علم در خدمت محیط زیست

در سالیان اخیر، مردم علاقه زیادی به استفاده از انرژی های پایان ناپذیر و نو نشان داده اند. استفاده از انرژی خورشیدی و بهره گیری از نیروی باد جهت تولید الكتریسیته از جمله راه های مؤثر و كم هزینه جهت تولید انرژی است. انرژی باد به سبب پایداری مزیت بهتری دارد. استفاده از نیروی باد ریشه ای تاریخی دارد. مردم قدیم جهت حركت كشتی ها و به راه انداختن آسیاب ها از نیروی باد استفاده می كردند .
انرژی باد جزو انرژی های پایدار است. وجود باد بستگی به حضور خورشید دارد. تفاوت هوای گرم و سرد باعث ایجاد باد می شود. به دلیل آن كه سطح زمین از انواع مختلفی شكل گرفته است، هر منطقه میزان جذب متفاوتی از انرژی خورشید را دارد. در طول روز هوای بالای سطح زمین نسبت به هوای روی آب سریع تر گرم می شود. سنگینی هوای گرم و جایگزینی آن با هوای سبك باعث ایجاد باد می شود.
استفاده از باد ریشه ای قدیمی دارد. نزدیك به ۵ هزار سال قبل مصریان جهت تسریع در حركت قایق های خود از نیروی باد استفاده می كردند. پس از آن از انرژی باد جهت چرخش آسیاب بادی استفاده شد. در ابتدا آسیاب های بادی، پره های بسیار بزرگی داشتند. پس از چندی مردم هلند در شكل و نحوه قرار گرفتن پره ها تغییراتی به وجود آوردند. این تغییرات برگرفته از بال های هواپیماها جهت كاهش سرعت و استفاده بیشتر از نیروی باد بود. در اواخر دهه ۱۹۲۰ در برخی مناطق آمریكا كه امكان انتقال برق وجود نداشت از این آسیاب ها جهت تولید انرژی استفاده كردند اما مردم علاقه چندانی به استفاده از این وسایل نداشتند. رشد شتابان جمعیت، مسأله گرم شدن كره زمین و استفاده هر چه بیشتر از انرژی های نو و پایدار باعث شد كه مردم رو به استفاده از انرژی باد جهت تولید برق بیاورند.
نحوه كار نیروگاه های بادی دقیقاً همانند آسیاب های بادی است. پره ها، انرژی باد را جذب می كند. نحوه كار به این صورت است كه پره ها سرعت باد را كاهش می دهند.نحوه قرار گرفتن پره ها باعث می شود كه این باد به صورت انرژی ذخیره شود و پره ها به حركت دربیاید. در طراحی پره ها مواردی نظیر شدت باد و محل نصب توربین مد نظر قرار می گیرد تا كمترین هدر رفت انرژی را شاهد باشیم.
به طور كلی توربین ها به ۲ نوع تقسیم بندی می شوند:
۱) با پره افقی
۲) با پره عمودی.این تقسیم بندی از روی محور چرخش توربین صورت گرفته است. اندازه پره ها بستگی به میزان قدرت و شدت باد دارد. برخی توربین ها قادرند حداكثر ۱۰۰ كیلووات برق تولید كنند و برخی دیگر ۵ مگاوات. اكثر توربین ها امروز به صورت افقی است و معمولاً از ۳ پره استفاده می شود. در پره های عمودی باد كمتری جذب می شود و لذا كارایی چندانی ندارد.
با قراردادن تعدادی توربین بادی در مسیر جریان باد می توان یك نیروگاه بادی شكل داد. این نیروگاه آلودگی محیطی و صوتی ندارد. بزرگ ترین نیروگاه بادی جهان در تگزاس قرار دارد. در این نیروگاه ۴۲۱ توربین بادی فعال است. این تعداد توربین توانایی تولید برق برای بیش از ۲۳۰ هزار خانه در سال را دارد. بهترین محل برای نصب توربین ها، مناطق مرتفع نظیر بالای تپه ها و یا در نزدیكی ساحل است. این نگرانی همواره وجود دارد در برخی فصل های سال كه باد با شدت كمتری می وزد و در نتیجه تولید الكتریسیته با مشكل مواجه می شود اما با این همه مزایای این راه تولید انرژی بیشتر از معایب یا كاستی های آن است.
در سال ۲۰۰۵ در ایالات متحده ۱۷‎/۸ میلیارد كیلووات ساعت در سال توسط انرژی باد تأمین شد. این مقدار تولید برق توانست نیاز الكتریسیته بیش از ۱‎/۶ میلیون خانوار را تأمین كند. میزان بهره گیری از انرژی باد نسبت به اواخر دهه ۹۰ رشد قابل ملاحظه ای داشته است. اقدامات حمایتی نظیر معافیت از پرداخت مالیات باعث خواهد شد سرمایه گذاری های بیشتری را در این بخش شاهد باشیم. آمریكا پس از آلمان و اسپانیا در رده سوم استفاده كنندگان از انرژی باد قرار دارد و پس از آن هند و دانمارك قرار دارند. دانمارك ۲۰ درصد انرژی خود را از نیروگاه های بادی تأمین می كند.

علیرضا قدردوست نخچی

منبع : روزنامه ایران