توجه نمایید که این مقاله کامل بوده و آماده پرینت می باشد  

 

فایل با فرمت word می باشد و قابل ویرایش است  

 

 

مقاله رشته برق گرایش انتقال و توزیع

 

موضوع :

 

انرژی های تجدید پذیر و تولید پراکنده انرژی ها در جهان

 

چكيده

 

 انرژی های تجدیدپذیر، انرژی هایی هستند که با طبیعت سازگاربوده و آلودگی ندارند و چون تجدیدپذیرند پایانی برای آنها وجود ندارند و برای تمام جهان بویژه کشورهای در حال توسعه نقش مهمی دارد   تولید پراکنده تولیدی است که با قابلیت تغذیه مستقیم بار به شبکه توزیع وصل می شود   از این رو در این پروژه ابتدا انرژی های تجدیدپذیر و انواع آن رامرور خواهیم کرد سپس به اقدامات انجام شده در این زمینه،کاربرد منابع و انواع آن و دلایل رویکرد انرژی تجدیدپذیر و تولید پراکنده در جهان پرداخته می شود   در ادامه به نحوه اتصال و مشکلات اتصال منابع تولید پراکنده به شبکه توزیع و مزایای اساسی تولید پراکنده می پردازیم   در نهایت از نظر اقتصادی تولیدات پراکنده را بررسی خواهیم کرد  

 

 

نيروگاههاي توليد پراكنده داراي ظرفيت توليدي از چند كيلو وات تا 10 مگاوات هستند كه جهت توليد انرژي الكتريكي در نقاط نزديك به مصرف كنندگان به كار مي روند ازانواع آنها مي توان به سلول هاي خورشيدي ، پيل هاي سوختي ، ميكرو توربين ها ، نيروگاههاي بادي و        اشاره كرد    چنانچه اين نيروگاه ها به شبكه متصل شوند ،اثرات مختلفي روي شبكه از جمله كاهش تلفات شبكه ، بهبود پروفيل ولتاژ و افزايش قابليت اطمينان شبكه خواهند داشت    عدم جايابي مناسب نيروگاه هاي توليد پراكنده در شبكه باعث افزايش تلفات و بالا رفتن هزينه هاي توليد و انتقال انرژي مي شود بنابراين لازم است با روش هاي بهينه سازي ،جايابي اين نيروگاه ها در شبكه انجام گيرد؛ بدين ترتيب كه تعداد نيروگاههاي توليد پراكنده ،محل نصب و ظرفيت آنها چنان تعيين شود كه بيشترين كاهش تلفات شبكه با در نظر گرفتن قيود مسأله به وجود آيد   

 

واژگان کلیدی:انرژی تجدید پذیر،تولید پراکنده، انرژی الکتریکی، نیروگاه، شبکه توزیع، ولتاژ

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

 

فصل اول

 

مروربرانرژی های تجدید پذیر                                                                                                                                                                                                                                                                                                 1

 

1-1- مقدمه                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   2

 

2-1- تقسيم بندي انواع انرژي                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       6

 

3-1 –اهميت توجه به انرژي هاي پاك                                                                                                                                                                                                                                                                                               7

 

4-1- انواع انرژي هاي تجديد شونده                                                                                                                                                                                                                                                                                                             8

 

4-1-1-انرژی برق ابی                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      8

 

4-2-1-انرژی خورشیدی                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              9

 

4-3-1-انرژی باد                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          11

 

4-4-1-انرژی زمین گرمایی                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            12

 

4-5-1- انرژی زیست توده                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                13

 

4-6-1- انرژی های دریایی                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                14

 

4-7-1- انرژی هیدروژن وپیل سوختی                                                                                                                                                                                                                                                                                              14

 

5-1- خلاصه مشخصه های مهم منابع نوین انرژیهای تجدید پذیر                                                                                                                                                                            15

 

 

 

فصل دوم

 

 تاريخچه توليد پراكنده در جهان                                                                                                                                                                                                                                                                             18

1-2- مقدمه                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      19

 

2-2- تعريف منابع توليد پراكنده در كشورهاي مختلف جهان                                                                                                                                                                                              19

 

3-2- كاربردهاي منابع تولید پراکنده                                                                                                                                                                                                                                                                                                      20

 

4-2- انواع تكنولوژيهاي منابع توليد پراكنده                                                                                                                                                                                                                                                                     21

 

4-1-2- موتورهاي رفت و برگشتي                                                                                                                                                                                                                                                                                                           22

 

4-2-2- ميكرو توربينها                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             23

 

4-3-2- توربينهاي احتراق صنعتي                                                                                                                                                                                                                                                                                                             23

 

4-4-2- پيلهاي سوختي                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         24

 

4-5-2- سيستمهاي فتوولتائيك                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       24

 

4-6-2- سيستمهاي توربين بادي                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 25

 

5-2- دلايل رويكرد به منابع توليد پراكنده در دنيا                                                                                                                                                                                                                                       25

 

6-2- موانع و مشكلات توسعه منابع توليد پراكنده در دنيا                                                                                                                                                                                                              26

 

6-1-2- پراهکارهائی جهت کاهش موانع                                                                                                                                                                                                                                                                                      27

 

6-1-1-2-راهکارهای کاهش موانع فنی                                                                                                                                                                                                                                                                                          27

 

6-1-2-2-راهکارهای کاهش موانع تجاری                                                                                                                                                                                                                                                                                27

 

6-1-3-2-راهکارهای کاهش موانع قانونی                                                                                                                                                                                                                                                                                  27

 

 

7-2 منابع توليد پراكنده در ايران                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   28

 

7-1-2- دلايل رويكرد به منابع توليد پراكنده در ايران                                                                                                                                                                                                                        29

 

7-2-2- پتانسيل منابع توليد پراكنده در ايران                                                                                                                                                                                                                                                          29

 

8-2- بررسي برخي تجربيات جهانی                                                                                                                                                                                                                                                                                                        30

 

8-1-2-تجربه كشور آلمان در خصوص توسعه انرژيهاي تجديدپذير                                                                                                                                                                      30

 

8-2 –2-تجربه كشور چين در رابطه با انرژيهاي تجديدپذير                                                                                                                                                                                                  33

 

فصل سوم

 

تولیدپراكنده درسيستمهاي توزيع انرژي ومقایسه آن با تولیدات متمرکز                                                            35

 

1-3- مقدمه                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             36

 

2-3- نحوه اتصال منابع توليد پراكنده به شبكه                                                                                                                                                                                                                                                       39

 

2-1-3- مستقل از شبكه سراسري برق                                                                                                                                                                                                                                                                                            39

 

2-2-3- متصل به شبكه سراسري برق                                                                                                                                                                                                                                                                                             40

 

3-3- مزاياي اساسي توليد پراكنده                                                                                                                                                                                                                                                                                                             40

 

3-1-3- تامين توان                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            40

 

3-2-3- توان اضطراري                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             41

 

3-3-3- توزيع متعادل بار                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   41

 

3-4-3- بهبود كيفيت توان و قابليت اطمينان                                                                                                                                                                                                                                                            41

 

3-5-3- بهبود پروفيل ولتاژ                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         41

 

3-6-3- افزايش طول عمر تجهيزات                                                                                                                                                                                                                                                                                                      41

 

3-7-3- کاهش تلفات                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                42

 

3-8-3- توليد پراكنده و مسائل زيست محيطي                                                                                                                                                                                                                                                       42

 

4-3- مشكلات اتصال DGبه شبكه توزيع                                                                                                                                                                                                                                                                               43

 

 

4-1-3- مشكلات قابليت اطمينان و كيفيت توان                                                                                                                                                                                                                                                43

 

4-1-1-3-تغییرات ارام یا سریع ولتاژ                                                                                                                                                                                                                                                                                                    44

 

4-1-2-3- هارمونیکها وهامونیکهای میانی                                                                                                                                                                                                                                                                              45

 

4-2-3- مسئله کنترول                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           45

 

4-3-3- مسئله امنيت                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                45

 

4-4-3-مسائل زيست محيطي                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                46

 

4-5-3- ابعاد اقتصادي                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              46

 

5-3- وظایف ومسولیتها در زمان بهره برذاری(نرمال وغیرنرمال)                                                                                                                                                                                      48

 

6-3- بهره برداری واحدهای تولیدی                                                                                                                                                                                                                                                                                                          50

 

7-3- دستورالعمل شرایط اتصال تولیدات پرا کنده به شبکه توزیع                                                                                                                                                                            50

 

8-3-شرایط اتصال تولیدات پراکنده به شبکه توزیع                                                                                                                                                                                                                                          51

 

9-3- ازمایشات                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  60

 

فصل چهارم

 

بررسي اقتصادي توليد پراكنده                                                                                                                                                                                                                                                                                        62

 

1-4- مقدمه                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              63

 

2-4- منابع انرژيهاي تجديد پذير و ويژگيهاي اقتصادي آنها                                                                                                                                                                                                     63

 

3-4- بررسي اقتصادي توليد پراكنده در سيستم توزيع                                                                                                                                                                                                                         68

 

 3-1-4- آيا DGبراي شركتهاي توزيع توجيه اقتصادي دارد ؟                                                                                                                                                                                  68

 

3-2-4- آيا DGاز لحاظ اقتصادي براي مشتركين مقرون به صرفه است ؟                                                                                                                                68

 

 3-3-4- بررسي مسائل اقتصادي پروژه ها                                                                                                                                                                                                                                                                    69

 

 3-4- 4مزاياي اقتصادي DGاز ديد مشتركان                                                                                                                                                                                                                                                      71

 

4-4- ارزيابي اقتصادي فن آوريهاي توليد پراكنده                                                                                                                                                                                                                                               72

 

5-4- نمونه ايي از بررسيهای صورت گرفته در جهت گزینش بهینه اقتصادی منابع تولید پراکنده                                        73

 

4-6- ضرورت جايابي نيروگاههاي توليد پراكنده در شبكه                                                                                                                                                                                                              75

 

1-6-4–جايابي نيروگاههاي نامتمركز (توليد پراكنده ) –يك مثال                                                                                                                                                              75

 

4-7- روشهاي بهينه سازي در حل مسائل جايابي توليدات پراكنده                                                                                                                                                                        78

 

-4-1-7روش آناليز حساسيت                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    78

 

-4-2-7روش برنامه ريزي پويا                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  78

 

4-8- دلايل بكارگيري روش الگوريتم ژنتيك                                                                                                                                                                                                                                                                   79

 

-4-9روش الگوريتم ژنتيك در جايابي بهينه نيروگاه هاي پراکنده از نظر اقتصادی                                                                                                       79

 

9-1–4-اعمال روش الگوريتم ژنتيك به مساله جايابي بهينه نيروگاههاي پراكنده                                                                                                            80

 

فصل پنجم

 

نتيجه گيري و پيشنهادات                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  82

 

1-5-نتيجه گيري                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    83

2-5- طرح پیشنهادی                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   84

 

-5-3منابع و مأخذ                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               86

 

فهرست جداول

 

فصل اول

 

-1-1خلاصه مشخصه هاي مهم منابع نوين انرژيهاي تجديدپذير                                                                                                                                                                                    17

 

فصل دوم

 

1-2- تعاريف منابع توليد پراكنده در كشورهاي مختلف جهان                                                                                                                                                                                    20

 

-2-2پتانسيلهاي موجود در كشور                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    29

 

2-3–مزايا و معايب دو روش حمايت از انرژيهاي تجديدپذير                                                                                                                                                                                                  33

 

فصل سوم

 

1-3-سهم DGها از توليد برق در جهان                                                                                                                                                                                                                                                                                    42

 

2-3-شرايط اتصال ژنراتورهاي سنكرون                                                                                                                                                                                                                                                                                         53

 

3-3-نياز واجدهاي توليدي كوچك به مونيتورينگ                                                                                                                                                                                                                                            55

 

4-3-سرعت پاسخ به اغتشاشات ولتاژ                                                                                                                                                                                                                                                                                              57

 

5-3-سرعت پاسخ توليدات پراكنده به حذف اغتشاشات فركانس                                                                                                                                                                                  57

 

6-3-تغييرات و نوسانات ولتاژ                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      59

 

7-3-درصد هارمونيكهاي قابل قبول تزريق شده توسط واحدهاي توليدي كوچك                                                                                                              60

 

فصل چهارم

 

1-4-هزينه هاي سوخت و نگهداري نيروگاه هاي گاز و بخار برا ي توليد يك مگا وات ظرفيت در مدت 20سال                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    66

 

2-4-ميزان برق توليدي از نفت و گاز و هزينه آن                                                                                                                                                                                                                                                  66

 

3-4-پارامترهاي اقتصادي موثر در ارتباط با نيروگاههاي بادي                                                                                                                                                                                              67

 

-44-مقادير پولي مزاياي اقتصادي DGبراي شركتهاي برق                                                                                                                                                                                                      72

 

 

 

5-4-مشخصات فنی و اقتصادی منابع مختلف انرژی                                                                                                                                                                                                                                      75

 

-4-6نتايج تحليلها و انتخابهاي برتر اقتصادي براي بار مصرفي مفروض از ميان منابع مختلف انرژي                                  75

 

فهرست اشکال

 

فصل اول

 

1-1نیروگاه خورشیدی سهموی خطی                                                                                                                                                                                                                                                                                                      9

 

2-1- نیرو گاه خورشیدی KW250 شیراز                                                                                                                                                                                                                                                                          10

 

3-1- مزرعه بادی منجیل                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    11

 

4-1- نیروگاه بادی والفجر منجیل                                                                                                                                                                                                                                                                                                                12

 

-1-5نمونه ای از یک نیروگاه زمین گرمایی                                                                                                                                                                                                                                                                          13

 

-1-6تاسیسات تولید انرژی از لجن فاضلاب                                                                                                                                                                                                                                                                          13

 

-1-7زیر ساخت ( زیر بنای ) یک اقتصاد هیدورژنی                                                                                                                                                                                                                                     15

 

فصل دوم

 

-2-1مراحل عملكردي موتورهاي رفت و بر                                                                                                                                                                                                                                                                      22

 

-2-2مراحل عملكرد ميكرو توربينها                                                                                                                                                                                                                                                                                                        23

 

-2-3مراحل عملكرد توربينهاي احتراق                                                                                                                                                                                                                                                                                            23

 

-2-4مراحل عمكرد پيلهاي سوختي                                                                                                                                                                                                                                                                                                        24

 

-2-5نحوه عملكرد سيستم هاي فتوولتائيك                                                                                                                                                                                                                                                                    25

 

-2-6روند رشد توليدات پراكنده در جهان                                                                                                                                                                                                                                                                                  26

 

فصل سوم

 

1-3-اتصال منابع توليد پراكنده بصورت مستقل از شبكه                                                                                                                                                                                                                  39

 

2-3-اتصال منابع توليد پراكنده بصورت موازي با شبكه                                                                                                                                                                                                                      40

 

فصل چهارم

 

1-4-نمودار دايره اي سهم نيرو گاه هاي مختلف در توليد برق در ايران                                                                                                                                                      65

 

 2- 4-مقايسه قيمت توليد برق از منابع مختلف انرژی                                                                                                                                                                                                                          67

 

3-4-تغييرات هزينه بهره برداري و ذخيره ساليانه با تغييرات قيمت سوخت                                                                                                                                  69

 

4-4- مقايسه دوره بازگشت سالانه سرمايه                                                                                                                                                                                                                                                                              70

 

-4-6دياگرام تك خطي يك شبكه نمونه                                                                                                                                                                                                                                                                                      75

 

-4-7دياگرام تك خطي يك شبكه نمونه با در نظر گرفتن نيروگاه محلي درشين c                                                                                                    76

 

-4-8دياگرام تك خطي يك شبكه نمونه با درنظر گرفتن نيروگاه محلي در شين A                                                                                                77

 

-4-9دياگرام تك خطي يك شبكه نمونه با در نظر گرفتن دو نيروگاه محلي در شينهاي cوf                                                            77

 

فصل 1

 

 

 

مروری برانرژیهای تجدیدپذیر

 

1-1- مقدمه 

 

دسترسی کشور های در حال توسعه به انواع منابع جدید انرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد وپژوهشهای جدید نشان داده که بین سطح توسعه یک کشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است باتوجه به ذخایر محدود انرژی در جهان فعلی، دیگر نمی توان به منابع موجود انرژی متکی بود  

 

در کشور ما نیز ، باتوجه به نیاز روز افزون به منابع انرژی وکم شدن منابع انرژی فسیلی ضرورت سالم نگه داشتن محیط زیست، کاهش آلودگی هوا، محدودیتهای برق رسانی و تامین سوخت برای نقاط و روستاهای دور افتاده و       استفاده از انرژيهاي نو مانند: انرژي باد، انرژي خورشيد، هيدروژن و انرژي هاي داخل زمین می تـوانـد جایـگاه ویژه ای داشته باشد  

 

امروزه، بحرانهای سیاسی، اقتصادی و مسائلی نظیر محدودیت دوام ذخایر فسیلی نگرانی های زیست محیطی، ازدحام جمعیت، رشد اقتصادی وضریب مصرف، همگی مباحث جهان مشمولی هستند کهبا گستردگی تمام، فکر اندیشمندان را در یافتن راهکارهای مناسب در حل مناسب معضلات انرژی در جهان، به خصوص بحران های زیست محیطی، به خود مشغول داشته است   بدیهی است امروزه پشتوانه اقتصادی وسیاسی کشور ها، بستگی به میزان بهره وری آنها از منابع فسیلی دارد وتهی گشتن منابع فسیلی، نه تنها تهدیدی است برای اقتصاد کشورهای صادر کننده ، بلکه نگرانی عمده ای را برای نظام اقتصادی ملل وارد کننده به وجود آورده است صاحبان منابع فسیلی بایستی واقع نگرانه بدانند که برداشت امروز ایشان از ذخایرفسیلی،مستلزم بهره وری کمتر فردا ونهایتاً، تهی شدن منابعشان در مدت زمان کمتر خواهد بود  

 

خوشبختانه، بیشتر ممالک جهان به اهمیت ونقش منابع مختلف انرژی ، به ویژه انرژی های تجدید پذیر (نو) در تامین نیازهای حال وآینده پی برده وبه طور گسترده، در توسعه بهره برداری از این منابع لایزال، تحقیقات وسیع وسرمایه گذاری های اصولی می کنند   با توجه به این گونه گرایش های اساسی وفزاینده در زمینه استفاده از انرژی های تجدید پذیرو فناوریهای مربوط درکشورهای صنعتی ودر حال توسعه در ایران نیز لازم است راهبرد ها وبرنامه های زیر بنایي و اصولی تدوین شود  

 

گرایش جهانی توجه به بهره برداری از انرژی های تجدید پذیر وپیامد های زیست محیطی ایجاب کرده که سازمان ها ومراکزمتعددی در ایران، علاقه مند به اجرای پروژه هايی در این زمینه باشند ، هر چند این گونه فعالیت ها لازم وموثر است، ولی آیا این اقدامات طبق برنامه ریزی وتحقیقات اصولی در سطح ملی انجام می گیرد یا این را انفعالی وبه صورت پراکنده،تفویض مستقل و سلیقه ای اجرا می کنند بدین ترتیب است که هنوز بسیاری از چالش ها و سوالها در توجیه و دفاع از توسعه بهره برداری از انرژی های تجدید پذیر در ایران، بدون جواب مانده اند  

 

بدیهی است كه این گونه روند توسعه، بدون برنامه جامع ومدرن صحیح و پایدار نخواهد بودتدوین راهبردی جامع جهت بهره وری بهتر از انرژی در کشور، مستلزم شناخت کامل وضعیت کنونی وتعیین دقیق وضعیت مطلوب آن در جمیع جهان است  

انتظار می رود با توسعه بهره برداری از انرژی های پاک در جمهوری اسلامی ایران، بر مبنای راهبرد و بر نامه ای مدون بتوان بسیاری از چالش ها را شناسایی و راهکار های مناسب را انتخاب وتبیین نمود   و به ابهامات وسوال های مهمی چون:

 

١- میزان پتانسیل هریک از حامل های انرژی تجدید پذیر در ایران

 

٢- شناسایی وانتخاب مناطق مناسب (سایت یابی)

 

٣- چشم اندازی مدون برای آینده انرژی های تجدید پذیردر ایران 

 

٤- توجیه اقتصادی با توجه با عوامل گونا گون مطروحه

 

٥- برنامه ریزی، نحوه وظرفیت سر مایه گذاری، با تشخیص ارجحیت برای هر یک از انرژی های تجدید پذیر 

 

٦- برنامه ای مدون جهت توسعه فناوری مربوط در ایران

 

٧- ظرفیت و قابلیت جانشین و پاسخ گو باشند

 

   اهمیت موضوع

 

امروزه تبعات مداخله انسان در محیط زیست بیش از هر زمانی متجلی شده است   مفهوم توسعه با رعایت حفاظت از محیط طبیعی و زیست محیط مترادف است ودر شاخص های اقتصادی حساب های ملی، همچون تولید ناخالص داخلی، ملحوظ نمودن منابع طبیعی وزیست محیطی نیز مطرح است  

 

انرژی، یک نیاز اساسی برای استمرار توسعه اقتصادی، تدارک وتامین رفاه وآسایش زندگی بشری است   در حال حاضر مصرف انرژی جهان جی تیلر10[1]( معادل ١٠ میلیارد تن نفت خام در سال ) بوده و پیش بینی می شود که این ارقام در سال ٢٠١٠به ترتیب بهجی تیلر 12 و 14 افزایش یابد این ارقام نشان می دهند که میزان مصرف انرژی جهان در قرن آینده عظیم بوده و بالطبع، این سؤال مهم مطرح است که آیا این منابع انرژی های فسیلی در قرن آینده جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، تکامل و توسعه خواهند بود؟

 

 حداقل به سه دلیل عمده، جواب این سؤال منفی است و باید منابع جدید انرژیرا جانشین منابع قدیم کرد   این دلایل عبارتند از: محدودیت ودر عین حال مرغوبیت انرژی های فسیلی که از نظر منطقیکاربرد های بهتر از احتراق دارند و همچنین مسائل و مشکلات زیست محیطی،به طوری که امروزه حفظ سلامت اتمسفر، از مهم ترینپیش شرط های توسعه اقتصادیپایدار جهانی به شمارمی آید  

 

آلاینده های ناشی از احتراق وافزایش غلظت دی اکسید کربن در اتمسفر وپیامد های آن، جهان را با تغیيرات برگشت ناپذیر و تهدید آمیزی مواجه ساخته است   افزایش دمای کره زمین، تغیيرات آب و هوای، بالا آمدن سطح در یاها ودر نهایت،تشدید منازعات بین المللی، از جمله این پیامد ها محسوب می شوند   از سوی دیگر، اتمام قریب الوقوع منابع فسیلی و پیش بینی افزایش قیمت، سیاست گزاران را به پیشنهاد موازین و سیاست هایی برای کنترل محیط زیست و پژوهشگران را به توسعه منابع با آلودگی کمتر و تجدید پذیری که توان بالقوه ای برای جانشینی با سیستم انرژی کنونی دارند، ترغیب می کند  

 

کلیه انرژی های تجدید پذیر، روز به روز سهم بیشتری در سیستم تأمین انرژی جهانبه عهده می گیرند  این منابع، امکان پاسخ گویی همزمان به هر دو شکل اساسیمنابع فسیلی را نوید می دهند   انرژی های تجدید پذیر،اساسا" با طبیعت سازگار بوده و آلودگی ندارند و چون تجدید پذیرند پایانی برای آنها وجود ندارد   ویژ گی های دیگر این منابع، نظير پراکندگی وگستر دگی آنها در تمام جهان و نیاز به فناور ی پایین تر، انرژی های تجدید پذیر را – به ویژه برای کشور های در حال توسعه – از جاذبه بیشتری بر خوردار کرده هم از این رو، در برنامه ها وسیاست های بین المللی ، از جمله در بر نامه های سازمان ملل متحد، در راستای تو سعه پایدار جهانی، نقش ویژه ایبه منابعتجدید پذیر انرژی محول شده است   اما سازگار کردن منابع تجدید پذیر با سیستم کنونی مصرف انرژی جهان،هنوز با مشکلاتی همراه است که برای حل آنها، حجم مهمی از تحقیقات علمی جهان را در دهه های اخیر به خود اختصاص داده است  

 

با توجه به فناوری کنونی بشر، انرژی هسته ای و انرژی برق آبی، دو نوع انرژی جانشین برای سوخت فسیلی می باشند   گفتنی است که پتانسیل برق آبی در جهان محدود بوده واز طرف دیگر انرژی اتمی نیز، تقریباً در تمامی اروپا، ساخت نیرو گاههای اتمی متوقف شده است   کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی، یکی از غنی ترین کشور های جهان محسو ب می شود واز یک سو دارای منابع گسترده فسیلی نفت و گاز است واز سوی دیگر، دارای پتانسیل فراوان انرژی های تجدید پذیر، همچون باد، ژئوترمال، خورشیدی و       می باشد   اما ایران، کشور کم آبی است و نیرو گاههای آبی بزرگ، دارای پتانسیل محدودی هستند   لذا در چشم انداز دراز مدت جانشین دیگری غیر از تجدید پذیری به عنوان منبع انرژی دیده نمی شود  

 

از منظری دیگر، هر انرژی به لحاظ فناوری ساخت و بهره برداری، مسائل زیست محیطی، ویژگی های فنی، امکان دستیابی، توزیع جغرافیایی وسایر ویژگی ها، دارای مشخصه های خاص خود است   بنابر این، تنوع استفاده از انرژی های مختلف، کشور را به لحاظ تأمین انرژی در وضعیت مطمئن تری قرار خواهد داد و لازم است فناور ی آنها در کشور ایجاد شود   البته، فناوری که به میزان زیادی متکی به صنعت و مواد اولیه داخلی است خود به خود، محتاج ارز خارجی کمتری است و از سوی دیگر، فرصت های اشتغال و افزایش تولید را هموار می سازد   برای رسیدن به این هدف ها، لازم است نظام قمیت گذاری انواع حامل های انرژی، با توجه به هزينه واقعی آنها اصلاح شده و اقدامات اساسی جهت تشویق سرمایهگذاری بخش خصوصی صورت گیرد  

 

ضروری است دولت با پرداخت وام های دراز مدت، واگذاری یارانه های تخصیص یافته در بخش سوخت های فسیلی به سر مایه گذاری در بخش انرژی های تجدید پذیر و فراهم آوردن امکان انتقال دانش فنی،زمینه های لازم را براي ساخت و توسعه تأسیسات انرژی های گفته شده در کشور فراهم آورد  

 

درچشم انداز انرژی و محیط زیست جهان تا سال ٢٠٣٠ آب هوای زمین در نتیجه فعالیت های انسان، به ویژه در بخش انرزی، تغییرات بسیاری یافته است، عمده تغییرات آب هوایی و زیست محیطی در جهان در سال های اخیر را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:

 

- میزان انتشارCO2در ،٢٠٠سال گذشته٣١ در صد افزایش یافته است  

 

- میزان انتشارCH4از سال ١٨٠٠ به دو برابر افزایش یافته است  

 

- دمای سطح کره زمین در قرن گذشته نسبت به متوسط ١٤ درجه سانتی گراد معمول،از ٤/  تا ٨/   در جه افزایش یافته

 

- از دهه ١٩٥٠ ، دمای حداقل در شب به دو برابر دمای حداقل در روز افزایش یافته است  

 

- تعداد روز های سرد سال، تقریباً برای تمام نواحی زمین در قرن گذشته کاهش یافته است  

 

- نزولات جوی در نیم کره شمالی، ٥ تا ١٠ در صد افزایشیافته است، هر چند در نواحی خشک (به خصوص در آفریقای شمالی و غربی )، این روند معکوس بوده است  

 

- در اثر افزایش نزولات جوی در عرصه های جغرافیایی میانی وبالا شاهد سیل و طوفانهای عظیم و افزون بوده ایم  

 

- در قرن گذشته، سطح آب های آزاد دریاها در جهان به طور متوسط سالانه ١الی ٢ میلی متر افزایش یافته است  

 

- پرندگان، گیاهان،حشرات و ماهیان به طرف قطب ها و عرض های بالاتر تغییر مکان داده اند   پیش بینی می شود بیش از ٦٠ درصد افزایش مصرف انرژی پایه در جهان در دوره زمانی ٢٠٠٠ تا ٢٠٣٠ ناشی از رشد تقاضای انرژی در کشور های در حال توسعه، به ویژه در آسیا خواهد بود   طبق پیش بینی های انجام شده توسط آژانس بین المللی انرژی، بر اساس سناریوی ادامه روند موجود، تقاضای جهانی برای انرژی پایه، بین سال های ٢٠٠٠ تا ٢٠٣٠ با میانگین نرخ رشد ٧/١ درصد در سال به ٣/١٥ میلیارد تن معادل نفت خواهد رسید، این امر، به معنی افزایش ٦٧ درصدی مصرف انرژی پایه، معدل ۱/٦ میلیارد تن معادل نفت نسبت به سطح مصرف کنونی ظرف ٣٠ سال آینده است  

 

در ٣٠سال آینده میزان انتشار دی اکسید کربن در اثر تولید و مصرف انرژی، با آهنگی سریع تر از رشد مصرف انرژی پایه، افزایش خواهد یافت   میزان انتشار آن در سال های ٢٠٠٠ تا ٢٠٣٠ با رشد یکنواخت ٨/١ درصد در سال، در نهایت به ٣٨ میلیارد تن در سال خواهد رسید که به منزله ٧٠ در صد افزایش نسبت به میزان انتشار سالانه کنونی است   دو سوم این افزایش ناشی از مصرف در کشور های در حال توسعه خواهد بود و بخش تولید نیرو و حمل و نقل، بیش از ٧٥ در صد افزایش انتشار دی اکسید کربن را موجب خواهد شد و مکان جغرافیایی رشد انتشار دی اکسید کربن از کشور های صنعتی به کشور های در حال توسعه منتقل خواهد شد  

 

 

 

1-2- تقسیم بندی انواع انرژی

 

انرژی، استعداد و توانایی انجام کار را بیان می کند، انرژی شکل های مختلفی دارد که عبارتند از:

 

انرژی مکانیکی،انرژی زمین گرمایی، شیمیایی، الکتریکی، تابشی و انرژی اتمی، که همه انواع انرژی می توانند به همدیگر تبدیل شوند   به طور کلی و به لحاظ اقتصادی که موضوع اصلی چگونگی استفاده از انواع انرژی می باشد،

 

انرژی در جهان به چهار گروه عمده زیر تقسیم می شود:

 

الف: انرژی های آلوده کننده و تجدید ناپذیر

 

ب:انرژی های آلوده کننده وتجدید پذیر

 

ج: انرژی های بدون آلودگی و تجدید نا پذیر

 

د: انرژی های بدون آلودگی و تجدید پذیر و نا محدود

 

1-3- اهمیت توجه به انرژی های پاک

 

امروزه انرژی های نو به رغم نا شناخته ماندن، به سرعت در حال گسترش و نفوذ است و غفلت از آن، غیر قابل جبران خواهد بود، انرژی خورشیدی، بادی، آبی، بیوماس، بیوگاز وانرژی زمین گرمایی از عمده ترین منابع انرژیهای پاک می باشند   وقوع سه عامل در سال ١٩٩٥ میلادی، سبب ایجاد نقطه عطفی برای انرژی های تجدید پذیر، به خصوص انرژی باد شده است  

 

نخست، تغییرات آب و هوایی بر اثر انباشت گازهای گلخانه ای در جو

 

دوم، افزایش تقاضای مصرف انرژی برقدر سراسر جهان

 

سوم، گشوده شدن چشم انداز نوید بخشی در مورد انرژی های تجدید پذیر بود که با صراحت از سوی کارشناسان اعلام شد  

 

باید در نظر گرفت که در واقع، در ازاء هر کیلو وات ساعت برق تولیدی از انرژی های تجدید پذیر به جاي زغال سنگ از انتشار حدود یک کیلو گرم دی اکسید کربن جلو گیری خواهد شد   بنابر این به عنوان نمونه، برای هر یک درصد انرژی متداول که توسط انرژی باد جانشین شود، حدود ١٣ درصد انتشار گاز دی اکسید کربنکاهش می یابد   همچنین، کاهش سولفور و اکسید نیترات ( عوامل باران اسیدی ) یکی دیگر از منابع محیط زیستی انرژی باد است  

 

در ایران، وجود زمینه مناسب اقلیمی و تابش آفتاب در بیشتر مناطقو در اکثر فصول سال، همچنین وجود پستی و بلندی ها در مسیر نهر های آب، داشتن مناطق واجد پتانسیل بالای باد و قابلیت های تولید انرژی زمین گرمایی، زمینه لازم ومناسبی را برای استفاد ه و گسترش انرژی های نو وپاک فراهم آورده است   در این راستا، با توجه به افزایش توان مهندسی کشور در ساخت نیرو گاههای برق آبی، در سالهای اخیر، امید است استفاده از پتانسیل های برق آبی به یک اولویت در ساخت نیرو گاههای جدید تبدیل شود   

 

در ضمن استفاده از انرژی های بادی و زمین گرمایی ونیز استفاده حرارتی از انرژی خورشیدی ( آبگرمکن های خورشیدی ) نزدیک به اقتصادی شدن است  

 

اگر چه، نیرو گاههای حرارتی خورشیدی و فتوولتائیک تا افق دو دههآینده، اقتصادی نخواهد بود، لیکن توسعه تحقیقات وفن آوری های ساخت آنها، با توجه به پتانسیل عظیم انرژی خورشیدی در ایران از اهمیت بالای بر خوردار است  

 

با این وجود، ایران در راه به کار گیری انرژی های نو با موانع عمده و اساسی مواجه است   یکی از این موانع، وجود نفت ارزان و منابع غنی هیدرو کربنی در کشور است   نبود شناخت از انرژی های نو مجهول ماندن مزایای آن توسط مردم و مسئولان از دیگر موانع دستیابی به انرژی های نو و نبود توجیه اقتصادی، علی الخصوص در این برهه زمانی است  

 

انرژی های پایان پذیر وآلاینده محیط زیست( نفت، گازطبیعی، زغال سنگ و انرژی هسته ای)، که در حال حاضر، عمده ترين منابع تأمین کننده انرژی در جهان هستند، همه دارای آلاینده های زیست محیطی و جبران ناپذیر در زمین و فضا، از قبیل افزایش دی اکسید کربن، افزایش دمای زمین، ذوب شدن یخ های قطب ها، از بین بردن لایه ازن       هستند که حرکت دانش بشری برای تأمین انرژی جهان در آینده باید به سوی تأمین انرژی جهان از انرژی های پاک و جانشینی آن با انرژی های آلاینده باشد  درادامه به بررسی انواع انرژیهای تجدید شونده خواهیم پرداخت   

 

 

 

1-4- انواع انرژیهای تجدید شونده

 

4- -11- انرژی برق آبی

 

بشر قرن های متمادی است که، از انرژی های آبی در حال فرو ریزشی، ابتدا در فرم مکانیکی و سپس از اواخر قرن نوزدهم با تبدیل آن به انرژی الکتریکی استفاده کرده است   از نظر تاریخی نیرو گاههای آبی، نخست در مقیاس کوچک و برای تأمین نیاز مناطق مجاور نیرو گاه توسعه یا فتند   اما با گسترش شبکه های انتقال و افزایش قابلیت انتقال بار، تولید برق در واحدهایی که روز به روز بزرگتر می شدند متمرکز گردید   و از نظر اقتصادی از مزایای توسعه در مقیاس بزرگ خواهد گشت  

 

برای توسعه، مکانهايی مورد توجه بوده اند که جذاب ترین وضعیت اقتصادی را داشته باشند، در نتیجه هم وجود ارتفاع بلند وهم نزدیکی به مراکز بار فاکتور های مهمی به حساب می آیند   به همین دلیل توسعه فقط به سایتهای عظیم محدود نشده است   و امروزه نیرو گاههای آبی طیف وسیعی را شامل می شوند، که ظرفیت آنها از زیر یک مگاوات تا بیش از ١٠٠٠٠مگاوات متفاوت است   راندمان تولید برق آبی از دو برابر راندمان نیروگاههای حرارتی رقیب نیز بیشتر است   با اینکه تعاریف در مورد نیروگاههای آبی بسیار مختلف است،در این قسمت تعریف نیروگاههای کوچک آبی، نیروگاههایی را شامل می شود که ظرفیت آنها تا ١٠مگا وات باشد  

 

بنابراین نیروگاههای آبی کوچک، شامل دسته های مینی هیدروو میکرو هیدرو نیز می شود   که معمولاً فقط به کاربردهای محلی محدود هستند، اما از نظر آماری نمی توان آنها را از نیروگاههای کوچک آبی جدا کرد  

 

4-2--1انرژی خورشیدی

 

حدود دو دهه پس از ورود سلول های فتوولتائیک به عرصه عمومی تولید انرژی، ارتباط تنگاتنگ سیاست و منابع انرژی موجب شد تا دیگر جایی برای توجیه بحث اقتصادی یافتن برای روی آوردن به سمت بهره گیری از انرژی خورشید وتولیدی الکتریسیته نماند   در ایران، چون ایران روی کمربند خورشیدی جهان قرار گرفته است ویکی از کشورهای است که از تابش نور خورشید با قدرت و توان مطلوب بر خوردار بوده و از مناطق بسیار مستعد برای بهره گیری از این انرژی است، به طوری که میزان تابش متوسط روزانه آفتاب به ۴کیلووات ساعت بر متر مربع می رسد ومتوسط تعداد ساعات آفتابی، از ۲۸۰۰ساعت در سال بیشتر است   البته، مقادیر ذکر شدهبه طور متوسط بیان شده اند و در شهر های کویری کشور همچون یزد، ساعات آفتابی به ۳۲۰۰ساعت نیز می رسد   با توجه به این که، ایران کشور کوهستانی است که اکثر نقاط آن در ارتفاعی بالا تر از ۱۰۰۰از سطح دریا واقع شده اند توان دریافتی از تابش نور خورشید آن بیشتر خواهد بود  

 

گفتنی است که مصرف انرژی های تجدید پذیر ایران پایین بوده و از این رو، هنوز انرژی خورشیدی رسماً تجاری نشده است   مناطقی که پتانسیل بالایی برای انرژی خورشیدی دارند؛ عبارتند از: شیراز، تهران، خراسان، یزد و سمنان   طرح های خورشیدی شامل نیروگاه دریافت کننده مر کزی، سهموی خطی، سیستم

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.