واضح آرشیو وب فارسی:ايلنا: اقتصاد - چالش توليد برق از انرژيهاي تجديدپذير
اقتصاد - چالش توليد برق از انرژيهاي تجديدپذير
تغييرات آب و هوايي و لزوم استفاده از انرژيهاي تجديدپذير به موضوعي مطرح در جهان امروز بدل شده است. به عنوان نمونه، در سال ۲۰۲۰ دوسوم جريان برق آلمان بايد از انرژيهاي تجديدپذير مانند انرژي باد توليد شود. همين گرايش، مشكلات استفاده از اين نوع انرژيها را نيز به موضوع روز تبديل كرده است. شدت وزش باد در همه اوقات يكسان نيست، در حاليكه شبكه برق نياز به منبعي باثبات دارد تا بتوان برق را در مقياس وسيع ذخيره كرد. صداي يك توربين مدرن سهپرهاي بادي، بيشك براي هواداران انرژي بادي به موزيكي گوشنواز ميماند. اما اين صدا براي مديران شبكه برق استرس و نگراني ميآورد، چراكه باد قابل برنامهريزي نيست. موقعي كه وزش باد شديد است بنا بر ملاحظات ايمني بايد توربينها را خاموش كرد. اگر شدت باد بسيار كم باشد، نميتوان برق مورد نياز را توليد كرد. وزش باد، شبهنگام شديدتر است، يعني درست هنگامي كه مصرف برق در پايينترين حد ممكن قرار دارد. همين مسئله مشكلي جدي براي شركتهاي برق به وجود آورده است. برند بوخهولتس، يكي از نويسندگان بررسي «شبكههاي هوشمند برق و توزيع هشيارانه ۲۰۲۰»، با اشاره به همين مشكل متذكر ميشود كه بايد مشوقهايي براي خريداران انرژي بادي در نظر گرفت: «وقتي به دليل برخورداري از انرژيهاي تجديدپذير مانند انرژي بادي، مازاد انرژي داشته باشيم، بهاي انرژي در بازارهاي بورس پايين خواهد آمد. در حقيقت، خريداران انرژي بادي، بايد سودي نصيبشان شود تا حاضر به اين كار شوند».
توليد برق از انرژي بادي
توليد برق از انرژي بادي، ما را با موقعيتي متناقض روبهرو ميكند. برق بايد درست زماني مصرف شود كه در شبكه توليد شده است. ولفگانگ نلدنر، مدير فني يكي از چهار شركت برق بزرگ آلمان اين مشكل را تشريح ميكند: «يك ترازوي قديمي آشپزخانه را در نظر بگيريد كه در كفه سمت چپ يك تكه گوشت گذاشتهايد و در كفه سمت راست وزنهها را قرار دادهايد. اين كفه بايد دقيقا از تعادل خارج شود. يعني شما بايد درست موقعي كه بيشترين نياز به انرژي را داريد، بيشترين ميزان برق را توليد كنيد. چرا؟ چون اين امكان را نداريد كه الكتريسيته را در ابعادي وسيع ذخيرهسازيد». حفظ تعادل يكي از بزرگترين مشكلات شركتهاي برق است. در كشورهايي مثل آلمان توانستهاند با تعيين ساعات پربار و كمبار مصرف، به خوبي با اين مشكل كنار بيايند. به هنگام صرف صبحانه و پيش از ظهر، مصرف برق به شدت بالا ميرود، در حاليكه عصرها و شبها ميزان مصرف سقوط ميكند. حتي برخي برنامههاي تلويزيوني مثل بازيهاي فوتبال ميتواند بر مصرف برق بسيار تاثير بگذارد. بعد از ۴۵ دقيقه اول، مصرف به طور جهشي بالا ميرود. به علاوه گاهي ممكن است، بنا بر دلايلي، نياز به برق كمتر يا بيشتر از حد برنامهريزي شده باشد. اينجاست كه نيروگاههاي كمكي كه اغلب با ذغالسنگ يا گاز تامين ميشوند، به كمك آمده و جلوي قطع جريان برق را ميگيرند. اهميت نيروگاههاي كمكي در آلمان بسيار زياد است، چراكه در آلمان تنها ۵ درصد نياز به انرژي را ميتوان به طور درازمدت ذخيره كرد. اين ذخيره را نيروگاههاي تلمبهـ ذخيرهاي انجام ميدهند. اين نيروگاهها، يكي از مناسبتترين انتخابها براي تنظيم بار شبكه برق هستند.
ذخيره برق و مشكلات آن
ميزان مصرف انرژي در ساعتهاي مختلف شبانهروز متفاوت است. بنابراين، بايد راهكاري يافت كه مولدهاي انرژي، توان پاسخگويي به ميزان مصرف در اوقات پربار و كمبار را داشته باشند. تنها پاسخ، انتقال مقاديري از انرژي اضافه توليد شده در زمان مصرف كم به زمانهاي اوج مصرف است. اين كار از طريق پمپاژ آب ذخيرهشده از سد پاييندست كه در تراز پايينتر واقع شده به سد بالادست كه در تراز بالاتر واقع شده ميسر است. در اين روش، انرژي برق اضافي و غيرقابل مصرف در شبكه، جهت پمپاژ آب استفاده ميشود و به صورت انرژي پتانسيل در مخزن سد بالادست ذخيره ميگردد. در طول ساعات روز، زماني كه مصرف بسيار بيشتر از توان توليدي نيروگاههاي شبكه است، توربينهاي نيروگاه تلمبهـ ذخيرهاي به كار گرفته ميشوند و با رهاسازي آب ذخيره در مخزن واقع در تراز بالاتر، انرژي پتانسيل ذخيرهشده را تبديل به انرژي الكتريكي ميكنند. ولفگانگ نلدنر با ذكر يك مثال كاركرد نيروگاه تلمبهـ ذخيرهاي را توضيح ميدهد: «براي اينكه بتوانيم كاركرد يك نيروگاهتلمبهـ ذخيرهاي را راحتتر درك كنيم مثالي ميزنم. فرض كنيد، يك حوضچه بزرگ آب در بالاي كوه و يك حوضچه بزرگ آب در پايين كوه، در دره، داريد. وقتي باد شديد است، اما هيچكس به الكتريسيته نياز ندارد، راه حل كوتاهمدت اين است كه من كار نيروگاه بادي را متوقف كنم. راه حل من اين است: در چنين مواقعي توربينهاي بادي بايد همچنان كار كنند، اما ما از جريان برق براي پمپاژ آب پايين كوه به بالاي كوه استفاده ميكنيم. موقعي كه برق مورد نياز است و باد هم نميوزد، آب به جريان ميافتد و دوباره برق توليد ميكند و به اين ترتيب تعادل ايجاد ميشود». اما استفاده از نيروگاههاي تلمبهـ ذخيرهاي با دو مشكل اساسي مواجه است. نخست اينكه موقعيتهاي مناسب براي تاسيس اين نيروگاهها از نظر جغرافيايي محدود است. ديگر اينكه، نيروگاه بادي درست در همان جايي كه شديدا به برق نياز است، داير نميشوند. براي اينكه بتوانيم برق حاصل از نيروگاه تلمبهـ ذخيرهاي را به مكاني منتقل كنيم كه بسيار دورتر واقع شده، بايد خطوط شبكه را به شدت وسعت بخشيم و اين پروژه ميلياردها يورو هزينه برميدارد. ولفرام يورث، مدير پروژه موسسه «بررسيهاي آينده و ارزشگذاري فني» برلين ميگويد، براي اجراي چنين طرحي توان فني تمامي اروپا بايد بهشدت افزايش يابد: «گسترش انرژي بادي به مناطق ساحلي در درياي شمال و كارائيب به اين معناست كه من در اينجا خطوط قويتر و بهتري در اختيار دارم كه ميتوانم از طريق آن مازاد انرژياي را كه در درياي شمال توليد ميكنم در نيروگاههاي تلمبهـ ذخيرهاي اسكانديناوي يا فرانسه ذخيره كنم.
راههاي ديگر ذخيره برق
براي ذخيره انرژي راهكارهاي ديگري نيز مطرح شده است. يكي از اين راهكارها، استفاده از باتريهاي «رداكسفلاو» است. رداكس يك پيل سوختي احياشونده است. كريستين دوتش، مدير بخش سيستمهاي انرژي در موسسه فراونهوفر اوبرهاوزن آلمان، در توضيح باتريهاي رداكسفلاو خاطرنشان ميسازد: «براي فهم راحتتر باتريهاي رداكسفلاو ميتوان آنها را به باتريهاي عادي تشبيه كرد. يعني يك واكنش شيميايي كه ميتواند هم انرژي را ذخيره و هم تخليه كند. باطريهاي رداكسفلاو تا حدودي به خازنهاي معمولي شبيه هستند.» از ديگر راهكارهاي ذخيره انرژي ميتوان نيروگاههاي ذخيره فشاري را نام برد. كريستين دوتش در مورد اين نوع نيروگاهها ميگويد: «نيروگاههاي ذخيره فشاري در درجه اول بسيار شبيه ذخيرهكنندههاي آب هستند. منتهي من در اينجا آب را به حوضچه بالاتر پمپاژ نميكنم، بلكه من هواي اطراف را بهشدت فشرده ميكنم و در مواقعي كه شبكه ضعيف است، يعني در مواقع اوج مصرف و توليد اندك، از اين هواي فشرده براي توليد برق استفاده ميكنم.»
اما حتي با مديريت هوشمندانه انرژي نيز، يك مشكل همچنان پا بر جا خواهد ماند، اينكه در آينده نيز اغلب مواردي پيش خواهد آمد كه بايد نيروگاه بادي را خاموش كرد، در مواقعي كه در شبكه مقدار زيادي برق موجود است يا در مواقعي كه بار مصرف برق بسيار پايين آمده است.
شنبه 13 مهر 1387
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: ايلنا]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 218]