به سوی انرژی های پاک

[وحید 0319]

انرژِی تجدید پذیر به انواعی از انرژی می‌گویند که بر خلاف انرژی‌های تجدیدناپذیر قابلیت بازگشت مجدد را به طبیعت دارند. در سال‌های اخیر با توجه به این که منابع انرژی تجدید ناپذیر رو به اتمام هستند این منابع مورد توجه قرار گرفته‌اند.

[IMG]

[/IMG]
.
.
.
1- انرژی ژئوترمال
انرژی زمین گرمایی به گرمای موجود در زیر سطح کرهٔ زمین گفته می‌شود.
ژئوترمال از کلمهٔ یونانی “ژئو” به معنی زمین، و (ترمال) به معنی گرما و گرمایی گرفته شده‌است. بنابراین، انرژی ژئوترمال به معنای (انرژی زمین گرمایی) یا انرژی با منشا درونی زمین است. .
طبق محاسبه ها، مشخص شده که انرژی حرارتی ذخیره شده در۱۱کیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل۵۰هزار برابر کل انرژی بدست آمده از منابع نفت و گاز شناخته شده امروز جهان است. پس این منبع عظیم انرژی می تواند در آینده جایگزین قابل اطمینانی برای انرژی حاصل از سوخت های فسیلی باشد. زمین گرمایی:
البته عمق مخزن زمین گرمایی نباید بیش از۳هزار متر باشد زیرا بهره برداری از انرژی آن با فناوری کنونی بشر توجیه اقتصادی ندارد. با افزایش عمق زمین درجه حرارت افزایش می یابد. این افزایش حرارت را شیب حرارتی می نامند. تمام منابع انرژی زمین گرمایی در نقاطی واقع شده اند که از شیب حرارتی بالایی برخوردارند.

علت گرمای داخل زمین:
، به طور عمده تجزیهٔ مواد رادیواکتیو است. در طول عمر زمین، این گرمای درونی به طور آرام تولید شده و در درون زمین محفوظ و محبوس مانده‌است. همین امر موجب شده‌است که منبع انرژی مهمی فراهم شود و امروزه به عنوان انرژی نامحدودی در مقیاس انسانی مورد توجه قرار گیرد.
از طرف دیگر، نظریه های موجود در خصوص تکامل زمین نیز مبنایی برای توضیح وجود گرما در داخل زمین هستند. مطالعات نشان می دهد که زمین در زمان پیدایش (حدود ۵/۴ میلیارد سال قبل) حالت مذاب داشته، تدریجا سرد شده و بخش خارجی آن به صورت جامد درآمده است. اما بخش های داخلی آن، به دلیل کندی از دست دادن گرما، حالت مذاب خود را حفظ کرده و دارای درجه ی حرارت بالایی است و می تواند منبع گرمایی درونی پوسته باشد که از هسته به طرف خارج منتقل می شود.
چگونگی انتقال گرمای زمین به پوسته
: گرما از هسته ی زمین به طور پیوسته به طرف خارج حرکت می کند. این جریان از طریق انتقال و هدایت گرمایی، گرما را به لایه های سنگی مجاور (جبه) می رساند. وقتی درجه ی حرارت و فشار به اندازه ی کافی بالا باشد، بعضی از سنگ های جبه ذوب می شوند و ماگما به وجود می آید.
سپس به دلیل سبکی و تراکم کمتر نسبت به سنگ های مجاور، ماگما به طرف بالا منتقل می شود و گرما را در جریان حرکت، به طرف پوسته ی زمین حمل می کند. گاهی اوقات، ماگمای داغ به سطح زمین می رسد و گدازه را به وجود می آورد. اما بیشتر اوقات، ماگما در زیر سطح زمین باقی می ماند .

علت تشکیل مخازن گرمای:
آب بارانی که به اعماق زمین نفوذ کرده است. بعضی از این آب های داغ از طریق گسل ها و شکست های زمین به طرف بالا حرکت می کنند و به سطح زمین می رسند که به عنوان چشمه های آب گرم و آبفشان شناخته می شوند. اما بیشتر این آب ها در اعماق زمین، در شکاف ها و سنگ های متخلخل محبوس می مانند و منابع زمین گرما را به وجود می آورند.

مکان های مناسب برای بهره برداری از انرژی زمین گرمایی:
مناطق دارای چشمه های آب گرم و آبفشان ها، اولین مناطقی هستند که در آن ها انرژی زمین گرمایی مورد بهره برداری قرار گرفته و توسعه یافته است. در حال حاضر، تقریبا تمام نیروی الکتریسیته حاصل از انرژی زمین گرمایی از چنین مکان هایی به دست می اید. در بعضی از مناطق، تزریق ماگما به درون پوسته ی زمین، به اندازه ی کافی جدید و هنوز خیلی داغ است. در این نواحی، درجه ی حرارت سنگ ممکن است به ۳۰۰ درجه ی سانتی گراد برسد و مقادیر عظیمی انرژی گرمایی فراهم کند. بنابراین، انرژی زمین گرمایی در مکان هایی که فرایندهای زمین شناسی اجازه داده اند ماگما تا نزدیکی سطح زمین بالا بیاید، یا به صورت گدازه جریان یابد، می تواند تشکیل شود.



2- سلول خورشیدی
سلول‌ها ی خورشیدی چیست؟
سلول‌ها ی خورشیدی وسائلی هستند که انرژی خورشیدی را مستقیماً به الکتریسته تبدیل می کنند، یا مستقیماً از طریق اثر فتوولتایی و یا به طور غیرمستقیم انرژی خورشیدی به گرما یا انرژی شیمیایی تبدیل می کنند.
متداول‌ترین شکل خورشیدی سلول‌ها مبتنی بر اثر فتو ولتایی هستند که شامل دو لایه نیم رسانا می باشد یک اختلاف پتانسیل بین لایه‌ها تولید می شود. این ولتاژ تولید یک شدت جریان در یک مدار بیرونی تولید می کند و بدین وسیله کار مفید ایجاد می شود.

پیدایش سلولهای خورشیدی
سلول‌های خورشیدی میانه دهة‌ ۱۹۵۰ در دسترس بوده‌اند ولی، زمانی که دانشمند فرانسوی ، (بکرل) کشف کرد که با تاباندن نور به برخی محلولهای شیمیایی ویژه یک جریان الکتریکی تولید می شود. تحقیق علمی اثر فتوولتایی سال ۱۸۳۹ شروع شد،
در ۱۸۷۷ این تاثیر ابتدا در یک جامد فلزی مشاهده‌شد (در فلز سلنیوم). این فلز سالهای بسیاری برای سنجش نور به کار رفته بود و فقط به مقادیر خیلی کم توان داشت. یک درک عمیق‌تر علمی، در سال ۱۹۰۵ توسط انیشتین و در سال۱۹۳۰ به وسیله اسکاتکی فراهم شد و لازم بود سلول‌های خورشیدی کارآمد ساخته‌شود. در سال ۱۹۵۴ یک سلول خورشیدی سیلیسیمی که ۶% از انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کرد به وسیله پیرسون و فولر ساخته شد، این نوع باطری از ۱۹۵۸در شاتل های فضایی به کار رفت.
امروز سلول‌های خورشیدی سیلیسیمی به طور تجارتی در حدود ۱۸% از نور خورشید را به الکتریسته تبدیل می کنند، اکنون انواع روشها برای تولید عملی سلول‌های خورشیدی سیلیسیمی (بی شکل، تک‌بلوری و چندبلوری) همانند سلول‌های خورشیدی ساخته‌شده از مواد دیگر(دی سلنید مس و ایندیوم، تلوریدکادمیوم و غیره) تحت بررسی است.


علل احتیاج به سلول خورشیدی
توسعه ‌سلولهای خورشیدی برای مقاصد زیر است:
۱- احتیاج داشتن به منابع الکتریسته مناسب برای مکان‌های دور از شبکة‌ برق اصلی
۲- پمپ کردن آب
۳- فانوس برج‌ها
۴- ماشین‌حساب‌ها و دوربین‌های عکاسی
۵- احتیاج داشتن به توان تجدیدشدنی و قابل حمل


3- انرژی رعد و برق



رعد و برق چیست ؟

رعد و برق نوعی تخلیه الکتریکی هست که در اثر انتقال الکتریسیته ساکن بین دو ابر یا ابر و زمین صورت میگیرد که این تخلیه الکتریکیدارای نور و صدای شدیدی می باشد .

چگونگی تشکیل رعد و برق ؟
بر اثر برخورد ابرهای دارای بارهای غیر همنام واکنش های شدیدی به صورت نور و صدا به نام صاعقه تولید میشود .
بر اساس تحقیقات و آماری که گرفته شده تعداد رعد و برق در هر لحظه در سراسر دنیه بین ۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ بار می باشد .
به عقیده دانشمندان ابرها دارای بار مثبت و منفی هستند که بارهای مثبت در بخش میانی و بالاتر هستند و بارهای منفی در پایین ابرها
هستند . وقتی که اختلاف بارها به اندازه ی کافی بزرگ می شوند جریان الکتریسیته ایجاد میشود که به سطح زمین برخورد می کند . بارهایی که به سطح زمین برخورد می کند اغلب بارهای منفی هستند که این بارها به حدود ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون ولت میرسد . این بارها در عرض ۰۰۰۱/۰ ثانیه جریان وحشتناکی در حدود ۳۰ هزار آمپر از هوا می گذرد .


4- انرژی جزر و مد


نیروهای گرانشی مابین ماه و خورشید و زمین سبب بالا و پایین رفتن منظم آب اقیانوس ها در سراسر جهان گردیده که نتیجه آن امواج جزر و مدی می باشد. ماه نیرویی بیش از دو برابر نیرویی که خورشید بر امواج جزر و مد ﺗﺄثیر می گذارد اعمال می کند. در نتیجه جزر و مد به وضوح تابعی است از گردش ماه به دور زمین . ایجاد موج در روز و سیکل جزر در سطح هر جزئی از اقیانوس وجود دارد. دامنه ارتفاع موج جزر و مد در اقیانوسهای آزاد در جایی که چندین سانتی متر آشفتگی در مرکز موج بالغ بر صدها کیلومتر آشفتگی می شود بسیار کم است.
به هر حال موج می تواند مطابق دستورالعمل خاصی زمانی که به نواحی اقلیمی می رسد افزایش پیدا کند و حجم عظیمی از آب را به فواصل کوچک رودخانه ها و دهانه ی رودها در وار ساحلیسرازیر ماید.
برای نمونه جزرومد در دهانه رودخانه فاندی در کانادا با دامنه ای در حدود ۱۶و ۱۷ متر از کرانه دریا در دنیا ازسایر نواحی بیشتر است.
جزر و مدهای عظیم از این نوع را در سایر نواحی در سراسر جهان می توان مشاهده نمود. نظیر کانال بریستول در انگلستان. ساحل کیمبرلی در استرالیا و دریای اخوستسک در روسیه. جدول ۱ شامل گستره ی دامنه ی جزر و مد در مناطق با موج بلند است.
.

[وحید 0319]

5- انرژی زیست توده

زیست توده، ماده ای است که اغلب جزء زباله ها به شمار می رود. برخی از انواع زیست توده، چیزهایی هستند که در طبیعت روی زمین بر جای می مانند مواردی مانند: درختان مرده، شاخه های درختان، شاخ و برگ های هرس شده در باغچه حیاط، اضافه غلات در زمین های کشاورزی، خرده چوب ها ( مانند تصویری که در سمت راست مشاهده می کنید )، خاک اره و پوسته های درختان در چوب بری ها. زیست توده، حتی موادی نظیر لاستیک و کودهای گیاهی را نیز شامل می شود.


زباله های شما، فرآورده های کاغذی که قابلیت بازیافت به محصولات مفید دیگر را ندارند و سایر زباله های خانگی به طور معمول به مراکز زباله دانی شهرداری فرستاده می شوند. زباله های شما دارای انواعی از زیست توده هایی است که می توانند مجدداً مورد استفاده قرار گیرند. با بازیافت زیست توده ها به عنوان سوخت های فسیلی و سایر مصارف، دیگر به “مراکز زباله دانی” برای نگهداری از آن ها نیازی نخواهد بود.
هیچ کس حتی تصور هم نمی کند که می توان از این مواد برای تولید برق، حرارت، کودهای آلی و یا سوخت های فسیلی استفاده کرد. کودهای آلی، گیاهان یا مواد غذایی فاسد شده ای هستند که به صورت یک تل کود با هم ترکیب شده و برای کمک به رشد گیاهان مورد استفاده قرار می گیرند.

برخی از کشورها سالانه بیش از ۶۰ میلیون تن زیست توده خشک تولید می کنند. این زیست توده از پسماند چوب بری ها، چوب زباله های شهری و جنگل ها، پسماندهای کشاورزی و سایر انبارهای غذایی حاصل می شود.
اگر کل این مقدار مورد استفاده قرار گیرد، با ۶۰ میلیون تن زیست توده می توان نزدیک به ۲۰۰۰ مگاوات برق یک شهر را که دارای جمعیت و اقتصاد رو به رشدی است، تأمین نمود. این انرژی برای تأمین مصرف برق حدود دو هزار خانه کافی خواهد بود!

6- انرژی زمین گرمایی چیست؟


انرژی زمین گرمایی چیست؟اصطلاح زمین گرمایی ترجمه واژه Geothermal است که ریشه یونانی داشته و از کلمات Geo به معنای زمین و Therme به معنی حرارت تشکیل شده است. در حقیقت انرژی زمین گرمایی، انرژی ای است که از سیال آب داغ یا بخارداغ موجود در اعماق زمین به دست می آید. این انرژی در امتداد مرزهای صفحات تکتونیکی، در نواحی شناخته شده آتشفشانی و زلزله‌خیز که دارای شکستگیها و گسلهای فراوانی هستند، از تمرکز بیشتری برخوردار است. بطورکلی هرچه از سطح زمین به سمت عمق پیش برویم، درجه حرارت افزایش می‌یابد و بطور متوسط به ازاء هر ۱۰۰ متر عمق، ۳ درجه سانتی‌گراد دما بالا می‌رود. به عبارت دیگر در عمق ۲ کیلومتری سطح زمین، درجه حرارت حدود ^°C 70 می‌باشد اما در بعضی نقاط، فعالیتهای تکتونیکی باعث جاری شدن گدازه‌های داغ یا مذاب به سمت سطح‌زمین و در نهایت تشکیل منابعی با درجه حرارت بالا در سطح قابل دسترس از زمین می‌شود.انرژی زمین‌گرمایی در واقع انرژی تجدیدپذیری است که از گرمای ماگمای داغ و تخریب مواد رادیواکتیو موجود در اعماق زمین بدست می‌آید. با قرار گرفتن لایه‌های حاوی منابع آبهای زیرزمینی در جوار لایه‌های حاوی گدازه‌های داغ، حرارت به منبع آب زیرزمینی منتقل شده و سپس این منابع آب‌داغ یا از طریق گسلها و شکستگیهای فراوان و مرتبط به هم مستقیماً بصورت چشمه‌های طبیعی آب یا بخارداغ و بعضاً در فشارهای بالای مخازن بصورت آبفشان و یا فومرول (دودخان) در سطح زمین ظاهر می‌شوند و یا اینکه از طریق حفاری چاههای اکتشافی، می‌توان به آب یا بخارداغ محصور در اعماق دسترسی پیدا کرد و از آن در تولید برق بهره‌برداری نمود. البته پس از استحصال حرارت از آب‌داغ،…..

کاربردهای انرژی خورشیدی

شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به زمان ماقبل تاریخ باز می‌گردد. شاید به دوران سفالگری، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جامهای بزرگ طلائی صیقل داده شده و اشعه خورشید، آتشدانهای محرابها را روشن می‌کردند. یکی از فراعنه مصر معبدی ساخته بود که با طلوع خورشید درب آن باز و با غروب خورشید درب بسته می‌شد.
ولی مهم‌ترین روایتی که درباره استفاده از خورشید بیان شده داستان ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان قدیم می‌باشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید گفته می‌شود که ارشمیدس با نصب تعداد زیادی آئینه‌های کوچک مربعی شکل در کنار یکدیگر که روی یک پایه متحرک قرار داشته‌است اشعه خورشید را از راه دور روی کشتیهای رومیان متمرکز ساخته و به این ترتیب آنها را به آتش کشیده‌است. در ایران نیز معماری سنتی ایرانیان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان در استفاده صحیح و مؤثر از انرژی خورشید در زمان‌های قدیم بوده‌است.
با وجود آنکه انرژی خورشید و مزایای آن در قرون گذشته به خوبی شناخته شده بود ولی بالا بودن هزینه اولیه چنین سیستمهایی از یک طرف و عرضه نفت و گاز ارزان از طرف دیگر سد راه پیشرفت این سیستمها شده بود تا اینکه افزایش قیمت نفت در سال ۱۹۷۳ باعث شد که کشورهای پیشرفته صنعتی مجبور شدند به مسئله تولید انرژی از راههای دیگر (غیر از استفاده سوختهای فسیلی) توجه جدی‌تری نمایند.
مزایای نیروگاههای خورشیدی
نیروگاه‌های خورشیدی که انرژی خورشید را به برق تبدیل می‌کنند امید است در آینده با مزایای قاطعی که در برابر نیروگاه‌های فسیلی و اتمی دارند به خصوص اینکه سازگار با محیط زیست می‌باشند، مشکل برق بخصوص در دوران اتمام ذخائر نفت و گاز را حل نمایند. تأسیس و بکارگیری نیروگاه‌های خورشیدی آینده‌ای پر ثمر و زمینه‌ای گسترده را برای کمک به خودکفایی و قطع وابستگی کشور به صادرات نفت فراهم خواهد کرد. اکنون شایسته‌است که به ذکر چند مورد از مزایای این نیروگاه‌ها بپردازیم.
.
.

1- انرژی آب

نیروی برق‌آبی یا هیدروالکتریسیته اصطلاحی است که به انرژی الکتریکی تولیدی از نیروی آب اطلاق می‌شود. در حال حاضر هیدروالکتریسیته چیزی در حدود ۷۱۵۰۰۰ مگاوات یا ۱۹٪ (۱۶٪ در سال ۲۰۰۳) از کل انرژی الکتریکی تولیدی جهان را پوشش می‌دهد. نیروی برق‌آبی همچنین ۶۳٪ از انرژی الکتریکی تولیدی از منابع تجدیدپذیر را نیز شامل می‌شود.بیشتر نیروگاه‌های برق-آبی انرژی مورد نیاز خود را از انرژی پتانسیل آب پشت یک سد تامین می‌کنند. در این حالت انرژی تولیدی از آب به حجم آب پشت سد و اختلاف ارتفاع بین منبع و محل خروج آب سد وابسته‌است. به این اختلاف ارتفاع، ارتفاع فشاری می‌گویند و آن را با H (مخفف Head) نمایش می‌دهند. در واقع میزان انرژی پتانسیل آب با ارتفاع فشاری آن متناسب است. برای افزایش فاصله یا ارتفاع فشاری، آب معمولاً برای رسیدن به توربین آبی فاصله زیادی را در یک لوله بزرگ (penstock) طی می‌کند.

2- انرژی های نو
منابع طبیعی پایان پذیر
منابع طبیعی پایان پذیر منابعی هستند که با بهره برداری از آنها بتدریج از موجودی منظم و متراکم آنها کاهش یافته و به اتمام
میرسند . این منابع نابود نمی شوند بلکه تغییر شکل داده و دیگر با نظم و حالت اولیه در طبیعت یافت نمیشود .
منابع طبیعی تجدید پذیر
منابع طبیعی تجدید پذیر آن دسته از منابعی هستند که در صورت استفاده از آنها در طبیعت مجددا بازسازی و احیا می گردد .
منابع انرزی
۱٫ سوختهای فسیلی (زغال سنگ . نفت . گاز)
۲٫ انرزی های نو یا انرزی تجدید پذیر
با توجه به اینکه یکی از نیاز های حیاتی بشر در بعد مسکن با صنعت یا کشاورزی استفاده از انرزی به شکل های مختلف می باشد
که امروزه تقریبا همه ی آنها از مصرف سوخت فسیلی می باشد این نوع سوختها مخرب محیط زیست بوده و منابع آنها محدود میباشد
ضرورت استفاده از انرزی های نو
به دلیل مواردی که در زیر بیان می گردد استفاده از انرزی های نو یا تجدید پذیر از سالهای ۱۹۵۰ در اذهان شکل گرفته و تا به امروز
پیشرفت قابل توجهی داشته دلایلی که باعث شده استفاده از انرزی های نو جدی تلقی گردند عبارتند از :
۱٫ محدود بودن منابع سوختهای فسیلی
۲٫ عدم کشف منابع جدید نفتی در سالهای اخیر
۳٫ نیز روز افزون بشر به انرزی در امور مختلف مسکن و صنعت و …
۴٫ افزایش روز افزون آلودگی هوا و آثار مخرب آن در محیط زیست
۵٫ ایجاد گاز های گلخانه ای و آثار مخرب آن در محیط زیست
۶٫ بارانهای اسیدی و طوفانهای مخرب
۷٫ افزایش تدریجی دمای کره ی زمین
۸٫ بروز بیماری های نا علاج و ناشناخته در جامعه
۹٫ آب شدن توده های عظیم یخ
چند نمونه از انرزی نو :
انرزی خورشیدی
انرزی آبی
انرزی بادی
انرزی زمین گرمایی
انرزی زیست توده
انرزی امواج

- - - به روز رسانی شده - - -

5- انرژی زیست توده

زیست توده، ماده ای است که اغلب جزء زباله ها به شمار می رود. برخی از انواع زیست توده، چیزهایی هستند که در طبیعت روی زمین بر جای می مانند مواردی مانند: درختان مرده، شاخه های درختان، شاخ و برگ های هرس شده در باغچه حیاط، اضافه غلات در زمین های کشاورزی، خرده چوب ها ( مانند تصویری که در سمت راست مشاهده می کنید )، خاک اره و پوسته های درختان در چوب بری ها. زیست توده، حتی موادی نظیر لاستیک و کودهای گیاهی را نیز شامل می شود.


زباله های شما، فرآورده های کاغذی که قابلیت بازیافت به محصولات مفید دیگر را ندارند و سایر زباله های خانگی به طور معمول به مراکز زباله دانی شهرداری فرستاده می شوند. زباله های شما دارای انواعی از زیست توده هایی است که می توانند مجدداً مورد استفاده قرار گیرند. با بازیافت زیست توده ها به عنوان سوخت های فسیلی و سایر مصارف، دیگر به “مراکز زباله دانی” برای نگهداری از آن ها نیازی نخواهد بود.
هیچ کس حتی تصور هم نمی کند که می توان از این مواد برای تولید برق، حرارت، کودهای آلی و یا سوخت های فسیلی استفاده کرد. کودهای آلی، گیاهان یا مواد غذایی فاسد شده ای هستند که به صورت یک تل کود با هم ترکیب شده و برای کمک به رشد گیاهان مورد استفاده قرار می گیرند.

برخی از کشورها سالانه بیش از ۶۰ میلیون تن زیست توده خشک تولید می کنند. این زیست توده از پسماند چوب بری ها، چوب زباله های شهری و جنگل ها، پسماندهای کشاورزی و سایر انبارهای غذایی حاصل می شود.
اگر کل این مقدار مورد استفاده قرار گیرد، با ۶۰ میلیون تن زیست توده می توان نزدیک به ۲۰۰۰ مگاوات برق یک شهر را که دارای جمعیت و اقتصاد رو به رشدی است، تأمین نمود. این انرژی برای تأمین مصرف برق حدود دو هزار خانه کافی خواهد بود!

6- انرژی زمین گرمایی چیست؟


انرژی زمین گرمایی چیست؟اصطلاح زمین گرمایی ترجمه واژه Geothermal است که ریشه یونانی داشته و از کلمات Geo به معنای زمین و Therme به معنی حرارت تشکیل شده است. در حقیقت انرژی زمین گرمایی، انرژی ای است که از سیال آب داغ یا بخارداغ موجود در اعماق زمین به دست می آید. این انرژی در امتداد مرزهای صفحات تکتونیکی، در نواحی شناخته شده آتشفشانی و زلزله‌خیز که دارای شکستگیها و گسلهای فراوانی هستند، از تمرکز بیشتری برخوردار است. بطورکلی هرچه از سطح زمین به سمت عمق پیش برویم، درجه حرارت افزایش می‌یابد و بطور متوسط به ازاء هر ۱۰۰ متر عمق، ۳ درجه سانتی‌گراد دما بالا می‌رود. به عبارت دیگر در عمق ۲ کیلومتری سطح زمین، درجه حرارت حدود ^°C 70 می‌باشد اما در بعضی نقاط، فعالیتهای تکتونیکی باعث جاری شدن گدازه‌های داغ یا مذاب به سمت سطح‌زمین و در نهایت تشکیل منابعی با درجه حرارت بالا در سطح قابل دسترس از زمین می‌شود.انرژی زمین‌گرمایی در واقع انرژی تجدیدپذیری است که از گرمای ماگمای داغ و تخریب مواد رادیواکتیو موجود در اعماق زمین بدست می‌آید. با قرار گرفتن لایه‌های حاوی منابع آبهای زیرزمینی در جوار لایه‌های حاوی گدازه‌های داغ، حرارت به منبع آب زیرزمینی منتقل شده و سپس این منابع آب‌داغ یا از طریق گسلها و شکستگیهای فراوان و مرتبط به هم مستقیماً بصورت چشمه‌های طبیعی آب یا بخارداغ و بعضاً در فشارهای بالای مخازن بصورت آبفشان و یا فومرول (دودخان) در سطح زمین ظاهر می‌شوند و یا اینکه از طریق حفاری چاههای اکتشافی، می‌توان به آب یا بخارداغ محصور در اعماق دسترسی پیدا کرد و از آن در تولید برق بهره‌برداری نمود. البته پس از استحصال حرارت از آب‌داغ،…..

کاربردهای انرژی خورشیدی

شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به زمان ماقبل تاریخ باز می‌گردد. شاید به دوران سفالگری، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جامهای بزرگ طلائی صیقل داده شده و اشعه خورشید، آتشدانهای محرابها را روشن می‌کردند. یکی از فراعنه مصر معبدی ساخته بود که با طلوع خورشید درب آن باز و با غروب خورشید درب بسته می‌شد.
ولی مهم‌ترین روایتی که درباره استفاده از خورشید بیان شده داستان ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان قدیم می‌باشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید گفته می‌شود که ارشمیدس با نصب تعداد زیادی آئینه‌های کوچک مربعی شکل در کنار یکدیگر که روی یک پایه متحرک قرار داشته‌است اشعه خورشید را از راه دور روی کشتیهای رومیان متمرکز ساخته و به این ترتیب آنها را به آتش کشیده‌است. در ایران نیز معماری سنتی ایرانیان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان در استفاده صحیح و مؤثر از انرژی خورشید در زمان‌های قدیم بوده‌است.
با وجود آنکه انرژی خورشید و مزایای آن در قرون گذشته به خوبی شناخته شده بود ولی بالا بودن هزینه اولیه چنین سیستمهایی از یک طرف و عرضه نفت و گاز ارزان از طرف دیگر سد راه پیشرفت این سیستمها شده بود تا اینکه افزایش قیمت نفت در سال ۱۹۷۳ باعث شد که کشورهای پیشرفته صنعتی مجبور شدند به مسئله تولید انرژی از راههای دیگر (غیر از استفاده سوختهای فسیلی) توجه جدی‌تری نمایند.
مزایای نیروگاههای خورشیدی
نیروگاه‌های خورشیدی که انرژی خورشید را به برق تبدیل می‌کنند امید است در آینده با مزایای قاطعی که در برابر نیروگاه‌های فسیلی و اتمی دارند به خصوص اینکه سازگار با محیط زیست می‌باشند، مشکل برق بخصوص در دوران اتمام ذخائر نفت و گاز را حل نمایند. تأسیس و بکارگیری نیروگاه‌های خورشیدی آینده‌ای پر ثمر و زمینه‌ای گسترده را برای کمک به خودکفایی و قطع وابستگی کشور به صادرات نفت فراهم خواهد کرد. اکنون شایسته‌است که به ذکر چند مورد از مزایای این نیروگاه‌ها بپردازیم.
.
.

1- انرژی آب

نیروی برق‌آبی یا هیدروالکتریسیته اصطلاحی است که به انرژی الکتریکی تولیدی از نیروی آب اطلاق می‌شود. در حال حاضر هیدروالکتریسیته چیزی در حدود ۷۱۵۰۰۰ مگاوات یا ۱۹٪ (۱۶٪ در سال ۲۰۰۳) از کل انرژی الکتریکی تولیدی جهان را پوشش می‌دهد. نیروی برق‌آبی همچنین ۶۳٪ از انرژی الکتریکی تولیدی از منابع تجدیدپذیر را نیز شامل می‌شود.بیشتر نیروگاه‌های برق-آبی انرژی مورد نیاز خود را از انرژی پتانسیل آب پشت یک سد تامین می‌کنند. در این حالت انرژی تولیدی از آب به حجم آب پشت سد و اختلاف ارتفاع بین منبع و محل خروج آب سد وابسته‌است. به این اختلاف ارتفاع، ارتفاع فشاری می‌گویند و آن را با H (مخفف Head) نمایش می‌دهند. در واقع میزان انرژی پتانسیل آب با ارتفاع فشاری آن متناسب است. برای افزایش فاصله یا ارتفاع فشاری، آب معمولاً برای رسیدن به توربین آبی فاصله زیادی را در یک لوله بزرگ (penstock) طی می‌کند.

2- انرژی های نو
منابع طبیعی پایان پذیر
منابع طبیعی پایان پذیر منابعی هستند که با بهره برداری از آنها بتدریج از موجودی منظم و متراکم آنها کاهش یافته و به اتمام
میرسند . این منابع نابود نمی شوند بلکه تغییر شکل داده و دیگر با نظم و حالت اولیه در طبیعت یافت نمیشود .
منابع طبیعی تجدید پذیر
منابع طبیعی تجدید پذیر آن دسته از منابعی هستند که در صورت استفاده از آنها در طبیعت مجددا بازسازی و احیا می گردد .
منابع انرزی
۱٫ سوختهای فسیلی (زغال سنگ . نفت . گاز)
۲٫ انرزی های نو یا انرزی تجدید پذیر
با توجه به اینکه یکی از نیاز های حیاتی بشر در بعد مسکن با صنعت یا کشاورزی استفاده از انرزی به شکل های مختلف می باشد
که امروزه تقریبا همه ی آنها از مصرف سوخت فسیلی می باشد این نوع سوختها مخرب محیط زیست بوده و منابع آنها محدود میباشد
ضرورت استفاده از انرزی های نو
به دلیل مواردی که در زیر بیان می گردد استفاده از انرزی های نو یا تجدید پذیر از سالهای ۱۹۵۰ در اذهان شکل گرفته و تا به امروز
پیشرفت قابل توجهی داشته دلایلی که باعث شده استفاده از انرزی های نو جدی تلقی گردند عبارتند از :
۱٫ محدود بودن منابع سوختهای فسیلی
۲٫ عدم کشف منابع جدید نفتی در سالهای اخیر
۳٫ نیز روز افزون بشر به انرزی در امور مختلف مسکن و صنعت و …
۴٫ افزایش روز افزون آلودگی هوا و آثار مخرب آن در محیط زیست
۵٫ ایجاد گاز های گلخانه ای و آثار مخرب آن در محیط زیست
۶٫ بارانهای اسیدی و طوفانهای مخرب
۷٫ افزایش تدریجی دمای کره ی زمین
۸٫ بروز بیماری های نا علاج و ناشناخته در جامعه
۹٫ آب شدن توده های عظیم یخ
چند نمونه از انرزی نو :
انرزی خورشیدی
انرزی آبی
انرزی بادی
انرزی زمین گرمایی
انرزی زیست توده
انرزی امواج

[وحید 0319]

3- انرژی زمین گرمایی

اصطلاح زمین گرمایی ترجمه واژه Geothermal است كه ریشه یونانی داشته و از كلمات Geo به معنای زمین و Therme به معنی حرارت تشكیل شده است. در حقیقت انرژی زمین گرمایی، انرژی ای است كه از سیال آب داغ یا بخارداغ موجود در اعماق زمین به دست می آید.
این انرژی در مخزن زمین گرمایی متمركز شده است كه برای دسترسی به آن در محل مخزن، چاهی عمیق حفر می كنند. سیال خروجی از چاه، عامل انتقال انرژی از مخزن به سطح زمین است. البته عمق مخزن زمین گرمایی نباید بیش از سه هزار متر باشد زیرا بهره برداری از انرژی آن با فناوری كنونی بشر توجیه اقتصادی ندارد. با افزایش عمق زمین درجه حرارت افزایش می یابد. این افزایش حرارت را شیب حرارتی می نامند. تمام منابع انرژی زمین گرمایی در نقاطی واقع شده اند كه از شیب حرارتی بالایی برخوردارند.
تاریخچه
این انرژی از ابتدای خلقت مورد استفاده انسان بوده است. بدین ترتیب كه از آن برای شست وشو، پخت وپز، استحمام، كشاورزی و درمان بیماری ها استفاده می شد. اسناد و مدارك موجود ثابت می كند كه ساكنان كشورهایی نظیر چین، ژاپن، ایسلند و نیوزیلند در گذشته های دور از این انرژی استفاده می كردند. در سال ۱۸۲۸ فردی به نام لاردرللو در كشور ایتالیا برای تهیه اسید بوریك از حرارت آب های گرم به جای سوزاندن هیزم استفاده كرد. در سال ۱۹۰۸ در منطقه مذكور نخستین نیروگاه زمین گرمایی به ظرفیت ۲۰ كیلووات راه اندازی شد كه در سال ۱۹۴۰ ظرفیت آن به ۱۲۷ مگاوات افزایش یافت. تا سال ۱۹۵۰ بهره گیری از انرژی زمین گرمایی رشد چندانی نداشت، اما حد فاصل سال های ۱۹۵۰ تا ۱۹۷۳ به دلیل گران شدن بی سابقه و ناگهانی نفت، همه كشورها به فكر استفاده از انرژی های جایگزین افتادند و به تدریج كشورهایی چون آمریكا، ایسلند، فیلیپین، اندونزی و اغلب كشورهایی كه روی كمربند زمین گرمایی جهانی قرار داشتند بهره برداری از این انرژی را شروع كردند.
نشانه های انرژی زمین گرمایی
----------------------------------
مهمترین نشانه های منابع زمین گرمایی موارد زیر است:
سنگ های آتشفشانی جوان جوان تر از یك میلیون سال
چشمه های آبگرم
بخارفشان یا گازفشان
آب فشان
نواحی دگرسان شده
گل فشان
كوه های آتشفشانی فعال
البته ذكر این نكته ضروری است كه برای آغاز بررسی های اكتشافی در یك منطقه زمین گرمایی، بیش از یك نشانه باید در منطقه وجود داشته باشد.
موارد كاربرد انرژی زمین گرمایی
پس از انجام بررسی های اكتشافی و حفر چاه های اكتشافی و تولیدی در میدان زمین گرمایی، مسئله كاربرد انرژی زمین گرمایی مطرح می شود. مهمترین عامل در تعیین نوع كاربرد مخزن زمین گرمایی، درجه حرارت آن است. امروزه منابع زمین گرمایی را بر اساس درجه حرارت به سه دسته كلی حرارت بالا، حرارت متوسط و حرارت پایین تقسیم می كنند. مبنای این تقسیم بندی، درجه حرارت مخزن در عمق یك كیلومتری زمین است. به این ترتیب كه اگر درجه حرارت مخزن در عمق مذكور بیش از ۲OOC باشد آن را حرارت بالا می نامند. درجه حرارت مخازن حرارت متوسط و پایین به ترتیب بین ۱۵۰Cو ۲۰۰C و كمتر از ۱۵۰C است. امروزه از مخزن های زمین گرمایی به دو صورت عمده كاربرد غیر مستقیم تولید برق و كاربرد مستقیم انرژی حرارتی استفاده می شود.

منبع : ایران پژوهش