انرژي هاي تجديد پذير و اما و اگرهاي بسيار: اين «باد» نجات بخش

واضح آرشیو وب فارسی:قدس: انرژي هاي تجديد پذير و اما و اگرهاي بسيار: اين «باد» نجات بخش
تغييرات آب و هوايي و لزوم استفاده از انرژيهاي تجديد پذير به موضوعي مطرح در جهان امروز تبديل شده است. به عنوان نمونه، در سال 2020 دو سوم جريان برق آلمان بايد از انرژيهاي تجديد پذير مانند انرژي باد توليد شود.

همين گرايش، مشكلات استفاده از اين نوع انرژيها را به موضوع روز تبديل كرده است. شدت وزش باد در همه اوقات يكسان نيست. در حالي كه شبكه برق به منبعي با ثبات نياز دارد تا بتوان برق را در مقياس وسيع ذخيره كرد.
صداي يك توربين مدرن سه پره اي بادي بي شك براي هواداران انرژي بادي به موزيكي گوش نواز مي ماند، اما اين صدا براي مديران شبكه برق استرس و نگراني مي آورد، زيرا كه باد قابل برنامه ريزي نيست. موقعي كه وزش باد شديد است بنا بر ملاحظات ايمني بايد توربينها را خاموش كرد. اگر شدت باد بسيار كم باشد، نمي توان برق مورد نياز را توليد كرد.وزش باد، شب هنگام شديدتر است، يعني درست هنگامي كه مصرف برق در پايين ترين حد ممكن قرار دارد و همين موضوع مشكلي جدي براي شركتهاي برق به وجود آورده است.
«برند بوخ هولتس»، يكي از نويسندگان بررسي «شبكه هاي هوشمند برق و توزيع هوشيارانه 2020»، با اشاره به همين مشكل متذكر مي شود 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 رو به رو مي كند. 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 مي كند: « يك ترازوي قديمي آشپزخانه را در نظر بگيريد كه در كفه سمت چپ يك تكه گوشت گذاشته ايد و در كفه سمت راست وزنه ها را قرار داده ايد. اين كفه بايد دقيقاً 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 ذخيره سازيد».
حفظ تعادل يكي از بزرگترين مشكلات شركتهاي برق است. در كشورهايي مثل آلمان توانسته اند با تعيين ساعات پربار و كم بار مصرف، به خوبي با اين مشكل كنار بيايند. به هنگام صرف صبحانه و پيش از ظهر، مصرف برق بشدت بالا مي رود، در حالي كه عصرها و شبها ميزان مصرف كاهش مي يابد. حتي برخي برنامه هاي تلويزيوني مثل بازيهاي فوتبال مي تواند بر مصرف برق بسيار تأثير بگذارد. بعد از 45 دقيقه اول، مصرف به طور جهشي بالا مي رود. به علاوه گاهي ممكن است، بنا بر دلايلي، نياز به برق كمتر يا بيشتر از حد برنامه ريزي شده باشد. اينجاست كه نيروگاه هاي كمكي كه اغلب با ذغال سنگ يا گاز تأمين مي شوند، به كمك آمده و از قطع جريان برق جلوگيري مي كنند.
اهميت نيروگاه هاي كمكي در آلمان بسيار زياد است، زيرا كه در اين كشور تنها 5 درصد نياز به انرژي را مي توان به طور درازمدت ذخيره كرد. اين ذخيره را نيروگاه هاي تلمبه- ذخيره اي انجام مي دهند. اين نيروگاه ها، يكي از مناسب ترين انتخابها براي تنظيم بار شبكه برق هستند.
ذخيره برق و مشكلات آن
ميزان مصرف انرژي در ساعتهاي مختلف شبانه روز متفاوت است. بنابراين، بايد راهكاري يافت كه مولدهاي انرژي، توان پاسخگويي به ميزان مصرف در اوقات پربار و كم بار 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 ذخيره شده از سد پايين دست كه در تراز پايين تر 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 مي شود و به صورت انرژي پتانسيل در مخزن سد بالادست ذخيره مي گردد.
در طول ساعات روز، زماني كه مصرف بسيار بيشتر از توان توليدي نيروگاه هاي شبكه است، توربينهاي نيروگاه تلمبه- ذخيره اي به كار گرفته مي شوند و با رهاسازي آب ذخيره در مخزن واقع در تراز بالاتر، انرژي پتانسيل ذخيره شده را به انرژي الكتريكي تبديل مي كنند.
«ولف گانگ نلدنر» با ذكر يك مثال كاركرد نيروگاه تلمبه ذخيره اي را توضيح مي دهد: «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 هيچ كس به الكتريسيته نياز ندارد، راه حل كوتاه مدت 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 مي كنيم. موقعي كه برق مورد نياز است و باد هم نمي وزد، آب به جريان مي افتد و دوباره برق توليد مي كند و بدين ترتيب تعادل ايجاد مي شود».
اما استفاده از نيروگاه هاي تلمبه ذخيره اي با دو مشكل اساسي مواجه است. نخست اينكه موقعيتهاي مناسب براي تأسيس اين نيروگاه ها از نظر جغرافيايي محدود است. ديگر اينكه، نيروگاه بادي درست در همان جايي كه بشدت به برق نياز است، داير نمي شوند. براي اينكه بتوانيم برق حاصل از نيروگاه تلمبه ذخيره اي را به مكاني منتقل كنيم كه بسيار دورتر واقع شده، بايد خطوط شبكه را بشدت وسعت بخشيم و اين پروژه ميلياردها يورو هزينه برمي دارد.
«ولف رام يورث»، مدير پروژه مؤسسه «بررسيهاي آينده و ارزش گذاري فني» برلين مي گويد، براي اجراي چنين طرحي توان فني تمامي اروپا بايد بشدت افزايش يابد: « گسترش انرژي بادي به مناطق ساحلي در درياي شمال و كارائيب بدين معناست كه من در اينجا خطوط قوي تر و بهتري در اختيار دارم كه مي توانم از طريق آن مازاد انرژي را كه در درياي شمال توليد مي كنم در نيروگاه هاي تلمبه ذخيره اي اسكانديناوي يا فرانسه ذخيره كنم.»
راه هاي ديگر ذخيره برق
براي ذخيره انرژي راهكارهاي ديگري نيز مطرح شده است. يكي از اين راهكارها، استفاده از باطري هاي «رداكس فلاو» است. «رداكس» يك پيل سوختي احياشونده است. «كريستين دوتش»، مدير بخش سيستم هاي انرژي در مؤسسه فراون هوفر اوبرهاوزن آلمان، در توضيح باتري هاي رداكس فلاو خاطرنشان مي سازد: « براي فهم راحت تر باتري هاي رداكس فلاو مي توان آنها را به باتري هاي عادي تشبيه كرد. يعني يك واكنش شيميايي كه مي تواند هم انرژي را ذخيره و هم تخليه كند. باتري هاي رداكس فلاو تا حدودي به خازنهاي معمولي شبيه هستند».
از ديگر راهكارهاي ذخيره انرژي مي توان نيروگاه هاي ذخيره فشاري را نام برد. كريستين دوتش در مورد اين نوع نيروگاه ها مي گويد: « نيروگاه هاي ذخيره فشاري در درجه اول بسيار شبيه ذخيره كننده هاي آب هستند، اما من در اينجا آب را به حوضچه بالاتر پمپاژ نمي كنم، بلكه من هواي اطراف را بشدت فشرده و در مواقعي كه شبكه ضعيف است، يعني در مواقع اوج مصرف و توليد اندك، از اين هواي فشرده براي توليد برق استفاده مي كنم».
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 20 مهر 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: قدس]

[مشاهده در: www.qudsdaily.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 108]