چرا کشور‌ها به سمت نیروگاه‌های بادی می‌روند؟/ مهار انرژی تجدیدپذیر ارزان

خبرگزاری علم و فناوری آنا- گروه علم و فناوری؛ هزاران سال است که بشر از ارزش انرژی باد در زندگی روزمره‌اش آگاه و بهره‌مند بوده است؛ از قایق‌های بادبانی گرفته تا آسیاب‌های بادی. برای بیش از یک قرن، همچنین توانسته‌ایم حرکت توده‌های بزرگ هوا را به انرژی الکتریکی در مکان یا زمان دیگری تبدیل کنیم. به طور خلاصه، امروزه انرژی بادی تمامی پیش‌نیازهای لازم را برای ایفای نقش رهبری در گذار انرژی جهانی و تغییر به سمت استفاده از منابع انرژی سبز، فراهم کرده است.

بسیاری از مزایای انرژی باد در سایر انرژی‌های تجدیدپذیر مشترک است. اول از همه نقش آن در مبارزه با تغییرات اقلیمی است. بهره برداری از نیروی باد به معنای کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی و در نتیجه کاهش انتشار دی اکسید کربن، ذرات ریز و سایر مواد تغییر دهنده آب و هواست که مسئول اثر گلخانه‌ای هستند.

علاوه بر این، نیروی باد می‌تواند به خودکفایی در انرژی کمک کند و مزایای اقتصادی غیرقابل انکاری را برای کشورهایی که آن را اتخاذ کند؛ در عین حال گامی در جهت توسعه پایدار به شمار می رود؛ زیرا اساساً پس از نصب توربین بادی رایگان است.

همچنین باد منبع فراوانی از انرژی است که در طول زمان تمام نشدنی و نامحدود بوده و در اکثر نقاط سطح زمین در دسترس است.

از جمله ویژگی‌های خاص نیروی باد که آن را به شکل امیدوارکننده‌ای از انرژی سبز تبدیل می‌کند، ترکیب با انرژی خورشیدی است. این دو شکل انرژی علاوه بر همزیستی در یک نیروگاه، چندین ویژگی مکمل هم دارند.

با این حال، برخی از جنبه‌های انرژی باد وجود دارد که آن را از سایر انرژی‌های تجدید پذیر مانند برق آبی، زمین گرمایی و انرژی خورشیدی متمایز می‌کند. ما این‌ها را در ۱۰ مورد سازماندهی کرده‌ایم تا نشان دهیم که چگونه با حرکت رو به جلو، انرژی بادی می‌تواند به دومین منبع انرژی سبز مهم در سراسر جهان و قهرمان آینده پایدار برای بسیاری از کشورها تبدیل شود.

 باد تقریباً در همه جا وجود دارد

نه تنها باد تقریباً در همه جای زمین وجود دارد؛ بلکه اطلاعات دقیقی درباره مکان‌هایی که بیشتر و قوی‌تر می‌وزد نیز داریم. این مسئله در دسترس بودن است. از آنجایی که به خوبی شناخته شده است که باد در کجا می‌وزد، نصب نیروگاه‌های بادی بر اساس آگاهی قابل توجه ما از شرایط محلی، امکان پذیر است. هرچه یک منطقه باد بیشتری داشته باشد، انرژی بیشتری می‌تواند تولید و هزینه‌های سرمایه گذاری اولیه را جبران کند.

مانند بسیاری دیگر از منابع انرژی تجدیدپذیر، نیروی باد نیز سودمند است؛ زیرا می‌توان با استفاده از راه حل‌های ریزشبکه حتی در مکان‌هایی که اتصال به شبکه برق وجود ندارد، از آن بهره برد. در مناطق دورتر دور از شهرها و شهرستان‌ها، این فرصت مهمی را ارائه می‌دهد؛ چراکه می‌تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی از بی‌نیازی به ساخت زیرساخت‌های گران قیمت شود. برخلاف انرژی زمین گرمایی یا برق‌آبی، باد می‌تواند در مقیاس جهانی مورد بهره برداری قرار گیرد، به استثنای آن مناطق معدودی که نصب توربین‌های بادی مفید نیست.

باد در میان مدت و بلندمدت ثابت است

غالباً متناوب بودن باد از لحظه‌ای به لحظه دیگر یا از روزی به روز دیگر به عنوان یکی از معایب نیروی باد مطرح می‌شود. با این حال، درست مانند انرژی خورشیدی، روی دیگر این سکه نیز وجود دارد. باد معمولاً به زمان‌های خاصی از روز یا به تناوب روز و شب بستگی ندارد؛ بلکه ریتم فصلی یا سالانه دارد. بنابراین، به طور کلی، این منبعی است که در میان مدت تا بلندمدت تضمین عالی منظم بودن را ارائه می‌دهد و خود را با تنوعی متمایز می‌کند که از الگوی مشابه انرژی خورشیدی پیروی نمی‌کند.

 راندمان تبدیل عالی

اکنون تبدیل نیروی باد به برق به سطوح عملکردی چشمگیر رسیده است. بازده از ۴۰درصد تا ۵۰درصد متغیر است. بسیار نزدیک به حداکثر سطح نظری که طبق قانون بتز (Betz’s law) ۵۹درصد است.

 نیروی باد زمین بسیار کمی را اشغال می‌کند

اگرچه توربین‌های بادی در خشکی نصب می‌شوند، اما فضای زیادی را اشغال نمی‌کنند. پره‌ها به صورت عمودی گسترش می‌یابند و اندازه در پایه تقریباً ناچیز است، به ویژه در مقایسه با نیروگاه‌های فتوولتائیک، که باعث می‌شود انرژی باد با سایر کاربری‌های زمین به طور همزمان سازگار باشد.
 
 اثرات زیست محیطی حداقل است

اگرچه کار روی جنبه بصری و سطح پایین آلودگی صوتی ناشی از چرخش پره‌های توربین هنوز ادامه دارد تا نیروگاه‌های بادی حتی سازگارتر با محیط زیست باشند، شایان ذکر است که تأثیرات محیط زیستی آن بسیار محدود است. 

نیروی باد در واقع منبع سبز با کمترین تأثیر کلی است؛ زیرا هرگونه انتشار و مصرف منابع صرفاً به تولید، حمل و نقل و نصب نیروگاه محدود می‌شود. علاوه بر این، در بسیاری از کشورها گواهینامه‌هایی وجود دارد که باید قبل از شروع کار روی یک پروژه برق بادی به منظور اطمینان از اینکه هر گونه اثرات جانبی روی گیاهان و جانوران به حداقل می‌رسد، اخذ شود.

در حالی که در اکثر موارد توربین‌های بادی بر روی کوه‌ها، تپه‌ها یا در دریا نصب می‌شوند، زمانی که در مزارع یا در شیب‌های ملایم قرار می‌گیرند، زمین همچنان می‌تواند برای کشت محصولات کشاورزی یا به عنوان مرتع برای حیوانات استفاده شود، بدون ایجاد مزاحمت برای فعالیت‌های انسانی یا حیوانات.

منبع سبزی که واقعاً مقرون به صرفه است

در مقایسه با سایر منابع انرژی، انرژی باد هزینه نصب و راه اندازی بسیار پایینی دارد. زمان ساخت کوتاه است: از دو تا بیست و چهار ماه بسته به اندازه نیروگاه. علاوه بر این، پیشرفت‌های تکنولوژیکی هزینه‌ها را حتی بیشتر کاهش می‌دهد و هزینه هر کیلووات ساعت انرژی تولید شده ناچیز است. در نهایت، به لطف انگیزه‌های ملی و همچنین هزینه پایین این فناوری، که هزینه آن را برای کاربر نهایی کاهش داده، فناوری انرژی بادی طور فزاینده‌ای در دسترس است.

 تعمیر و نگهداری ساده و فقط گاهی ضروری است

راه‌اندازی نیروگاه بادی بسیار ساده، حفظ و نگهداری آن ارزان است. مگر اینکه خرابی‌ها یا رویدادهای استثنایی وجود داشته باشد که چنین اتفاقاتی نیز به لطف مدل‌های بسیار قابل اعتماد و همچنین سیستم‌های نظارت دیجیتالی که سطوح عملکرد بالاتری دارند، بسیار نادر پیش می‌آید.

در واقع، برج‌ها و توربین‌ها می‌توانند سال‌ها بدون نیاز به هیچ مداخله‌ای فعال بمانند و با اصلاحات جزئی برای دوره‌های بیش از بیست سال به کار خود ادامه دهند.

 اقتصاد دایره‌ای عالی در مرحله پایان عمر

می‌توان گفت که نیروگاه‌های بادی تقریباً کاملاً برگشت پذیر هستند. در پایان عمر کاری‌شان، عملاً می‌توان همه چیز را بازیابی کرد: زمینی که در آن قرار گرفته‌اند را می‌توان به طور کامل به حالت قبلی خود بازگرداند، خود کارخانه را می‌توان به اجزای اصلی آن جدا، و مواد آن را بازیافت کرد. در واقع می‌توان از همین مواد اولیه برای ایجاد یک کارخانه جدید نسل جدید، مطابق با مدل اقتصاد دایره‌ای استفاده کرد.

فرصت‌های برق بادی خانگی 

حتی در یک مقیاس بسیار کوچک به  عنوان مثال برای یک خانه، نیروی باد می‌تواند مزایای متعددی را ارائه دهد. به لطف مینی و میکرو نیروگاه‌های بادی (سیستم‌های تا ۲۰۰ کیلووات و ۲۰ کیلووات) می‌توان از توان باد در سطح خانگی برای تأمین انرژی مورد نیاز یک ساختمان یا یک خانواده استفاده کرد. به طور معمول، برق باد خانگی در ترکیب با سایر منابع سبز مانند خورشیدی یا زمین گرمایی استفاده می‌شود تا از مزایای ارائه شده توسط هر یک استفاده شود.

چشم انداز آینده

در مقایسه با سایر منابع انرژی، چه سبز و چه غیر سبز، نیروی باد در حال حاضر یک فناوری بالغ است، شاید به این دلیل که هزاران سال است که به اشکال مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، برخی از جنبه‌ها وجود دارد که محققان هنوز روی آن‌ها کار می‌کنند: به ویژه برای بهبود برخی ویژگی‌های خاص نحوه عملکرد این فناوری. به عنوان مثال، راه حل‌هایی برای مقابله با تجمع یخ روی پره‌های توربین در حال توسعه است که می‌تواند کارایی را کاهش و سایش و پارگی را افزایش دهد.

موضوع دیگری که مورد توجه نوآوری است، بحث نصب نیروگاه‌ها به گونه‌ای است که با چشم انداز اطراف هماهنگ باشد. علاوه بر این، برای آینده، علاقه فزاینده‌ای به نیروگاه‌های بادی دریایی شناور وجود دارد، جایی که نه مردم و نه ماهی‌ها از وجود آن‌ها ناراحت نخواهند شد. همه این‌ها باعث می‌شود که نیروی باد به فناوری بی نقص تری در مسیر کربن زدایی و پایداری تبدیل شود.