با ۳۰٪ افزایش به ۲۰۵۸۲ تراوات و با ۵۰٪ افزایش به ۲۷۳۲۶ تراوات خواهد رسید. از سویی بر اساس مطالعات دانشمندان تا سال ۲۰۴۰ نیروی باد ۲۰٪الکتریسیته جهان را تامین می‌کند. انرژی باد نسبت به سایر منابع انرژی بازگشت نا پذیر از ویژگی‌هایی و مزایایی بالاتری می‌باشد. که اهم آنها عبارتند از: کار نبودن و عدم نیاز به تامین نیروی انسانی زیاد، عدم نیاز به توربینهای بادی و سوختهای فسیلی رایگان و صرفه اقتصادی بودن، تداوم و همیشگی بودن تولید انرژی، تامین کننده بخشی از تقاضای انرژی جامعه، استهلاک سرمایه گذاری کمتر، بازده اقتصادی بالاتر در مدت بلند، تنوع بخشیدن به منابع انرژی، عدم نیاز به آب فراوان، عدم نیاز به زمین برای نصب توربینهای بادی، عدم آلودگی زیست محیطی و حتی د اشتن زمینه‌های اشتغال زایی در صورت تشویق سرمایه گذاری خصوصی. کشور ایران به لحاظ گستره جغرافیایی و تنوع محیط در بخش انرژی همواره برنامه‌های ملی ویژه‌ای دارد.

انواع انرژی تجدیدپذیر

انرژی خورشیدی

در روزهای آفتابی فضای درون ساختمان گرم می‌شود. گرمای درون ساختمانها ناشی از نفوذ انرژی تابشی خورشید از طریق شیشه پنجره‌ها مانند یک گلخانه عمل می‌کند و مانع از خارج شدن آن به بیرون می‌شود و اتاق را گرم می‌کند. همچنین انرژی خورشیدی دیوارها و بالا پشت بام را گرم می‌کند. به این گونه گرم شدن گرمایش غیر مستقیم خورشید می‌گویند. وقتی مولد برقی (ژنراتور) به گردش در می آیدانرژی الکتریسته تولید می‌شود. و برای گرداندن مولدها از بخارآب استفاده می‌شود. و انرژی گرمایی حاصل از سوزاندن سوختهای فسیلی می‌تواند آب را بجوشاند. به این ترتیب بخار آب تولید می‌شود. و برای این کار می‌توان از انرژی گرمایی خورشید استفاده کرد. سلولهای خورشیدی انرژی را بدون اینکه نیازی به ماده‌ای با قطعات مکانیکی هزاداشته باشد مستقیماً به حرکت در می اورد. سلولهای خورشیدی بزرگی بر روی صفحات خورشیدی قرار می‌گیرد و می‌تواند انرژی زیادی را از خورشید جذب کند. و می‌توان از آنها برای به کار انداختن وسایل استفاده کرد. سلولهای خورشیدی برای مناطق محروم از انرژی برق کمک بسیاری می‌کند و می‌تواند انرژی برق تولید کند و با استفاده از این نیرو می‌تواند برق مورد نیاز خود را تامین می‌کند.

برای این کار مردمان محروم سلولهای خورشیدی را بر روی بام خانه خود نصب می‌کنند. از سلولهای خورشیدی در وسایلی مانند ماشین حساب استفاده می‌شود و در آینده و کمی هم در حالا ماشینهایی را اختراع کرده‌اند که با انرژی خورشیدی کار می‌کند.. خورشید بزرگترین منبع انرژی است و اگر نبود همه مردمان جهان و جانوران و گیاهان از بین می‌رفتند. دمای سطح خورشید حدود ۱۰ هزار درجه سانتی گراد است که ۳ برابر نقطه ذوب فولاد است و خورشید در هر ثانیه ۷۷۰ میلیون تن هیدروژن می سوزاند. انرژی خورشیدی مشکلاتی هم دارد: مانند هنگام شب و روزهای ابری نمی‌توانند از انرژی خورشیدی استفاده کرد و ساخت باتریهای خورشیدی پر هزینه‌است. اما فواید انرژی خورشیدی:در مصرف سوختهای فسیلی صرفه جویی می‌شود انرژی خورشیدی هیچ گونه آلودگی ایجاد نمی‌کند. و انرژی خورشیدی هیچوقت تمام نمی‌شود. و موجب صرفه جویی در انرژیهای فسیلی می‌شود. و انرژی خورشیدی رایگان است. و همه جا می‌توان از آن استفاده کرد. بیش از ۵۳۰ سال پیش ماشینها در سراسر جهان در حال حرکت بود و با سوختهای فسیلی کار می‌کرد. و آلودگی فراوانی تولید می‌کرد ولی امروزه ماشینهای خورشیدی روی کار امده‌است. و هنوز ماشینهای خورشیدی کامل نشده‌اند و گران هستند. و به همین دلایل به دست مردم جهان نرسیده‌است. اجاقهای خورشیدی وجود دارد که می‌توان روی آن غذا پخت و برای منازل دور افتاده می‌توان از ان استفاده کرد. و روی آن سلولهای خورشیدی است که نور خورشید را در یک نقطه متمرکز می‌کند. و برای نقاطی خوب است که آسمانی صاف دارند. و حداقل کمتر از اوقات ابری هستند. دمای خورشید ان قدر زیاد است که گاز هیدروژن را به هلیم تبدیل می‌کند. نیروی تجهیزات ماهواره‌ای از نیروی خورشید تامین می‌شود. و معمولاً برای گرم کردن آب از دیگ بخار استفاده می‌شود. که می‌توان به جای آن از خورشید استفاده کرد.

انرژی سوخت گیاهی

گیاهان سبز طی فرایند فتوسنتز انرژی نوری را به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کند. سوختنهای گیاهی را می‌توان به صورت مایع و الکل و گازهایی مانند متان در بیاورد. این سوختها کارامد تر از چوب هستند. برای اینکه منبع انرژی به مراتب متراکمتری هستند و فضای کمتری اشغال می‌کنند. جانوران غذای مورد نیاز خود را از طریق گیاهان به دست می‌آورند. سوخت گیاهی نابود نشدنی است. عمده ترین سوخت گیاهی درختان هستند. وقتی چوب می‌سوزد از خود انرزی تولید می‌کند و انرزی ذخیره شده در تنه درختان یا گیاهان از خورشید به دست می‌آید. و به این صورت پس سوختن آنان انرژی از خود تولید می‌کند. در استرالیا برای تامین گرمای خانه خود به جای استفاده از سوختهای فسیلی از سوخت گیاهی (هیزم) استفاده می‌شود. و وقتی چوب می‌سوزد انواع گازها و بخار آب آزاد می‌شود. برای جلوگیری از آن بهتر است که چوبها را کوچک کنیم. اگر این کار را کنیم انرژی هدر نمی‌رود. مخمرها موجودات میکروسکپی هستند که قند و شیرینی را به الکل تبدیل می‌کند. به این فرایند یا عمل تخمیر می‌گویند. چون الکل از گیاهان نیشکر و چغندر قند تهیه می‌شود. گیاهان در روی کره زمین در طی عمل فتوسنتز ۲/۹۹ میلیارد تن کربن دی اکسید هوا را جذب می‌کنند. گیاهان سبز به سمت نور خورشید رشد می‌کنند تا برگهایشان حد اکثر انرژی خورشید را جذب کنند. منشا انرژی شیمیایی که شیرها از خوردن گورخرها به دست می اورند از تنرژی نور خورشید است که گور خر از خوردن گیاه به دست آورده‌است. از درختان بید و تبریزی معمولاً به عنوان سوخت گیاهی کشت می‌شود. ساقه‌های این درختان زمانی که یک ساله هستند هم سطح با زمین قطع می‌کنند.

طولی نمی‌کشد که ساقه‌های فراوانی جوانه می‌زنند. و رشد می‌کنند. هر سه سال یکبار برای هیزمشان انها را قطع می‌کنند. برای تولید الکتریسته از سوخت ذغال سنگ استفاده می‌شود. دانه‌های گیاهان مانند شلغم سرشار از روغن هستند و طی فرایندی می‌توان از روغن این گیاهان سوخت مایع تبدیل کرد که اصطلاحاً به ان گازوئیل زیستی می‌گویند. روغنهای مورد نیاز خانه‌ها در جهان از مزرعه‌های شلغم تهیه می‌شود. معمولاً از فضولات حیوانات کودهای کشاورزی می‌سازند که برای زمینهای کشاورزی لازم است. وقتی که فضولات حیوانات تجزیه می‌شوند گازهایی به نام متان آزاد می‌شود که به نام بیوگاز هم معروف هستند. گازهای متان سوخت مرغوبی هستند که در نیروگاهها و حتی در اشپزخانه‌های خانه‌های مردم از ان استفاده می‌شود. و راه تولید گاز متان این است که آشغالها را درون زمین دفن می‌کنند. و پس ا زتجزیه شدن انها گاز متان تولید می‌شود. واما مشکلات سوخت گیاهی: چوب بزرگی هستند و پس از سوختن خاکستر تولید می‌کنند. چوب در مقایسه با گاز طبیعی و سوختهای نفت خام دیرتر می‌سوزد. ولی اما فواید ان: سوخت گیاهی تمام نشدنی است و هنگام سوختن سوختهای گیاهی گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌شود و زمین را گرم نمی‌کند. درختان در هنگام فتوسنتز دی اکسید کربن هوا را جذب می‌کنند و به جای آن اکسیژن تولید می‌کنند. و باعث می‌شود اکسیزم زیادی تولید شود. و هرگز ضرری یا خسارتی به محیط زیست جانوران و آدمها نمی‌زند.

انرژی باد

از انرژی باد می‌توان الکتریسته درست کرد وقتی که هوای زمین سرد شده هوا منقبض شده و به پایین هجوم می اورد ولی وقتی که هوا گرم است هوا منبسط شده و به سمت بالا می‌رود. بنابر این هوای گرم به بالا می‌رود و هوای سرد جایگزین ان می‌شود. و این هوای متحرک است که عامل آن خورشید است که باد نام دارد. آسیابهای بادی نیروی باد را مهار کرده و با پره‌های خودش خودش را می چرخاند اگر آن پروانه‌ها صاف و تخت نبودند آن نمی‌چرخید. در زمانهای قدیم آسیابها را آدمها می پرخاندند. اما در سال ۱۷۴۵ میلادی ادموندلی موفق شد آسیاب بادی را اختراع کند. آسیاب‌های قدیم برای حرکت در اوردن ماشین‌ها بسیار کارآمد بودند اما سرعت کمی داشتند. و برای تولید الکتریسیته مناسب نبودند. اما آسیابهای بادی که پیشرفته بودند درست شدند که نام انها توربین بود. و با سرعت زیادی می‌چرخید. و می‌توانست انرژی الکتریسیته ایجاد کند. و گرمای خانه‌ها و اداره جات را تامین کند. کشتیهای بادبانی با استفاده از نیروی باد که بر روی دکل آنها که هست که بادبان نام دارد باد به انها برخورد می‌کند و می‌تواند آن را به حرکت در آورد. و بدون اینکه محیط زیست را آلوده کنیم و انرژی فسیلی مصرف کنیم می‌توانیم از جایی به جای دیگر برویم. پره‌های توربین‌ها به ۴۰ متر می‌رسد و توربین‌های بادی را بیشتر در جایی که باد می‌وزد و بیابانها می‌گذارند که بتوانند از آن حد اکثر استفاده را ببرند. در آسیاب‌های قدیمی یک ششم انرژیی که آسیابها می‌گرفتند به انرژی مفید تبدیل می‌شد. توربین‌های ساوینس را می‌توان با استفاده از دو نیمه بشقاب خالی تولید کرد و هزینه بسیار کمی دارد. و بیشتر برای ابزار وسایل کشاورزی مفید است.

برای اندازه گیری سرعت باد از مقیاس بیوفورت استفاده می‌شود که از صفر تا ۱۲ درجه بندی شده‌است. قدرت یک باد که آت و آشغال و زباله‌ها را در محیط پخش کند ۴ بیوفورت است و بادی که شاخه‌ها را می‌شکند هشت بیوفورت است. یک طوفان خیلی عظیم معادل ۱۲ بیوفورت است. برای آبیاری زمینهایی که آب به آنها نمی‌رسد تلمبه‌ای را که بادی است در چاه می‌گذارند و با استفاده از این تلمبه می‌توان زمینهای کشاورزی را آبیاری کرد. تو ربین‌های بادی ساوینس را فردی به نام سیگریت در دهه ۱۹۲۰ میلادی در کشور فنلاند اختراع کرد. یک پنجم نیروی الکتریسته دانمارک را توربین‌های بادی تامین می‌کنند. یک مزرعه بادی به طور معمول در آن ۸۰ توربین بادی قرار می‌گیرد. اما مشکلات نیروی باد: توربین‌های بادی فقط با آمدن باد کار می‌کنند. اگر شدت وزش باد زیاد باشد توربین‌ها متوقف می‌شوند. فقط مناطق باد خیز و مکانهای مناسب آنها روی تپه‌ها است. عده‌ای از مردم با احداث توربین‌ها مخالف هستند چون چشم انداز طبیعت را خراب می‌کنند. و نصب توربین‌های بادی پر هزینه‌است. ولی اما فواید نیروی باد: آسیاب‌های بادی برای کار کردن از هیچ نوع سوختی استفاده نمی‌کنند. و محیط زیست را آلوده نمی‌کنند. هزینه تعمیر توربین‌های بادی کم است. توربین‌های بادی ۲۵ سال کارایی دارند. و پس از پایان عمر مفیدشان باید آنها را تعویض کرد. توربینهای بادی را می‌توان جهت چرخش و سرعت آنها را تنظیم کرد. و توربین‌های بادی نباید به هم نزدیک ساخته شوند. چون ممکن است به هم برخورد کنند و خطراتی را ایجاد کنند.

انرژ امواج دریا

بحران نفت به خصوص پس از جنگ اعراب و اسراییل در ١٩٧٣ و بحران انرژی در اواخر قرن بیستم باعث افزایش قیمت نفت شد. بر این اساس استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در اولویت قرار گرفت و کشورهایی که مرز آبی گسترده دارند به این فکر افتادند که از انرژی موج دریا برای تولید انرژی استفاده نمایند.

 برخی نیروگاه های آبی به صورت شناور روی آب هستند، برخی نیز در کنار ساحل انرژی آب را به برق تبدیل می کنند.

باد باعث به وجود آمدن موج می‏ گردد. توان انرژی موج در طول ١ کیلومتر ساحل حدود ٨٠ کیلووات می‏ باشد. مولدهای برق در طول ساحل می ‏توانند این انرژی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. بازده چنین ژنراتورهایی حدود ٥٠% است، بنابراین یک نیروگاه موجی به طول ٢٥ کیلومتر، توانایی تولید1000کیلوات انرژی را دارند.MW برق دارد.

چنین نیروگاه هایی به صورت شناور ساخته می‏شوند تا بتوانند به راحتی با موج بالا و پایین بروند. این مولدها با هر بار نوسان می‏ توانند مقداری انرژی الکتریکی تولید نمایند.  

انرژی زمین گرمایی

به انرژی حرارتی که در پوسته جامد زمین وجود دارد، انرژی زمین‌گرمایی گفته می شود.

مرکز زمین (به عمق تقریبی ۶۴۰۰ کیلومتر) که در حدود ۴۰۰۰ درجه سانتیگراد حرارت دارد، به عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت ۶۵۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد در اعماق ۸۰ تا ۱۰۰ کیلومتری از سطح زمین می‌گردد. بطورمیانگین میزان انتشار این حرارت از سطح زمین که فرایندی مستمر است معادل ۸۲ میلی وات در واحد سطح است که با در نظر گرفتن مساحت کل سطح زمین مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن، برابر با ۴۲ میلیون مگاوات است. در واقع این میزان حرارت غیر عادی، عامل اصلی پدیده‌های زمین‌شناسی از جمله فعالیتهای آتشفشانی، ایجاد زمین لرزه‌ها، پیدایش رشته کوه ها(فعالیتهای کوه زایی) و همچنین جابجایی صفحات تکتونیکی می‌باشد که کره زمین را به یک سیستم دینامیک تبدیل نموده و پیوسته آن را تحت تغییرات گوناگون قرار می‌دهد. به وسیله یک سیال مانند بخار یا آب داغ یا هر دو می‌توان این حرارت را به سطح زمین انتقال داد. از این انرژی گرمایی در سطح زمین می‌توان در کاربردهای متفاوت از جمله تولید برق استفاده کرد. انرژی زمین گرمایی انرژی تجدید پذیری میباشد واز حرارت قابل استخراج ناشی ازگرمای توده های مذاب وتخریب مواد رادیواکتیو موجود دراعماق زمین بدست می آید.این منبع انرژی برخلاف انرژیهای تجدید پذیر دیگرمانند:خورشیدی،بادی،امواج وغیره،یک منشاء انرژی پیوسته می باشد.انرژی حرارتی که در پوسته جامد زمین وجود دارد، انرژی زمین گرمایی نامیده می‌شود. بنابراین مرکز زمین منبع عظیمی از انرژی حرارتی است که به شکل‌های گوناگون از جمله فوران‌های آتشفشانی، آب‌های گرم و یا بواسطه خاصیت رسانایی به سطح آن هدایت می شوند.انرژی زمین‌گرمایی ژئوترمال نیز نامیده می‌شود. ژئو یعنی زمین و ترمال یعنی گرمایی.

انرژی جزر ومد

امواج در اثر انتقال انرژی از باد به دریا به وجود می آیند. نرخ این انتقال انرژی بستگی به سرعت باد و نیز به مسافتی دارد که در طول آن باد با سطح آب در فعل و انفعال بوده است. موج ها به خاطر جرم آبی که نسبت به سطح متوسط دریا جابه جا شده ، انرژی پتانسیل و به خاطر سرعت ذرات آب ، انرژی جنبشی را با خود حمل می کنند. انرژی ذخیره شده از طریق اصطکاک و اغتشاش و با شدتی که بستگی به ویژگی امواج و عمق آب دارد ، تلف می شود. موج های بزرگ در آب های عمیق انرژی خود را با کندی بسیار از دست می دهند ، در نتیجه سیستم های امواج بسیار پیچیده هستند و اغلب هم از بادهای محلی و هم از توفان هایی که روزها قبل در دور دست اتفاق افتاده اند سرچشمه می گیرند.

امواج توسط ارتفاع، طول موج و دوره تناوبشان مشخص می شوند. قدرت امواج معمولاً بر حسب کیلووات بر متر بیان می شود که نمایانگر شدت انتقال یا عبور انرژی از یک خط فرضی به طول یک متر و موازی با جبهه موج است. امروزه فناوری تولید انرژی از موج اقیانوس ها وجود دارد، به طوری که بیش از ۴۰۰ اختراع در این زمینه به ثبت رسیده است که از آنها به سه روش اصلی استفاده از کانالی به شکل مخروط ناقص ، استفاده از حرکت عمومی امواج اقیانوس توسط مکانیزم های گوناگون و استفاده از یک ستون نوسانی آب می توان اشاره کرد.

جزر و مد دریا در اثر جاذبه ماه و خورشید به هنگام گردش زمین به وجود می آید. نیروی جاذبه ماه باعث ایجاد برآمدگی در آب ها شده و به علت گردش وضعی زمین این برآمدگی به سمت غرب جریان پیدا می کند ، در نتیجه موج هایی با دوره ۱۲ ساعت و ۲۵ دقیقه ایجاد می شود که دامنه نوسان آنها در اقیانوس های برگ در حدود ۵/۰ متر است. اثر نیروی جاذبه خورشید نیز مشابه ولی ضغیف تر است و هر ۱۲ ساعت یک مرتبه ظاهر می شود. به این ترتیب جزر و مد به صورت منظم در قالب امواج در قالب امواج قمری رخ می دهد. بیشترین دامنه جزر و مد زمانی به وجود می آید که ماه و خورشید در یک راستا قرار گرفته باشند (اقران) و برعکس هنگامی که آنها در بربیع باشند این دامنه حداقل است.

هنگامی که امواج جزر و مدی به سواحل و فلات قاره می رسند، دامنه آنها می تواند در اثر هجوم آب، قیفی شدن آبراه و ایجاد رزنانس به طور قابل ملاحظه ای افزایش یابد. مثلاً دامنه جزر و مد در نقاط مناسبی از کانادا به بیش از ۱۰ متر می رسد. به رغم پیچیدگی خاصی که در مورد جزر و مد وجود دارد پیش بینی و محاسبه دقیق آن در هر محل ممکن است.

استحصال انرژی از جزر و مد در نقاطی عملی است که انرژی زیادی به صورت جزر و مدهای بزرگ در آنها متمرکز شده باشد و به علاوه جغرافیای محل نیز برای احداث نیرگاه جزر و مدی سایت مناسبی فراهم کرده باشد. چنین مکان هایی در همه جا یافت نمی شوند. اما تا به حال تعداد نسبتاً زیادی شناسایی شده اند. در حال حاضر تعداد کمی نیروگاه جزر و مدی در جهان احداث شده است.

نخستین و بزرگ ترین آنها که از نوع تک حوضچه ای و دو اثری بوده، با ظرفیت ۲۴۰ مگاوات در لارانس فرانسه تأسیس شده است که جنبه تجاری دارد. به غیر از آن، نیروگاه ۲۰ ماواتی آناپولیس در کانادا، نیروگاه آزمایشی ۴۰۰ کیلوواتی کیسلایاگوبا در شوروی سابق و نیروگاه ۲/۳ مگاواتی جیانگزیا در چین را می توان نام برد. همچنین چند ایستگاه کوچک چند منظوره در چین احداث شده است.

علاوه بر انرژی جزر و مد و امواج، انرژی حرارتی اقیانوس ها یا دریاها که از اختلاف دمای آب های سطحی و آب های عمق ۱۰۰۰ متری دریاهای بزرگ استفاده کرده و یک سیکل کم راندمان و دما پایین ترمودینامیکی را بین این دو منبع حرارتی سرد و گرم برقرار می کند نیز مورد توجه و بهره برداری آزمایشی قرار گرفته است.

انرژی برق آبی
نیروگاه‌های برق آبی نیاز به سوخت ندارند و به لحاظ حفظ محیط زیست و ذخایر آبی، یاری رسان هستند. در کنار آن، تجربه نشان داده است که پرداختن به تبعات صنعت سدسازی می‌تواند منافع درازمدت کشور را تضمین کند و برخلا‌ف تصور برخی افراد از دست رفتن زمان، به هنگام اجرای طرح به منظور مقابله با زیان‌های احتمالی این صنعت، نه تنها از دست رفتن منافع نیست، بلکه باعث افزایش منافع حاصل از احداث سد و فعالیت‌های سدسازی خواهد بود.
این در حالی است که برخی از این نوع سدها می‌توانند عامل تنظیم و تعادل تولید و مصرف برق در شبکه باشند.
بررسی عملکرد وزارت نیرو نشان دهنده آن است که در انتخاب محل سدها با احتیاط بیشتری نسبت به گذشته حرکت می‌کند و همه ملا‌حظات زیست محیطی، بالا‌دستی و پایین دستی را برای احداث سدها در نظر می‌گیرد. سهم انرژی برق آبی از کل مصرف انرژی جهان تا سال ۲۰۲۵ میلا‌‌دی بالغ بر ۸ درصد پیش‌بینی شده و این در شرایطی است که رشد تولید انرژی برق آبی در مدت زمان محاسبه شده ۵۶ درصد افزایش می‌یابد.
نیروگاه‌های برق آبی در کنترل فرکانس شبکه نقش مؤثری دارند، با توجه به معضل تغییر فرکانس در شبکه کشور، وجود این نیروگاه‌ها در کنترل فرکانس مفید است.
نیروگاه‌های برق آبی، انرژی مورد نیاز خود را برای تولید برق از جریان آب رودخانه‌ها یا کانال‌های انتقال آب تأمین می‌کنند. حدود ۲۶ هزار مگاوات ظرفیت تولید برق آبی در ایران وجود دارد که بخش عمده آن از حوزه رودهای کارون، کرخه و دز تأمین می‌شود.
تولید برق کشور در ۶ ماهه اول سال جاری، ۱۱۰ میلیارد کیلووات ساعت بوده که این رقم در سال گذشته معادل ۱۰۴میلیارد کیلووات ساعت بوده است به نحوی که تولید، ۵/۶ درصد رشد را نشان می‌دهد.
نیروگاه‌های گازی بیشترین سهم تولید برق کشور را به میزان ۱۴هزار و ۳۰۰مگاوات به عهده دارند، ضمن اینکه بخش بخار سیکل ترکیبی ۸هزار و ۹۰۰مگاوات، نیروگاه‌های بخاری سهمی معادل ۱۵هزار و ۵۶۰ مگاوات، نیروگاه‌های آبی ۷هزار و ۱۰۰مگاوات و بخش توربین‌های دیزلی ۳۸۰مگاوات را در تولید برق به خود اختصاص داده‌اند.
این درحالی است که نیروگاه‌های برق آبی در افزایش ظرفیت تولید برق در کشور نقش قابل توجهی را بر عهده دارند.
در نیمه اول سال جاری، ۲هزار و ۳۷۰مگاوات واحد جدید نیروگاهی وارد مدار شده که ۶۰۰مگاوات آن برق آبی و بقیه مربوط به نیروگاه‌های حرارتی و سیکل ترکیبی است.
براساس برنامه ریزی اعلا‌م شده قرار است نیروگاه‌های گتوند در سال جاری ۱۵۰۰ مگاوات، سد کارون ۴ معادل هزارمگاوات و سیمره نیز ۵۰۰مگاوات ظرفیت برق آبی کشور را افزایش ‌دهند. توسعه نیروگاه مسجد سلیمان قبلاً‌ هزار مگاوات بوده که در حال حاضر ظرفیت آن به ۱۵۰۰ مگاوات رسیده است.
در کنار زمان مورد نیاز برای احداث این نوع نیروگاه‌ها برخی نکات دیگر نیز از سوی مخالفان توجه به این نوع نیروگاه مطرح است که از آن جمله می‌توان گفت با توجه به اینکه برای نصب نیروگاه‌های برق –آبی نیاز به احداث سد است در نتیجه، هزینه ثابت این نیروگاه‌ها بسیار زیاد خواهد بود زیرا برای ساختن سد، ابتدا باید مسیر آب منحرف و سپس سد مناسب ایجاد شود که هزینه عمرانی این سدها بسیار زیاد است و با توجه به اینکه تولید این نیروگاه‌ها بستگی به میزان آب پشت سد دارد، در نتیجه در سال‌های کم آبی، تولید این نیروگاه‌ها با مشکل همراه خواهد بود.
اما این موارد نمی‌تواند باعث نادیده گرفتن محاسن احداث این نیروگاه شود. در تبیین مزایای استفاده از نیروگاه‌های برق آبی می‌توان به نکات زیر اشاره کرد:
۱) عمر مفید این نیروگاه‌ها بیش از ۵۰ سال است و تا ۱۰۰ سال هم می‌رسد و در مقایسه با عمر نیروگاه‌های بخاری (حدود ۲۵ تا ۳۰ سال) بسیار زیاد است.
۲) پایداری این نیروگاه‌ها در مقایسه با نیروگاه‌های بخاری بسیار بالا‌ست وبا گذشت زمان، بازده این نیروگاه‌ها تغییر نمی‌کند.
۳) هزینه نگهداری این نیروگاه‌ها بسیار پایین است.
۴) در این نیروگاه‌ها هیچ گونه آلودگی ناشی از گازهای حاصل از احتراق وجود ندارد و از این نظر مشکلی را برای محیط زیست ایجاد نمی‌کند.
۵) هزینه تولید انرژی نیروگاه‌های بخاری با تغییر ضریب قدرت بار، متغیر است اما این هزینه در نیروگاه‌های آبی به تقریب مستقل از ضریب قدرت بار است.
۶) باعث جلوگیری از سیل‌ها و سیلا‌ب‌های فصلی (با ایجاد سد) می‌شود
۷) با ایجاد مخزن آب در پشت سد، زمین‌های اطراف این مخزن به صورت زمین‌های حاصلخیز و کشاورزی در می‌آید.
۸) حفظ محیط زیست و عدم آلودگی فضای منطقه.

بزرگترین مصرف کنندگان انرژی های تجدید پذیر کدامند؟

 

سکونیوز:انرژی های خورشید، باد، جزر و مد و انرژی وابسته به حرارت مرکزی زمین تنها ۱.۳ درصد کل انرژی های مصرفی در جهان را در سال ۲۰۱۱ میلادی به خود اختصاص داده اند . اما همین رقم نیز نسبت به سال ۲۰۱۰ میلادی رشد ۱۵.۵ درصدی داشته است .

به گزارش سکونیوز به نقل از " کریستین ساینس مانیتور" در گزارش منتشر شده از سوی بریتیش پترولیوم  آمده است که بنابر سرمایه گذاری های صورت گرفته در این بخش به منظور کاهش آلودگی های زیست محیطی روند استفاده از انرژی های تجدید پذیر در بسیاری کشورها رو به رشد است. در اینجا به ۵ کشور بزرگ مصرف کننده انرژی های تجدید پذیر در جهان  اشاره شده است.
برزیل :
پنجمین کشور بزرگ مصرف کننده انرژی های تجدید پذیر که ۵ درصد کل انرژی های تجدید پذیر جهان را مصرف می کند برزیل است.این کشور که در استفاده از بیوسوخت ها بسیار شناخته شده است با استفاده از فناوری های توسعه ای همچون سیستم گرمایشی آب خورشیدی و به دلیل ارتباطات گسترده اش با کشورهای خارج از منطقه همچون چین توانسته به پیشرفت های زیادی در این حوزه دست یابد . این کشور از سال ۲۰۰۹ سرمایه تگذاری های کلانی در بخش انرزژی های بادی کرده است .
چین :
چهارمین کشور بزرگ مصرف کننده انرژی های تجدید پذیر چین است که ۷.۶ درصد این نوع انرژی را در جهان مصرف می کند . این کشور بزرگ ترین مصرف کننده انرژی و دومین کشور بزرگ وارد کننده نفت در جهان از سال ۲۰۰۹ میلادی بوده است . اما این کشور در زمینه انرژی های پاک نیز تلاشهای زیادی کرده و نیمی از فاینانس خود در این حوزه را به انرژی باد اختصاص داده است .
اسپانیا :
این کشور اروپایی ۷.۸ درصد انرژی های تجدید پذیر تولید شده در جهان را مصرف می کند. این کشور گرچه بخش عمده انرژی مورد نیاز خود را تامین می کند اما در ماه آوریل سال گذشته انرژی باد به بزرگترین منبع تولید برق در این کشور مبدل شد . تولید کنندگان اسپانیایی در ساخت توربین و نصب نیروگاههای بادی در سطح بین المللی فعالیت عمده ای دارند . با این وجود در یک سال اخیر دولت اسپانیا به دلیل مشکلات بدهی های مالی یارانه بخش انرژی های تجدیدپذیررا قطع کرده است .
آلمان :
دومین کشور بزرگ مصرف کننده انرژی های تجدید پذیر آلمان است که ۱۱.۷ درصد کل این نوع انرژی در جهان را تامین می کند .با این وجود این کشور تنها کشور عضو گروه جی ۲۰ است که میزان سرمایه گذاری در بخش انرژی های پاک را کاهش داده است .
ایالات متحده آمریکا :
این کشور بزرگترین مصرف کننده انرژی های تجدید پذیر است و ۲۴.۷ درصد کل انرژی های تجدید پذیر در جهان را به خود اختصاص داده است.با این وجود این کشور به لحاظ کثرت پروژه های مربوط به انرژی های پاک در جایگاه دوم پس از چین قرار دارد .