• 15:50
  • |
  • چهارشنبه ۲۴ مرداد ۱۳۹۷
  • |
  • mail
  • |
  • map
  • |
  • map
english
paya
فناوری و محیط زیست

استفاده از توربین بادی برای تولید انرژی سبز

انرژی باد یکی از منابع اصلی انرژی تجدیدپذیر محسوب می شود. طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی های تجدیدپذیر،  ظرفیت انرژی بادی نصب شده در جهان پس از انرژی برق آبی، در مکان دوم قرار دارد و ظرفیت نصب شده این انرژی طی بیست سال اخیر پنجاه برابر شده است. همچنین در دو سال اخیر و پس از انرژی خورشیدی که ظرفیت نصب شده سالانه آن در بین انرژی های تجدیدپذیر در جایگاه نخست قرار دارد، انرژی بادی جاگاه دوم را در اختیار دارد. همچنین طبق گزارش وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا، از نظر تئوری، بادهایی که در جهان جریان دارند قادر هستند سالانه  بیشتر از ۱۵ برابر نیاز کنونی جهان، انرژی تولید کنند که نشان دهنده اهمیت انرژی بادی و پتانسیل بالای آن می باشد.

 ۱۳۰ سال از ساخت اولین توربین مولد برق می گذرد

توربین های بادی در حدود سال های ۶۰۰ تا ۹۰۰ میلادی در ایران مورد استفاده قرار می گرفته است. آسیاب های بادی را می توان جزو اولین توربین های بادی دانست که از نیروی باد برای به حرکت در آوردن آسیاب استفاده می کردند. اولین توربین بادی تولید کننده برق، یک دستگاه شارژ باتری بود که توسط "جیمز بلیث"، دانشمند اسکاتلندی، در سال ۱۸۸۷ و برای روشنایی خانه خود نصب و راه اندازی شد. چند ماه پس از آن "چارلز باش"، مخترع آمریکایی موفق شد با همکاری اساتید دانشگاه، نخستین توربین بادی اتوماتیک را بسازد. این توربین با ارتفاع ۱۸ متر، قادر به تولید ۱۲ کیلوات انرژی بود. 
ظرفیت توربین های بادی در طول زمان افزایش پیدا کرده است. در سال ۱۹۸۵، توربین های معمولی ظرفیت پنج صدم مگاوات و قطر ۱۵ متر داشتند. اما امروزه توربین های جدید، ظرفیت های ۲ مگاوات برای نصب در خشکی و ۳ تا ۵ مگاوات برای نصب در دریا را دارند.


                                             نخستین توربین بادی اتوماتیک

      اولین توربین بادی اتوماتیک که توسط چارلز باش در سال ۱۸۸۷ ساخته شد.

توربین های بادی از نظر شکل، محور چرخش و ظرفیت، متفاوت هستند.

توربین های بادی از طریق ژنراتور، انرژی جنبشی باد را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. تعدادی از توربین های بادی که در کنار هم قرار دارند و به عنوان یک نیروگاه عمل می کنند مزرعه بادی نامیده می شوند. این مزارع با توجه به ظرفیت مورد نیاز، مساحت های مختلفی دارند. به طو کلی حدود ۲.۵ هکتار زمین برای هر توربین، مسیر های دسترسی و تجهیزات دیگر مورد نیاز است. 
مقدار نیرویی که از باد می توان بدست آورد به اندازه توربین و طول تیغه های آن بستگی دارد. خروجی بدست آمده از توربین، با ابعاد توربین و توان ۳ سرعت باد رابطه مستقیم دارد. از لحاظ تئوری، هنگامی که سرعت توربین دو برابر می شود. پتانسیل نیروی باد با ضریب ۸ افزایش پیدا می کند.

 

نحوه کار کردن یک توربین بادی و تولید برق

  توربین های بادی بر اساس محور چرخش خود به دو نوع افقی و عمودی تقسیم می شوند. توربین های با محور افقی مرسوم تر می باشند. اغلب توربین هایی که در مزارع بادی و به منظور تولید تجاری برق استفاده می شوند، از نوع محور افقی بوده و سه تیغه دارند و بسته به نوع طراحی، طول های مختلفی می توانند داشته باشند. این توربین ها باید در فواصل مشخصی که اغلب ۶ تا ۱۰ برابر قطر توربین است، نصب شوند. 


 

                                           انواع توربین های بادی

                                             انواع توربین های بادی - محور افقی (تصویر وسط) و محور عمودی (تصاویر راست و چپ)

موادی که برای ساختن تیغه های توربین بادی استفاده می شوند کامپوزیت هایی هستند که در عین سبکی دارا مقاومت و سختی زیادی می باشند. به دلیل رقابت در بازار توربین های بادی، شرکت های سارنده همواره به دنبال راه هایی هستند که بهره وری طرح های خود را افزایش دهند.
برخی از توربین ها در درون آب و اغلب اقیانوس ها نصب می شوند. چرا که در برخی موارد سرعت باد در سطح آب نسبت به خشکی بیشتر است. فاکتوری که در دریا مزیت محسوب می شود عدم وجود موانع طبیعی در مسیر باد است که باعث می شود باد رسیده به توربین دارای کمترین توربولانس باشد. یکدست بودن باد و عدم تغییر جهت به میزان زیادی در کارکرد مناسب توربین نقش دارند. در سال ۲۰۱۷، بریتانیا، آلمان و چین بیشترین مقدار تولید برق از مزارع بادی واقع در آب را داشته اند. با این حال طبق آمار، تا پایان سال ۲۰۱۷، انرژی تولید شده در این حالت، حدود چهار درصد از کل مقدار انرژی بادی نصب شده که حدود ۵۲۰ هزار مگاوات می باشد است.
استفاده از توربین های بادی محدود به نیروگاه ها و تولید تجاری برق نمی شود.  توربین های بادی کوچکی نیز برای مصارفی مانند برج های مخابراتی، مکان های روستایی مانند بیمارستان ها و مدارس، سکوهای دریایی و غیره وجود دارند.
آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا، توربین های با ظرفیت کوچکتر و یا مساوی صد کیلووات را در طبقه بندی توربین های کوچک قرار می دهد.
شرکت وستاس که یکی از شرکت های معتبر در زمینه ساخت توربین های بادی است، توربین V۱۶۴ را که یک توربین سه تیغه ای است، با ظرفیت اسمی ۹.۵ مگاوات تولید کرده است که یک رکورد جهانی محسوب می شود .

نیروگاه بادی در دریا

نیروگاه بادی نصب شده در دریای بالتیک - دانمارک

هزینه احداث توربین بادی بسته به نوع آن متفاوت است. برای مقیاس های خانگی، به ازای هر کیلووات ظرفیت، هزینه احداث رقمی بین ۳ تا ۸ هزار دلار می باشد. اما در مقیاس تجاری، این رقم بین ۱.۳ تا ۲.۲ میلیون دلار به ازای هر مگاوات ظزفیت اسمی نصب شده است. اکثر توربین های که در مقیاس نیروگاهی نصب می شوند، ظرفیت ۲ مگاواتی دارند که هزینه نصب آن ها، رقمی حدود ۳ تا ۴ میلیون دلار می شود.
البته باید به این نکته توجه داشت هزینه های نصب یک توربین بادی در مقیاس نیروگاهی، بسته به تعداد توربین های مورد نیاز، هزینه های تامین مالی، زمان توافقنامه برای خرید توربین ها، قرارداد احداث، موقعیت اجرای پروژه و فاکتور های دیگر، بسیار متغیر است.

سندروم توربین بادی، یکی از معایب این صنعت است

از آنجا که انرژی باد، انرژی پاک و تجدیدپذیری محسوب می شود، تولید برق با استفاده از این انرژی، باعث انتشار گاز گلخانه ای نمی شود چرا که با تولید برق از انرژی باد به جای استفاده از سوخت های فسیلی، به ازای هر مگاوات، سالانه از انتشار ۱۵۰۰ تن کربن جلوگیری می شود. یکی دیگر از مزایای مهم این انرژی، عدم نیاز به آب در زمان بهره برداری است که با توجه به تغییر اقلیم و بحران خشکسالی که جهان و به خصوص منطقه خاورمیانه با آن ها مواجه است، یکی از گزینه های مناسب جهت تولید انرژی سبز می باشد.
در مقابل، به دلیل ابعاد بزرگ، این توربین ها از لحاظ بصری نامطلوب می باشند. همچنین توربین های بادی آلودگی صوتی نیز ایجاد می کنند که از نقطه نظر پزشکی، می تواند باعث ایجاد استرس و بیماری شود.
نکته قابل توجه این است که سندرومی به نام سندروم توربین بادی وجود دارد. سندروم توربین بادی یک اختلال روانشناختی است که اغلب به علت اضطراب در مورد مزارع بادی و نه خود توربین ها می باشد. شواهد محدودی از اثرات اضطرابی ناشی از سر و صدای کم در مجاورت توربین وجود دارد. لذا مزارع بادی، باید فاصله حدودا ۲ کیلومتری از مناطق مسکونی داشته باشند.  
یکی از معایب دیگر توربین های بادی، اثرات منفی این توربین ها بر محیط زیست علی الخصوص حیات وحش است. به ازای هر توربین حدودا ۱.۳ هکتار از زیستگاه های واقعی از بین می رود. علاوه بر آن، توربین های بادی باعث کشته شدن پرنده ها می شوند. بر اساس نتایج یک تحقیق، در طول یک سال، تنها در ایالات متحده آمریکا بین ۲۰ هزار تا ۶۰۰ هزار پرنده توسط توربین های بادی کشته می شوند.

به همت محققان پارک علم و فناوری فارس صورت گرفت؛
تولید محلول رسوب زدای دوستدار محیط زیست

شرکت دانش بنیان مستقر در پارک علم و فناوری فارس، موفق شد با تولید محلول رسوب‌زدای دوستدار محیط زیست، از رقیبان خارجی خود پیشی گیرد.

به گزارش اداره کل روابط عمومی دانشکده محیط زیست و به نقل از خبرگزاری صدا و سیما، محمدهادی شعله مدیر عامل شرکت دانش‌بنیان آبریزان با بیان اینکه رسوب املاح موجود در آب در تأسیسات و تجهیزات صنایع مختلف، موجب کاهش میزان انتقال حرارت و در نتیجه کاهش راندمان تجهیزات و افزایش مصرف انرژی می‌شود، گفت: ایجاد خوردگی در تأسیسات نیز یکی دیگر از مشکلاتی است که سالانه هزینه‌های بسیاری را به صنایع مختلف تحمیل می‌کند. 

وی افزود: محققان شرکت آبریزان برای نخستین بار در دنیا موفق به تولید محلول‌های ضدرسوب، رسوب بردار و ضدخوردگی شدند که بر خلاف نمونه‌های خارجی خود، غیر اسیدی بوده و هیچ‌گونه آسیبی به محیط زیست و نیروی انسانی نمی‌رساند.

شعله تصریح کرد: قیمت محلول‌های تولیدی این شرکت نیز یک دوازدهم محصولاتی است که از کشور آمریکا وارد می‌شود.

وی با بیان اینکه در شرکت دانش بنیان آبریزان بیش از ۸۰ محصول تخصصی در زمینه صنعت آب تولید می‌شود، گفت: این محصولات در رسوب‌برداری از تجهیزات پالایشگاهی، پتروشیمی، کارخانجات، هتل‌ها، بیمارستان‌ها و نیز رادیاتور پکیج‌های خانگی استفاده می‌شود.

مدیر عامل شرکت دانش‌بنیان آبریزان درخصوص مزیت استفاده از محلول رسوب‌زدای این شرکت نسبت به روش‌های قدیمی گفت: رسوب‌زدایی مکانیکی نیازمند توقف سیستم و باز و بسته کردن تجهیزات و در نتیجه تعطیلی چند روزه صنایع بزرگ بود و پاک‌کننده‌های اسیدی نیز مشکلات ایمنی و سلامتی و کاهش عمر تأسیسات ناشی از خوردگی فلزات را به دنبال داشتند.

وی گفت: محلول تولیدی این شرکت بدون نیاز به توقف تجهیزات به تأسیسات گرمایشی و سرمایشی تزریق و روند رسوب‌زدایی انجام می‌شود.

مدیر عامل شرکت آبریزان، کاهش مصرف انرژی، افزایش بهره‌وری و کاهش استهلاک سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی را از دیگر مزیت‌های استفاده از محلول‌های ضدرسوب و ضدخوردگی این شرکت برشمرد.

وی افزود: محصولات تولیدی این شرکت به صنایع بزرگ و کوچک در سراسر کشور و نیز برخی کشور‌های همسایه ارسال می‌شود.
بهره گیری از فناوری روز برای حفاظت از محیط زیست ضروری است

بهره گیری از فناوری های روز برای پایش و نظارت مستمر و اصلاح فرایند بازرسی در عرصه های تحت پوشش این سازمان ضروی است.

رحمان وهاب زاده روز جمعه در هفتمین همایش واحدهای بازرسی، ارزیابی عملکرد و پاسخگویی به شکایات سازمان حفاظت محیط زیست کشور در قزوین افزود: وظیفه شرعی، اخلاقی و ذاتی حکم می کند که همگان از سرمایه های ملی و انفال حفظ و حراست کنند.

وی با یادآوری ضعف مدیریت منابع آبی و حقابه زیستی تالابها درسال های گذشته اظهار کرد: اگر در گذشته منابع   آبی کشور درست مدیریت می شد وضعیت کنونی بهترمی بود، بنابراین یکی از اهداف این همایش گوشزد کردن   مسئولیت اصلی نظارت و پایش و ارزیابی عملکرد مدیران است.

وی استان قزوین را یکی از استانهای پیشرو در مسایل محیط زیستی دانست و گفت: این استان در مدیریت منابع   آبی و پایشهای مستمر در آلاینده ها برنامه های خاصی دارد و بایستی از تجارب آن استفاده شود. 


وهاب زاده اظهارکرد: هفتمین همایش سراسری بازرسی ارزیابی و عملکرد وپاسخگویی به شکایات با هدف توسعه نظام پیشگیری از انحراف، تعامل، هم اندیشی،هم گرایی وهم افزایی بازرسان اجرایی برگزارمی شود .

این همایش با شعار محیط زیست پاک برای همه به مدت سه روز در قزوین ادامه دارد.
فناوری زیست‌محیطی چیست؟
فناوری زیست محیطی (Environmental technology)، فناوری سبز (Green technology) یا فناوری پاک (Clean technology) به کار بردن یکی از این موارد یا بیشتر است: علوم زیست محیطی، شیمی سبز، پایش زیست‌محیطی و ابزارهای الکتریکی برای پایش، الگو پردازی و حفظ محیط زیست طبیعی و منابع و جلوگیری از اثرات منفی دخالت انسانی است.
 

این اصطلاح، همچنین برای توصیف فناوری‌های تولید انرژی پایدار مانند فتوولتاییک‌ها، توربین‌های بادی، بیوراکتور، و غیره به کار می‌رود. توسعهٔ پایدار کانون فناوری‌های زیست‌محیطی است. اصطلاح فناوری‌های زیست‌محیطی همچنین برای توصیف دسته‌ای از ابزارهای الکترونیکی به کار می‌رود که می‌توانند مدیریت پایدار منابع را بهبود ببخشند.

نمونه ها:
انرژی تجدید پذیر (Reverse osmosis desalination plant.JPG)
انرژی تجدید پذیر، انرژی ای است که می‌تواند به سادگی تجدید شود. ما برای سال‌ها از منابعی مانند چوب، خورشید، آب و غیره برای تولید انرژی استفاده کرده‌ایم. انرژی ای که می‌تواند با چیزهای طبیعی مانند چوب، خورشید، باد و غیره تولید شود، تجدید پذیر گفته می‌شود.
 
تصفیهٔ آب
تصفیهٔ آب: این ایده یا مفهوم کلی که آب جاری در طبیعت را به صورت آبی عاری از خاک و خاشاک و آلودگی داشته باشیم. بسیاری از پدیده‌های دیگر با مفهوم تصفیهٔ آب مرتبط هستند. آلودگی آب دشمن اصلی این مفهوم است و کمپین‌ها و فعالیت‌های مختلفی در سراسر جهان برای کمک به تصفیهٔ آب سازمان داده شده‌است.
 
تصفیهٔ هوا
تصفیهٔ هوا: گیاهان سبز اصلی و معمول را می‌توان درون خانه‌ها پرورش داد تا هوا را پاک نگهدارند، زیرا همهٔ گیاهان دی‌اکسید کربن را از میان می‌برند و آن را به اکسیژن تبدیل می‌کنند. بهترین نمونه‌ها در این مورد Dypsis lutescens, Sansevieria trifasciata, و Epipremnum aureum می‌باشند.
 
تصفیهٔ فاضلاب
تصفیهٔ فاضلاب به لحاظ مفهومی شبیه به تصفیهٔ آب است. تصفیهٔ فاصلاب بسیار مهم است زیرا با این کار آب در هر سطحی از آلودگی که باشد، پاک می‌شود. آب آلوده تر هیچ مصرفی ندارد و آبی که دارای آلودگی کمتری است برای جاهایی که مصرف آب فراوان است به کار می‌رود. تصفیهٔ فاضلاب ممکن است با مفاهیم مختلف دیگری مربوط به حفاظت زیست محیطی، پایداری و غیره مرتبط شود.
 

بازسازی زیست‌محیطی
بازسازی زیست محیطی، دفع آلودگی‌ها یا آلاینده‌ها به منظور حفاظت از محیط زیست است. اینکار با فرایندهای مختلف شیمیایی، زیست شناختی و بالک انجام می‌گیرد (دائرهالمعارف مفاهیم پزشکی).
 
مدیریت زباله‌های جامد
مدیریت زباله‌های جامد، تصفیه، مصرف، استفادهٔ مجدد، دفع و تصفیهٔ زباله‌های جامد است که مسوولیت انجام آن بر عهدهٔ دولت یا قانونگزاران شهرستان/شهر است.
 
پیش‌بینی eGain
پیش بینی eGainروش استفاده از فناوری پیش‌بینی کردن برای پیش‌بینی تأثیر هوای آینده بر روی ساختمان است. با تنظیم حرارت بر اساس پیش‌بینی هوا، سیستم استفادهٔ غیر لازم از گرما را حذف می‌کند و بدین ترتیب مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد.
 
حفظ انرژی
حفظ انرژی، استفاده از وسایلی است که به میزان انرژی کمتری احتیاج دارند با این هدف که مصرف الکتریسیته کاهش یابد. کاهش استفاده از الکتریسیته باعث می‌شود که سوخت‌های فسیلی کمتری جهت تولید الکتریسیته سوزانده شوند.