About nolanadmin

این نویسنده هنوز جزئیاتی وارد نکرده است.
So far nolanadmin has created 36 blog entries.

تجهیزات مدیریت و جمع آوری کود و سیستم تصفیه خانه دامپروری های صنعتی

مدیریت کود یکی از مهمترین و پر هزینه ترین عملیات شبانه روزی یک گاوداری صنعتی محسوب می شود. در سالهای اخیر با تبدیل سالن های نگهداری گاو به سیستم فری استال ،لزوم جمع آوری و دفع به موقع کود در این سالنها دو چندان شده است. با بررسی وضعیت جمع آوری کود در این گاوداریها به راحتی مشخص است که هنوز هیچ سیستم موثر و اقتصادی برای این امر مهم بکار گرفته نشده است و عملا نحوه کار همان روش های قدیمی هستندکه طبعا بر راندمان مدیریت گله تاثیر منفی دارد. همچنین پیرو معضلات محیط زیستی و برخوردهای قانونی سازمان محیط زیست و جرائم قانونی در بخش دامپروری، شرکت مپتا آریا  اقدام به مطالعه،  بررسی و ارائه راه¬کارهای مناسب در خصوص رفع این مشکل نموده است. با توجه به ماهیت و اهمیت موضوع  سیستم تصفیه خانه، این شرکت محصول جدیدی را در کشور با عنوان سیستم پیش تصفیه با توانایی جداسازی کامل ذرات جامد معلق بعد از سپراتور ارائه نموده است. با استفاده از این سیستم تا حدود ۹۹ درصد از ماده جامد از کود مایع بعد از سپراتور جدا شده و میزان COD، BOD کاهش چشمگیری می یابد  که در ادامه در سیستم مکمل تصفیه نهایی این شرکت به استاندارد محیط زیست دست خواهید یافت.

میزان استاندارد محیط زیست COD و BOD برابر با ۲۰۰ و ۱۰۰ در پروزه های تصفیه خانه می باشد. متاسفانه علی رغم تلاش تمامی دامداریان عزیز تا کنون نتایج مناسبی از سیستم های مرسوم کشور بدست نیامده است و شرکت مپتا آریا توانسته است با ارائه راهکاری مناسب مدیریت کود و تصفیه خانه مناسب جهت دامداری های صنعتی در کشور گام مناسبی را در این راستا بردارد.

اولین قطار هیدروژنی جهان در آلمان شروع به کار کرد

اولین قطار هیدروژنی جهان

اولین قطار هیدروژنی دنیا ، توسط شرکت فرانسوی آلستوم ساخته و به راه‌آهن سراسری آلمان، اضافه شده است.

آلمان اولین قطار هیدروژنی جهان را به راه‌آهن خود وارد کرد تا اقدامات جدی برای حذف نمونه‌های دیزلی و اضافه شدن مدل‌های مدرن، با آلودگی کمتر آغاز شود. دو قطار ساخت شرکت فرانسوی آلستوم (Alstom) با رنگ آبی روشن، روز گذشته با نیروی حاصل از هیدروژن، مسیر ۱۰۰ کیلومتری بین شهرهای شمالی آلمان را طی کردند. آنری پوپارت لفارج مدیرعامل شرکت آلستوم ، در ایستگاه شهر برمرفورده آلمان جایی که قطارهای هیدروژنی سوخت‌گیری می‌کنند، در جریان مراسم رونمایی این دو قطار گفت:

اولین قطار هیدروژنی جهان، به مرحله‌ی خدمات تجاری وارد می‌شود و اکنون آماده‌ی تولید انبوه است.

اولین قطار هیدروژنی جهان

بر اساس گفته‌های مقامات این شرکت فرانسوی، تا سال ۲۰۲۱ راه‌آهن ایالت نیدرزاکسن آلمان به ۱۴ دستگاه قطار هیدروژنی دیگر با هزینه ۱۰۰ میلیون دلار مجهز خواهد شد؛ دست اندرکاران ایالت‌های دیگر آلمان نیز، به خرید قطارهای پاک فرانسوی‌ها، علاقه نشان داده‌اند. قطار هیدروژنی آلستوم ، تا حدود ۱۰۰۰ کیلومتر مسافت را با حداکثر سرعت ۱۴۰ کیلومتر بر ساعت با یک مخزن هیدروژن طی می‌کند که تقریباً مشابه نمونه‌های دیزل است.

مقامات آلستوم محصول خود را جایگزین مناسب، بدون آلاینده و کم سر و صدایی برای قطارهای دیزل روی خط‌آهن‌های استاندارد معرفی می‌کنند که برای کاهش آلودگی در بسیاری از شهرهای آلمان، مفید خواهد بود. استفان شرانک مدیر پروژه‌ی قطار هیدروژنی آلستوم می‌گوید:

مطمئناً قیمت قطار هیدروژنی از دیزلی بیشتر است، اما هزینه‌های نگه‌داری و کارکرد نمونه‌ی هیدروژنی کمتر خواهد بود.

اولین قطار هیدروژنی جهان

مدیران ارشد آلستوم همچنین اعلام کردند که مقامات کشورهای دیگر، شامل بریتانیا، هلند، دانمارک، نروژ، ایتالیا و کانادا به‌دنبال فناوری قطارهای هیدروژنی هستند. پیش از این دولت فرانسه اعلام کرده بود که تا سال ۲۰۲۲، قطارهای هیدروژنی به ناوگان راه‌آهن این کشور خواهند رسید.

نظر شما در مورد اولین قطار هیدروژنی جهان چیست؟

مخازن فلزی نگهداری آب و مایعات

مخازن پیش ساخته  فلزی مقاوم به خوردگی جهت ذخیره آب کشاورزی و آشامیدنی و انواع مایعات  می باشند. این مخازن کاملا پیچ ومهرهای  هستند .از مزایای این مخازن می توان به طول عمر بالا-نصب سریع و آسان و مقرون به صرفه بودنشان اشاره نمود. این مخازن در احجام ۵۰ تا ۵۰۰ متر مکعب قابل عرضه می باشند.

 

درصورت نگه داری آب در مدت زمان طولانی تر این مخازن با سقف مخروطی شکل پوشیده میشود.

 

از ویژگی های این تانک ها پرتال بودن است .بهره بردار درصورت نیاز پیچ و مهره ها باز خواهد کرد و سازه در محل دیگر برپا می کند.

 

آب بندی این سازه بسیار مهم و حیاتی می باشد و قطعا بایستی از افراد با مهارت بالا جهت آب بندی استفاده کرد.

 

مراحل نصب مخازن گالوانیزه نگه داری آب:

 

  • ساخت فنداسیون که عموما بعلت سبک بودن بدنه اقتصادی تر از پی یک سازه بتنی است
  • نصب ورق های بدنه در مدت زمان کم
  • نصب استیفنر ها ی بدنه
  • آب بندی و عایق کاری

قدیمی ترین آسیاب بادی ایران

حقایق قدیمی ترین آسیاب‌ بادی ایران (نشتیفان)، شاهکار مهندسی عصر صفویه

آسیاب‌ها یا آس‌بادهای نشتیفان از جاذبه‌های زیبای روستای نشتیفان  هستند. نشتیفان در جنوب شرقی خوافدر استان خراسان رضوی قرار دارد. این شهر به خاطر وجود آسیاب‌های بادی قدیمی‌اش مشهور است. نام شهر از دو جزی نش به معنی نیش و تیفان به معنی توفان تشکیل شده است. وزش بادهای موسمی منطقه سیستان که همه ساله به مدت حدود ۱۲۰ روز ادامه دارد، موقعیت خاصی را برای ابداع آسیاب‌های بادی منحصر به فرد در این شهر به وجود آورده است. مردم محلی آسیاب بادی را «آس باد» می‌نامند. پیشینه ساخت آسیاب‌های بادی در ایران به قبل از ورود اسلام می‌رسد، اما سابقه ساخت آسیاب‌های بادی نشتیفان به عصر حاکمیت صفویه برمی‌گردد. با این توضیح مختصر به سراغ حقایق آسیاب‌های بادی نشتیفان می‌رویم.

قدیمی ترین آسیاب بادی ایران

۱. آسیاب‌های بادی همان‌طور که نام آن‌ها پیدا است، با حرکت باد کار می‌کنند و سابقه آن‌ها به ایران باستان می‌رسد.

۲. قدیمی‌ترین و مهم‌ترین منبع مستند در زمینه سابقه آسیاب‌های بادی در ایران تاریخ ابن خلدون است. این منبع تاریخی سابقه آسیاب‌های بادی در ایران را به پیش از اسلام می‌رساند.

۳. آسیاب‌های بادی نشتیفان در استان خراسان رضوی و شهرستان خواف، در دوره صفویه ساخته شده و از آن زمان برجای مانده‌اند.

۴. آسیاب‌های بادی نشتیفان شاهکار مهندسی ایرانی را نشان می‌دهند.

۵. ساختار آسیاب‌های بادی نشتیفان معماری خاصی دارد و به آسیاب‌های بادی دیگر که به‌صورت چرخشی کار می‌کنند، شباهت ندارند.

قدیمی ترین آسیاب بادی ایران

۶. در شهر نشتیفان در حال حاضر بقایای ۴۰ آسیاب بادی وجود دارد که منظره‌ای بی‌بدیل را خلق کرده‌اند.

۷. مهم‌ترین آسیاب‌های بادی نشتیفان مرمت و بازسازی شده و قابلیت استفاده را دارند.

۸. برخی از آسیاب‌های بادهای نشتیفان در حال حاضر فعال هستند و برای آسیاب کردن از آن‌ها استفاده می‌شود.

۹. آسیاب‌های بادی این منطقه را آس‌باد نیز می‌گویند.

۱۰. اصلی‌ترین منبع انرژی آسبادهای نشتیفان، باد ۱۲۰ روزه سیستان است که نه فقط در همان ۱۲۰ روز، بلکه در تمام مدت سال اثرات آن وجود دارد. ناگفته نماند که بادهای دیگری مانند باد نیشابور نیز محرک این آسیاب‌ها هستند.

۱۱. وزش بادهای ۱۲۰ روزه سیستان در دوره گرم سال از اردیبهشت تا پاییز است و منشا این بادها که به بادکوه معروف هستند، ارتفاعات پربرف کوه بابا در هندوکش هستند.

قدیمی ترین آسیاب بادی ایران

۱۲. بنای آسبادها از ساده‌ترین مصالح موجود، یعنی از خشت، گل و چوب ساخته شده و ساختمان آن از دو طبقه اصلی تشکیل شده است.

۱۳. طبقه همکف آسباد سالن اصلی آن است که محل قرار گرفتن سنگ بزرگ و مدر آسیاب است و کار اصلی آسیاب غلات در آنجا انجام می‌شود. این طبقه را برخلاف جهت حرکت باد ساخته‌اند تا هنگام وزش باد، مشکلی برای ادامه فعالیت نداشته باشد. از این طبقه به عنوان انبار غلات استفاده می‌شود.

۱۴. پره‌های آسیاب از چوب ساخته شده‌اند، در قسمت فوقانی قرار دارند و سبک هستند تا به راحتی حرکت کرده و بتواند سنگ بزرگ طبقه زیرین را به حرکت درآورد.

۱۵. در آسباد خوانشرف نهبندان برای پره‌ها از شاخه‌های نخل استفاده شده است. نکته جالب در معماری آسباد، قرار گرفتن درب ورودی آسباد، پشت به باد است.

۱۶. آسیاب‌های بادی نشتیفان برخلاف آسیاب‌های بادی که معمول است، پره‌های دایره‌ای ندارند و چرخش آن‌ها به‌صورت دایره‌ای حول مرکز خود نیست.

قدیمی ترین آسیاب بادی ایران

۱۷. آسیاب‌های بادی نشتیفان به شکل ایستاده ابداع و ساخته شده و پره‌های آن به‌صورت عمودی حول محوری استوانه‌ای شکل و چوبی با ساختاری ساده به طبقه زیرین و روی سنگ‌های آسیاب متصل می‌شود.

۱۸. در حفره‌ای که زیر سنگ‌ها وجود دارد، دستگاهی است خیلی قدیمی و ابتدایی که بر اساس کار اهرم می‌تواند به جای ترمز، سنگ‌ها را به هنگام لزوم از حرکت بازدارد.

۱۹. در آسبادها ابزاری به نام «تخت وحشت» وجود دارد که از پایین و از داخل آسیاب حرکت سنگ‌ها را کند می‌کند، پس از آن بلافاصله چرخ و پر را در بالا با اهرم دیگری به نام «نی‌باد» کاملا مهار کرده و کار تعطیل می‌شود.

۲۰. محور و چرخ پر در حفره‌ای به نام «کلوسی» با «خرپل» ارتباط می‌یابد و میله‌ای خراطی شده با نام «قلندرک» حرکت محور را در داخل کلوسی تسهیل می‌کند.

۲۱. بی‌نظمی باد، خللی در کار آسیاب به‌وجود نمی‌آورد و کار به آرامی پیش می‌رود.

قدیمی ترین آسیاب بادی ایران

۲۲. در آسبادهای نشتیفان یک جوال گندم ۳۰ تا ۴۰ منی (کیسه گندم ۱۵۰کیلویی) در پرخو (مخزن گندم) ریخته می‌شود و تا آرد شدن گندم نیازی نیست آسیابان، آسیاب بادی را کنترل کند. اگر باد بوزد آسیاب کارش را انجام می‌دهد.

۲۳. کار آسبادهای نشتیفان را تنها نبودن و نوزیدن باد می‌تواند مختل کند. برعکس آن، هرچه باد بیشتر و تندتر بوزد حرکت آسبادها نیز سریع‌تر انجام می‌شود.

۲۴. جالب است بدانید که سیستم طراحی آسبادها در عین سادگی، کارایی فوق‌العاده‌ای داشته و نیروهای طبیعی را بدون صرف هزینه به کار می‌گرفته است. این آسبادهای طبیعی هیچ گونه آلودگی برای طبیعت ایجاد نمی‌کرده و هیچ آسیبی به چرخه طبیعت وارد نمی‌کردند.

۲۵. وجود آسبادها نقش اساسی در زندگی و معیشت مردم نشتیفان برجای گذاشته است.

۲۶. در روزگارانی که هیچ نیروی خاصی برای رفع نیازهای بشر وجود نداشت، مهار باد و استفاده از آن جهت آرد نمودن گندم سبب افزایش کارایی نشتیفان و اقتصاد آن شده بود.

۲۷. در نشتیفان در فصول کم باد از رودخانه‌های جنوب نشتیفان که در این زمان از جریان آب برخوردار بودند، جهت به کارگیری آسیاب‌های آبی استفاده می‌شد. بقایای آسیاب‌های آبی در نشتیفان قابل رویت است.

۲۸. امروزه آسیاب‌های نشتیفان مرمت شده و از آن‌ها استفاده می‌شود، این آسیاب‌ها امروزه در حال فعالیت هستند.

۲۹. متاسفانه تا به امروز تلاش جدی برای معرفی آسبادهای نشتیفان صورت نگرفته است. در حال حاضر مسئولان میراث فرهنگی تلاش می‌کنند تا از طریق رسانه‌های موجود، این آسیاب‌ها را به جهانیان بشناسانند.

۳۰. استفاده از ظرفیت‌ آسبادهای موجود در نشتیفان و دیگر آثار تاریخی، برای گسترش گردشگری در این منطقه، می‌تواند موجب رونق اقتصادی در منطقه شود.

۳۱. در حال حاضر آسبادهای نشتیفان به عنوان یک اثر تاریخی شگرف در حال فعالیت است و به‌عنوان یکی از جاذبه‌های توریستی قابل بازدید است.

قدیمی ترین آسیاب بادی ایران

انرژی بادی و توربین های بادی

انرژی بادی مزایایی فراوانی دارد و به‌همین دلیل یکی از سریع‌ترین رشدها را نیز در بین منابع انرژی‌های تجدید پذیر جهان دارد.

برای ادامه توسعه‌ی انسانی، ما در نهایت باید منابع انرژی تجدیدپذیر (انرژی بادی ، خورشیدی و …) یا عملا پایان‌ناپذیری پیدا کنیم. حتی اگر تصور کنید که ذخیره‌ی نفت و گاز و ذغال سنگی برای صد یا هزار سال داریم، باز هم نمی‌توان به آن اکتفا کرد. به‌جز پیدا کردن راهی که بتوانیم بدون گرم شدن کره‌ی زمین این منابع انرژی را بسوزانیم، بعد از تخلیه‌ی این منابع چه ‌اتفاقی می‌افتد؟

عادت‌های کنونی مصرف انرژی ما، سیاره‌ای کاملا متفاوت را نسبت به‌چیزی که خودمان می‌شناختیم، برای فرزندان ما و نسل‌های بعد به میراث می گذارد. اکنون در دوره‌ای هستیم که عصر تغییرات اقلیمی لقب گرفته و شاید همین حالا که این مطلب را می‌خوانید، حتما گرمایی را تحمل می‌کنید که در طول عمرتان بی‌سابقه بوده، این‌ها اولین موج‌های گرمای ناشی از انفجارِ انتشار گازهای گلخانه‌ای به جو کره زمین هستند.

یکی از حوزه‌هایی که سرمایه‌گذاری در آن می‌تواند، فردای سیاره‌ی زمین را نجات دهد، منابع انرژی تجدید پذیر است. در این مطلب به انرژي بادی می‌پردازیم. باد، شکلی از انرژی خورشیدی است که از گرم شدن نابرابر سطح زمین در اثر تابش خورشید به‌وجود می‌آید، به‌همین جهت، تا زمانی که خورشید می‌تابد، باد هم می‌وزد!

بهره‌برداری از انرژی بادی از چه‌زمانی شروع شد؟

انرژی بادی

باد، مدت طولانی‌ است که در خدمت انسان‌ها است. از زمان‌های دور، انسان‌ها انرژی باد را مهار کرده‌اند. قایق‌های بادبانی بیش از ۷ هزار سال قبل طول رودخانه نیل در مصر را طی می‌کردند، آسیاب‌های بادی ساده در چین، آب را پمپاژ می‌کردند، در حالی که آسیاب‌های بادی عمود محور، برای خُرد کردن دانه‌های غله و گندم در ایران و خاورمیانه مورد استفاده قرار می‌گرفتند. احتمالا ایرانیان باستان، از ماهرترین و مبدع‌ترین اقوام جهان در مهار انرژي بادی بوده‌اند. ایرانیان علاوه بر آسیاب‌های عمود محور، از دلو (دولاب) یا چرخ چاه برای رساندن آب چاه به مزارع استفاده می‌کردند. آنها همچنین از مدت‌ها قبل با ساختن بادگیرها (از تاریخچه بادگیرها اطلاعات دقیقی در دست نیست) از انرژي باد برای خنک کردن خانه‌ها و عمارت‌های خود بهره‌ برده‌اند.

گفته می‌شود که آسیاب‌های بادی ایرانی در حدود ۵۰۰ تا ۹۰۰ سال قبل از میلاد به‌کار گرفته شدند. اولین طرح شناخته‌شده از یک آسیاب بادی، همان مدلِ عمود محور ایرانی است که با پره‌های عمودی از جنس از چوب ساخته‌ می‌شدند و با اتصال به ستون‌های افقی و یک محور مرکزی به آسیاب گندم می‌پرداختند.

آسیاب‌های بادی عمود محور در چین نیز مورد استفاده قرار می‌گرفتند که اغلب حتی ادعا می‌شود که این کشور  زادگاه آسیاب‌های بادی بوده است. اما در حالی که اعتقاد بر این است که آسیاب بادی در چین بیش از ۲۰۰۰ سال پیش اختراع شد و سپس به همه‌جای جهان رفت، اما اولین اسناد مربوط به آسیاب‌های بادی چین به قرن سیزدهم برمی‌گردد. در آنجا نیز کاربردهای اولیه ظاهرا آسیاب دانه‌ی ذرت و پمپاژ آب بوده است.

به‌تدریج روش‌های جدید استفاده از انرژی باد به سراسر جهان رفتند. در قرن شانزدهم، مردم در خاورمیانه به‌طور گسترده‌ای از آسیاب‌های بادی استفاده می‌کردند. بازرگانان و جنگجویان صلیبی این ایده را با خود به اروپا بردند. هلندی‌ها، معماری آسیاب‌های بادی را اصلاح کردند و از آن برای تخلیه آب در تالاب‌های رود راین استفاده کردند.

نمونه‌ای از آسیاب‌های بادی قدیمی روستای نشتیفان، شهرستان خواف در استان خراسان رضوی. این آسیاب‌های بادی که با نام «آس‌بادهای نشتیفان» شناخته می‌شوند، در سال ۲۰۰۲ در فهرست فهرست میراث جهانی یونسکو ثبت شد

نمونه‌ای از آسیاب‌های بادی قدیمی روستای نشتیفان، شهرستان خواف در استان خراسان رضوی. این آسیاب‌های بادی که با نام «آس‌بادهای نشتیفان» شناخته می‌شوند، در سال ۲۰۰۲ در فهرست فهرست میراث جهانی یونسکو ثبت شد

هنگامی که مهاجران در اواخر قرن نوزدهم این تکنولوژی را به دنیای جدید بردند، آنها شروع به استفاده از آسیاب‌های بادی برای رساندن آب به مزارع و مراتع کردند. آمریکایی‌ها از آسیاب‌های بادی برای خرد کردن گندم و ذرت، پمپ کردن آب و برش چوب در کارخانه‌های چوب‌بری استفاده کردند. با توسعه برق، نیروی باد کاربرد جدیدی برای روشنایی ساختمان‌ها پیدا کرد. در طول قرن بیستم، نیروگاه‌های بادی کوچک مناسب برای مزارع، خانه‌ها و مزارع بادی بزرگ‌تری که می‌توانستند به شبکه‌های برق شهری متصل شوند، توسعه یافتند.

توربین‌ بادی چگونه کار می‌کند؟

انرژی بادی

تیغه یا پره‌ی توربین بادی مانند بال هواپیما کار می‌کند. همانطور که هوا از هر دو طرف پره عبور می‌کند، شکل پره باعث می‌شود که فشار هوا در دو طرف پره نامتوازن شود و همین باعث چرخیدن پره‌ها به دورِ روتور توربین می‌شود. در بالای توربین‌های بادی، یک بادنما و بادسنج قرار می‌گیرد که به‌ کامپیوتری متصل است و توربین بر اساس اطلاعات بادنما، جهت خود را به سوی باد عوض می‌کند.

پره‌ها به یک روتور متصل شده‌اند که در هر دقیقه در حدود ۱۸ بار می‌چرخد، اما این میزان دور، به‌اندازه‌ای نیست که برای تولید برق کافی باشد. بنابراین، شفت اصلی یک سری چرخ‌دنده‌ها را می‌چرخاند که میزان دور در دقیقه را به حدود ۱۸۰۰ افزایش می‌دهد و در این سرعت است که ژنراتور می‌تواند شروع به تولید برق کند. معمولا هر چه توربین‌های بادی بزرگ‌تر باشند یا در ارتفاعات بالاتری قرار گرفته‌ باشند، توان بالاتری دارند.

توربین‌های باد چه مزیت‌هایی دارند؟

انرژی بادی

همان‌طور که در ابتدا ذکر شد، مهم‌ترین مزیت، توربین‌های بادی، کاهش تاثیرات مخرب زیست‌محیطی است. توربین‌های بادی مستقیما، هیچ‌گونه آلودگی آب‌وهوایی یا زیست‌محیطی ندارند. به همین ترتیب، تجهیزات و ماشین‌آلات توربین‌های بادی هیچ یک از گازهای گلخانه‌ای مضر را که به تغییرات اقلیمی کمک می‌کند، منتشر نمی‌کنند. این عدم آلودگی باعث می‌شود که جمعیت‌هایی که در اطراف مزارع بادی ساکن هستند، از مشکلات جدی پزشکی مانند سرطان ریه یا آسم مصون باشند. علاوه‌ بر این، حیوانات نیز در محیطی سالم‌تر رشد می‌کنند.

با توجه به اینکه انرژی باد یک منبع تجدید پذیر است و به کشتیرانی یا ذخایر زیرزمینی متکی نیست، مانع از آلودگی‌های غیر مستقیم ناشی از حمل‌و‌نقل می‌شود. انرژی بادی برخلاف بسیاری از روش‌ها، قادر به تولید برق بدون استفاده از آب است، به همین جهت، می‌تواند از آلودگی آب و کمبود انرژی ناشی از خشکسالی جلوگیری کند.

توربین‌های بادی به‌ویژه در مناطق بادخیز، می‌توانند در تمام ساعات شبانه‌روز برق تولید کنند. این امر به‌خصوص برای مناطق ساحلی و کوهستانی مطلوب است. همچنین می‌توان توربین‌های بادی و پانل‌های خورشیدی متوسط را برای به حداکثر رساندن تولید انرژی تجدید پذیر در مکان‌هایی با آفتاب و باد متناوب ترکیب کرد.

توربین‌های بادی می‌توانند در مکان‌های مختلفی با کاربردهای تجاری یا خانگی نصب شوند. تجهیزات بادی را می‌توان در منازل، مزارع، سکوهای دریایی و در بالای تپه‌های بلند نصب کرد. توربین‌های دریایی می‌توانند پایه‌های ثابت یا شناور داشته باشند و از جریان‌های مداوم بادهای اقیانوسی بهره‌مند شوند. در واقع، این شکل از انرژی تجدیدپذیر بسیار مقیاس‌پذیر است. در حالی که نیروگاه‌های سنتی برای تامین برق جمعیت‌های بزرگ طراحی شده‌اند، توربین‌ها در ابعاد مختلفی توسعه یافته‌اند. مدل‌های مختلف توربین‌های بادی می‌توانند برق یک مزرعه کوچک، یک خانه یا صدها خانه را تامین کنند.

مزیت دیگر توربین‌ها، جاگیر نبودن است. توربین‌های بادی بر خلاف نیروگاه‌های مرسوم و حتی مزارع خورشیدی، فضای زیادی را اشغال نمی‌کنند. و مردم می‌توانند به فعالیت‌های دیگر خود در مناطق اطراف توربین‌های بادی ادامه دهند. به‌عنوان مثال، توربین بادی می‌تواند در یک مزرعه با محصولات کشاورزی یا دام‌ها نصب شود. این مورد، به‌خصوص برای کشورهای کوچکی که با مشکل کمبود جا مواجه‌اند، می‌تواند اهمیت زیادی داشته باشد. به‌این ترتیب، توربین‌های بادی می‌توانند بدون از بین بردن زمین‌های کشاورزی یا زیستگاه‌های حیات وحش به تولید برق بپردازند.

با توربین‌های بادی در مقایسه با اکثر تکنولوژی‌های تولید انرژی، احتمال بسیار کمتری برای وقوع حوادث فاجعه‌آمیز وجود دارد. توربین‌های بادی متکی به سوخت‌هایی نیستند که باید حفر و استخراج یا در کشتی بارگیری شوند. این مورد می‌تواند، تا حد زیادی از خطرات مرتبط به این تکنولوژي بکاهد. اگر چه چنین حوادثی نادر هستند، اما نیروگاه‌های هسته‌ای می‌توانند نشت کنند و فجایعی مانند چرنوبیل یا فوکوشیما را رقم بزنند و نواحی مسکونی و زمین‌های بزرگی را غیر قابل زندگی کنند یا دریاها و اقیانوس‌های وسیعی را آلوده کنند. استخراج گاز طبیعی هم به آلودگی آب‌های زیرزمینی و حتی زمین لرزه مرتبط است. اما نیروی باد، می‌تواند اجازه دهد که برق زیادی بدون ریسک چندانی تولید شود.

مزیت دیگر انرژی باد، اقتصادی است. صاحبان کسب‌وکارها، کشاورزان و دیگر صاحبان زمینی که توربین‌های بادی را روی زمین‌های خود نصب می‌کنند، صرفه‌جویی‌های قابل‌توجهی می‌کنند. توربین‌های بادی به آنها کمک می‌کند که بدون استفاده از مقادیر قابل‌توجهی زمین، زمین‌های خود را به‌لحاظ اقتصادی زنده نگه دارند. صاحبان خانه‌ای نیز که از توربین‌های بهره می‌برند، می‌توانند از پرداخت هزینه‌های ماهانه برق پرهیز کنند و صرفه‌جویی زیادی در هزینه‌های برق خود کنند.

ظرفیت انرژی بادی در جهان

انرژی بادی

کشورهای چین، ایالات متحده آمریکا و آلمان، در بین کشورهای جهان؛ بالاترین ظرفیت تولید انرژی بادی را در اختیار دارند

انرژی باد تقریبا در همه‌جای زمین در دسترس است؛ اما پیرامون میزان سازگاری و نیروی باد، تفاوت‌های وجود دارد. یک برآورد نشان می‌دهد که ۱ میلیون گیگاوات انرژی بادی در کل زمین وجود دارد و اگر فقط ۱ درصد از این زمین‌ها از نیروی باد بهره‌برداری کنند، می‌توان تمامی تقاضای جهانی برق را تامین کرد. اگرچه اکثر انرژی باد در حال حاضر در خشکی‌ها به دست می‌آید، اما به محبوبیت مزارع بادی دریایی به‌عنوان یک منبع بزرگ با اثرات زیست‌محیطی کمتری (به ویژه با توجه به آلودگی صوتی و بصری) افزوده می‌شود. ظرفیت تولید انرژی بادی جهان در اواخر سال ۲۰۱۵  به ۴۳۵ گیگاوات رسید، حدود ۷ درصد کل ظرفیت تولید برق جهان.

سه کشور از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان برق از انرژی بادی، کشورهای چین ایالات متحده آمریکا و آلمان هستند. چین با ظرفیت نصب‌شده‌ی بیش از ۱۵۶٫۷ گیگاوات برق در سال ۲۰۱۶، بیشترین تولید برق از انرژی بادی در جهان را داشته است. این کشور سرمایه‌گذاری‌های عظیمی در بخش انرژی تجدیدپذیر و به‌خصوص انرژی بادی انجام داده است. بر اساس گزارش انجمن انرژي بادي جهان، بازار انرژي بادي چين بزرگترين بازار جهاني است كه ۵۲ از سهم بازار جهاني را در بر‌می‌گیرد. چین قصد دارد، قبل از پایان سال ۲۰۲۰ ظرفیت ۱۰ گیگاوات برق از توربین‌های دریایی به شبکه برق خود اضافه کند. چین بر اساس گزارش شورای جهانی انرژی باد، از این لحاظ در رتبه سوم قرار داشت.

ایالات متحده آمریکا، دومین تولیدکننده انرژی باد است که ظرفیت نصب شده آن به ۸۲٫۱ گیگاوات در پایان سال ۲۰۱۶ می‌رسید. بر اساس گزارش امسال انجمن انرژي بادي آمریکا، بیش از ۱۴۰۰۴ مگاوات پروژه انرژی بادی در دست احداث است و ۱۱۸۱۵ مگاوات هم از این پروژه‌ها در آستانه شروع به کار هستند. ایالات متحده در سال ۲۰۱۷، دارای بیش از ۵۲ هزار توربین بادی تجاری در بیش از ۴۲ ایالت و همچنین در کشورهای گوام و پورتوریکو بود. اواسط سال گذشته بود که شرکت  Xcel Energy اعلام کرد که قصد احداث ۱۱ مزرعه بادی در ۱۱ ایالت این کشور را با ظرفیتی ۳٫۳۸ گیگاواتی دارد.

آلمان با نصب ۵۰ گیگاوات برق بادی در سال ۲۰۱۶، سومین کشور جهان در زمینه انرژی بادی لقب گرفت. اداره‌ی فدرال انرژی آلمان، بوندسنتزاگنتور، مناقصه‌ای را برای پروژه‌های انرژی بادی با ظرفیت ۱ گیگاوات اعلام کرد. این کشور قصد دارد که ظرفیت انرژي بادی خود را از طریق مناقصه‌ها تا سال ۲۰۱۹، سالانه به ۲٫۸ گیگاوات افزایش دهد. آلمان، یکی از کشورهای پیشگام اتحادیه اروپا از لحاظ انرژی‌های تجدیدپذیر است و به‌موجب قانون انرژی تجدید پذیر، مزارع بادی از سوبسید‌های دولتی بهره‌مند می‌شوند.

ظرفیت انرژی بادی در ایران

یکی از بهترین نیروگاه‌های بادی ایران در منطقه بادخیز منجیل در استان گیلان ساخته شده که به سبب بادهای تند موسوم به «هفت باد منجیل» مشهور است

یکی از بهترین نیروگاه‌های بادی ایران در منطقه بادخیز منجیل در استان گیلان ساخته شده که به سبب بادهای تند موسوم به «هفت باد منجیل» مشهور است

از زمان نصب توربین‌های بادی در ایران، تولید انرژی بادی رشد چشمگیری داشته است. توربین‌های بادی ایران عمدتا با کمک گروه صنعتی سدید و همکاری و سرمایه‌گذاری‌های شرکت‌های خارجی از جمله شرکت هندی سازلن انرژی و شرکت زیمنس آلمان ساخته و راه‌اندازی شده‌اند.

در سال ۲۰۰۴، تولید برق از انرژی بادی در ایران  تنها ۲۵ مگاوات بود. اما یک سال بعد، این میزان به ۳۲ مگاوات افزایش یافت و در سال ۲۰۰۶ به ۴۵ مگاوات رسید. خوشبختانه با افزایش تولید پایدار برق، ایران به سرمایه‌گذاری در مزارع بادی ادامه داده است. در سال ۲۰۰۹، ظرفیت تولید برق حاصل از انرژی بادی به ۱۳۰ مگاوات افزایش یافت.

این نتیجه ساخت مزارع بادی بزرگ‌تر در مناطق ساحلی و بادخیز مانند منجیل در استان گیلان و بینالود در خراسان رضوی بود. به گزارش شورای جهانی انرژی باد، با رشد سریعی در بخش انرژی باد، ایران در حال حاضر در رتبه ۳۰ جهان به‌لحاظ تولید انرژی بادی قرار دارد. اما با وجود پیشرفت قابل‌توجه صنعت انرژی بادی در کشور، مجموع کل ۱۵۰ مگاوات برق تولیدی از انرژی بادی، هنوز بخش کوچکی از برق مصرفی سالانه ایران را تشکیل می‌دهد که حدود ۳۳ هزار مگاوات است.

واقعیت این است که ایران هنوز به‌شدت وابسته به سوخت‌های فسیلی است و این سوخت‌ها تقریبا تمام برق کشور را تامین می‌کنند. و با وجود دورنمای مثبتی که در این حوزه دیده می‌شود، احتمالا شاهد رکود ایران در زمینه‌ی صنایع پاک و ارزان و منابع انرژی تجدیدپذیر خواهیم بود. در واقع، با وجودی که سرمایه‌گذاری‌های اخیر از تمایل بالا برای سرمایه‌گذاری در این صنعت خبر می‌دهد، اما با وجود تحریم‌های بین‌المللی اخیر که در پی خروج آمریکا از توافق برجام اتفاق افتاد، صنعت نوظهور انرژی بادی کشورمان به مشکلاتی عدیده‌ای برخواهد خورد.

مورد دیگر اینکه، حتی ممکن است که ایران، ظرفیت فعلی برق تولیدی از انرژی بادی را هم از دست بدهد. در واقع، بیشتر توربین‌های بادی هر ۱۰ تا ۱۵ سال نیاز به تعمیرات عمده‌ای دارند و اگر به درستی نگهداری نشوند، دیگر کار نخواهند کرد. با توجه به اینکه، تهیه قطعات یدکی در آینده، دشوارتر خواهد شد، متاسفانه چشم‌انداز این صنعت، تیره‌ خواهد بود.

آینده انرژی بادی: آیا در همه‌جای دنیا توربین‌های بادی خواهیم دید؟

انرژی بادی

انرژی باد همچنان یکی از امیدوارکننده‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر است. در طول دهه گذشته، صنعت انرژی بادی رشد چشمگیری داشت و مزارع باد در سراسر جهان نصب شدند. در حال حاضر منبع انرژی تجدید پذیر، بهترین رقیب نیروگاه‌های سوخت فسیلی هستند، حتی در برخ نقاط جهان، این انرژی پاک و ایمن، ارزان‌تر از ذغال سنگ است.

همه‌ی شواهد نشان می‌دهد که احتمالا در آینده، توربین‌های بیشتری در نقاط مختلف جهان خواهیم دید. به باور تحلیل‌گران، حتی اگر با رشد انرژی بادی روندی که برنامه‌ریزی شده پیش نرود، بازهم توربین‌های بادی در سال‌های آینده گسترش خواهند یافت.

مزارع بادی می‌توانند برای شهرهای صنعتی روبه‌زوال و متکی به نفت، رفاه اقتصادی به همراه داشته باشد

اما این بدین معنا نخواهد بود که توربین‌های بادی در همه‌جا به‌چشم خواهند خورد. مخالفان انرژی بادی، ادعا می‌کنند که توربین‌های بادی، جلوه‌‌ی طبیعت را خدشه‌دار می‌کنند. هرچند در مقابل، موافقان انرژی بادی هم مدعی هستند که توربین‌های بادی به جذابیت‌های طبیعت خواهند افزود. بنابراین تاحدی منطقی است که تصور کنیم، دیدن توربین‌های چرخان بادی تقریبا در همه‌جا، ترسناک است و اینکه مناظر کوهستانی و زمین‌های کشاورزی دیگر هیچ‌گاه مانند گذشته نخواهند بود.

اما، احتمال اینکه شاهد افزایش توربین‌های بادی دریایی باشیم، بسیار بالاست. تکنولوژی انرژی بادی دریایی به سرعت در حال افزایش است و پتانسیل تولید برق از انرژی بادی در دریاهای آزاد به‌مراتب بیشتر از خشکی است. به این ترتیب، احتمال بیشتری وجود دارد که در آینده‌ای نزدیک هرگاه که از پنجره هواپیما به بیرون نگاه کنیم، توربین‌های بادی را در دریاهای وسیع ببینیم.

البته، در این شکی نیست که توربین‌های بادی در نواحی بادخیز، به‌شدت افزایش خواهند یافت. اما به دور از مخالفت‌ها با چنین پیشرفت‌هایی، اکثر مردم محلی با کمال میل توربین‌های بادی را پذیرفته‌اند. مزارع بادی می‌توانند به‌خصوص برای شهرهای صنعتی روبه‌زوال و متکی به نفت که بدون انرژی بادی، قطعا با رکورد اقتصادی مواجه می‌شوند، رفاه افتصادی را به همراه داشته باشد.

مزارع بادی به‌همان میزانی که به نفع اقتصاد محلی هستند، برای محیط‌زیست هم مفیدند. علاوه بر این، در آینده نزدیک شاهد تولید انبوه توربین‌های بادی کوچک‌تر و قابل‌حمل خواهیم بود که می‌توانند به‌جز کسب‌وکارهای کوچک برای مصارف شخصی هم مورد استفاده قرار گیرند. از این رو، در آینده احتمالا دیدن توربین‌ بادی در حیاط خلوت همسایه‌ به‌امری عادی بدل می‌شود. توربین‌های بادی ممکن است که با مجتمع‌های مسکونی و آسمان‌خراش‌ها نیز ادغام شوند. بنابراین، آینده مملو از توربین ‌بادی است و همه‌جا توربین‌ بادی خواهیم دید!

CHP چیست و چگونه کار می کند؟

به طور معمول ۲/۳ انرژی مورد نیاز برای تولید برق در قالب گرما در نیروگاه ها تلف میگردد و وارد اتمسفر می شود. اضافه بر آن نیز مقداری انرژی در مسیر تورزیع برق به مصرف کننده نهایی توسط مقاومت کابل ها و …. به هدر می رود. ‌CHP راه حل بهینه برای استفاده از حداکثر انرژی تولید شده برای تولید برق می باشد. CHP دستگاه تولید برق و حرارت همزمان در محل مصرف کننده می باشد. در این فرایند پس از تولید برق، حرارت تولید شده و گرمایی را که در غیر اینصورت به هدر می رود بصورت بخار داغ یا گازهای اگزوز بازیافت شده بصورت انرژی گرمایشی برای مصارفی مانند گرم کردن آب ، گرم کردن و یا خنک کردن محیط و یا مصارف صنعتی استفاده می گردد. بنابراين تلفات ناشی از توزيع و انتشار انرژی را نخواهيم داشت بدین ترتیب CHP‌ می تواند بهره روی بالای ۸۰ درصد را از تولید انرژی بدست آورد که در مقایسه با فناوری های متعارف با بهره وری ۴۰ الی ۵۰ درصد بسیار مناسب می باشد.

 

انواع معمول CHP:

  • توربین احتراقی یا موتور رفت و برگشتی به همراه یونیت بازیابی گرما
  • دیگ بخار به همراه توربین بخار

سیستم های توربین احتراقی

567

سیستم های توربین احتراقی ‌ یا موتور رفت و برگشتی از سوخت هایی نظیر گاز طبیعی، نفت و بیودیزل جهت به کار انداختن ژنراتورها برای تولید الکتریسیته استفاده میکنند و از دستگاه های بازیابی گرما برای جذب گرما از توربین یا موتور بهره می برند. این گرما به انرژی حرارتی مفید تبدیل می شود که معمولا به شکل بخار یا آب گرم است.

 

سیستم های توربین بخار

789

در سیستم های توربین بخار این پروسه با تولید بخار در بویلر شروع می گردد، سپس بخار تولید شده برای را اندازی توربین و روشن کردن ژنراتور استفاده می شود. بخاری که از توربین خارج میگردد می تواند جهت تولید انرژی گرمایی مفید استفاده شود. این نوع سیستم ها می توانند از سوخت های متنوعی جهت تولید انرژی استفاده کنند که از آن جمله می توان به گاز طبیعی، نفت، بیومس و زغال سنگ اشاره داشت.

کاربردهای CHP:

  1. ادارات و سازمان های دولتی، هتل ها، باشگاه های ورزشی، خانه سالمندان
  2. آپارتمان ها و ساختمان های مسکونی
  3. دانشگاه ها و مدارس، بیمارستان ها، مراکز نظامی، زندان ها
  4. سیستم های انرژی منطقه ای، مراکز تسویه آب و فاضلاب، استخرها
  5. صنایع شیمیایی، پالایشی، صنایع مواد غذایی و صنایع تولید شیشه
  6. مترو ها و فرودگاه ها

سیستم تولید همزمان برق و حرارت (CHP)

سیستم تولید همزمان برق و حرارت (CHP)

معمولاً برق مورد نیاز واحدهای صنعتی، ساختمان های تجاری و ساختمان های مسکونی از نیروگاه های عمده کشور تأمین می شود. در حالی که نیاز حرارتی تمام آنها در  همان محل تولید می گردد. اما روش دیگری که از دیرباز وجود داشته و امروزه توجه بیشتری را معطوف خود کرده، تولید مشترک بر ق و حرارت است که عبارتست از تولید همزمان برق، یا توان محوری و حرارت مفید توسط یک سیستم.

سال ها پیش این فناوری برای اولین بار در نیروگا ه های سیکل بخار  بکار رفته و از بخار استخراج شده از سیکل برای مصارف گرمایشی کارخانه و واحدهای اطراف آن استفاده می شده است. این عمل گرچه کمی باعث کاهش راندمان نیروگاه بوده، اما با تأمین حرارت مورد نیاز واحد از مصرف حجم زیادی سوخت جلوگیری می کرده است.

ProEXR File Description =Attributes= cameraAperture (float): 36.000000 cameraFarClip (float): 1000.000000 cameraFarRange (float): 1000.000000 cameraFov (float): 54.432220 cameraNearClip (float): 1.000000 cameraNearRange (float): 0.000000 cameraProjection (int): 0 cameraTargetDistance (float): 200.000000 cameraTransform (m44f) channels (chlist) compression (compression): Zip16 dataWindow (box2i): [0, 0, 5499, 4124] displayWindow (box2i): [0, 0, 5499, 4124] gamma (float): 1.000000 lineOrder (lineOrder): Increasing Y pixelAspectRatio (float): 1.000000 screenWindowCenter (v2f): [0.000000, 0.000000] screenWindowWidth (float): 1.000000 tiles (tiledesc): [64, 64] =Channels= A (half) B (half) G (half) R (half)

خوشبختانه این ایده تنها به نیروگاه های بخار محدود نشد و در طی این سا ل ها، به ویژه در سال های اخیر، فناوری تولید مشترک برق و حرار ت، که بهره وری بالایی را در مصرف انرژی به دنبال دارد، به سایر مولدهای تولید قدرت (مکانیکی یا الکتریکی)  گسترش داده شد. به عبارت دیگر امروزه می توان با پیشرفت های صورت گرفته، هر سیستم مولد قدرتی با هر اندازه و کاربرد را بصورت یک واحد مشترک طراحی نمو د.  به این ترتیب علاوه بر تولید توان الکتریکی یا مکانیکی توسط دستگاه، امکان استحصال حرارت اتلافی مولد یا موتور به صورت انرژی گرمایی قابل استفاده وجود دارد. امروزه بدلیل توجه خاصی که به این نوع سیستم ها می شود و نیز اهمیت کاربرد آن در دنیای امروز و  نهادینه کردن فرهنگ استفاده از ” سیستم ترکیبی حرارت و برق“، Combined Heat and Power (CHP) استفاده می شود.

کاربرد سیستم های تولید همزمان برق و حرارت :
در واحدهایی که بطور همزمان به حرارت و توان نیاز دارند، پتانسیل ایجاد تولید مشترک وجود دارد. البته در صورتیکه سیستم مصرف انرژی خصوصیات زیر را داشته باشد، صرفه جوئی قابل توجهی در هزینه انرژی بدست آمده و سیستم تولید مشترک جذاب تر و مقرون به صرفه تر خواهد بود.

مشخصات یک سیستم ایده آل برای نصب و اجرای تولید مشترک :

  • نیاز حتمی به توان الکتریکی؛
  • افزونی موارد استفاده انرژی حرارتی نسبت به انرژی الکتریکی؛
  • الگوهای بار پایدار و ثابت انرژی حرارتی و الکتریکی؛
  • طولانی بودن ساعات بهره برداری فرآیند؛
  • قیمت بالای برق شبکه یا عدم دسترسی به شبکه؛

انرژی حرارتی مورد نیاز به منظور اهداف زیر مورد استفاده قرار می گیرد :
خشک کردن، پیشگرم نمودن، تولید بخار فرآیند، محرک تجهیزات بازیافت حرارت و تولید آب سرد، آب گرم، سیال داغ و غیره.

در سیستمهای تولید همزمان از انواع تجهیزات استفاده شده و ممکن است برای رفع نیاز بخصوص، در یک محل مشخص طراحی گردند. از طرف دیگر، بسیاری از واحدها دارای احتیاجات مشابه بوده و سیستمهای تولید همزمان پکیج) از قبل طراحی شده) می توانند این احتیاجات را رفع کرده و از جهت اقتصادی بر سیستمهای مهندسی طراحی از ابتدا، ترجیح داده می شوند. آنچه در ذیل می آید مثالهائی برای سیستمهای تولید همزمان در سه بخش مختلف اقتصادی می باشد. سیستم های تولید همزمان در تمام بخشهای اقتصادی دنیا وجود دارند. برای سادگی مقایسه، سیستمهای تولید همزمان را غالباً در یکی از سه گروه زیر تقسیم بندی می کنند:

  1. صنعتی
  2. اداری
  3. تجاری

کاربردهای CHP:

  1. ادارات و سازمان های دولتی، هتل ها، باشگاه های ورزشی، خانه سالمندان
  2. آپارتمان ها و ساختمان های مسکونی
  3. دانشگاه ها و مدارس، بیمارستان ها، مراکز نظامی، زندان ها
  4. سیستم های انرژی منطقه ای، مراکز تسویه آب و فاضلاب، استخرها
  5. صنایع شیمیایی، پالایشی، صنایع مواد غذایی و صنایع تولید شیشه
  6. مترو ها و فرودگاه ها

باتری‌ های بزرگ در مرکز داده می‌تواند جایگزین نیروگاه ها شود

باتری های بزرگی که به‌عنوان سیستم پشتیبانی در مرکزهای داده وجود دارند، می‌توانند با اتصال به شبکه، نوسانات الکتریسیته را جبران کنند.

باتری

در پارکینگ دیتاسنتر مایکروسافت در ویرجینیای جنوبی، کانتینری قرار گرفته که آزمایش های مهمی در آن انجام می‌شود. پیشرفته‌ترین تلاش‌های آمریکا برای تولیدانرژی‌های پاک می‌تواند در اینجا رقم بخورد. گروهی از مهندس‌ها در این محل جمع شده‌اند تا مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را برای شبیه‌سازی برهم‌کنش بین دیتاسنتر و اپراتور شبکه انجام دهند. آن‌ها می‌خواهند به این پرسش پاسخ دهند: آیا سیستم‌های باتری عظیم در مراکز داده می‌توانند به اپراتورهای شبکه کمک کنند تا قطعی‌های کوچک و افت بار تقاضای برق را در طول روز جبران کنند؟

این کار، پژوهشی فنی و خسته‌کننده است؛ اما کاربردهای آن برای سامانه‌ی تولید الکتریسیته بسیار گسترده خواهد بود. اگر آنها موفق شوند، شرکت‌های تولید برق نیازی به ساخت نیروگاه های برق گاز طبیعی جدید نخواهند داشت. فراهم کردن الکتریسیته موردنیاز دیتاسنترها با کمک انرژی باد و خورشیدی امکان‌پذیر خواهد شد. مهندسان مایکروسافت حتی به تجدیدنظر در راه‌های خرید و فروش برق فکر می‌کنند.

شون جیمز، سرپرست پژوهش‌های انرژی مایکروسافت می‌گوید:

 در آینده شما یک دیتاسنتر یا نیروگاه برق نخواهید داشت بلکه چیزی حد واسط، به‌عنوان مثال یک نیروگاه دیتا در اختیار خواهید داشت. در این حالت این نیروگاه دیتا نه تنها باری اضافه بر شبکه نخواهد بود بلکه به تامین‌کننده‌ی آن بدل می‌شود. ما محاسبات بسیاری را انجام می‌دهیم و با شرکای زیادی همکاری می‌کنیم تا همه‌چیز به‌درستی پیش رود؛ اما به‌واقعیت پیوستن این ایده، لحظه‌ای بسیار خاص برای ما خواهد بود.

در سالهای اخیر شرکت‌های فناوری به انرژی‌های تجدیدپذیر روی آورده‌اند و قراردادهای طولانی‌مدت با پروژه‌های بادی و خورشیدی بسته‌اند تا نشر کربن دی‌اکسید مرتبط با مصرف الکتریسیته خود را جبران کنند؛ اما بسیاری از شرکت‌هایی که صرفا جبران نشر کربن دی‌اکسید برایشان کافی نیست، به چالش تولید مستقیم انرژی موردنیاز عملیات‌هایشان از خورشید و باد روی آورده‌اند.

شون جیمز، سرپرست پژوهش‌های انرژی مایکروسافت

شون جیمز، سرپرست پژوهش‌های انرژی مایکروسافت

سال گذشته گوگل اعلام کرد که همه‌ی نشر کربن دی‌اکسید خود را با تولید انرژی تجدیدپذیر جبران کرده است و قصد دارد تا مصرف الکتریسیته خود را با تولید انرژی تجدیدپذیر همگام‌سازی کند.

یکی از مشخصه‌های این ابتکار، ایجاد پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر در مناطق استقرار گوگل است؛ اقدامی که به‌طوری موثر سبب تامین پاک برق منطقه می‌شود. این کار تغییری عمده برای گوگل است؛ چراکه گوگل پیش از این بر پروژه‌هایی در مناطق بادخیز مانند دشت‌های بزرگ و شمال اروپا تمرکز داشت تا نشر کربن دی‌اکسید خود در دیگر مناطق جهان را جبران کند.

آمازون و مایکروسافت نیز اقدامات مشابهی انجام داده‌اند. آمازون نخستین پروژه‌ی انرژی بادی شمال کارولینا را راه‌اندازی کرد و مایکروسافت قراردادی امضا کرده است تا به توسعه‌ی یک مزرعه خورشیدی ۵۰۰ مگاواتی در ویرجینیا کمک کند. این قرارداد، بزرگ‌ترین خرید خورشیدی است. حتی سامسونگ نیز قصد دارد تا سال ۲۰۲۰ در دفترهای خود از انرژی تجدیدپذیر استفاده کند.

شرکت PJM Interconnection، الکتریسیته منطقه‌ای شامل ۱۳ ایالت، از کارولینای شمالی تا ایلینویز را تامین می‌کند. اندرو لویت، استراتژیست ارشد بازار این شرکت می‌گوید:

چنین خریدهایی بسیار سریع‌تر از آن چه که از دست ما (شرکت PJM Interconnection) برمی‌آمد، به توسعه‌ی انرژی تجدیدپذیر کمک می‌کنند. شرکت‌ها به‌صورت روزافزون به‌دنبال تطبیق ساعت‌ به‌ ساعت مصرف خود هستند.

باتری

شرکت‌های فناوری، بزرگ‌ترین خریداران الکتریسیته هستند. گوگل، مصرف جهانی انرژی خود را با مصرف شهر سان فرانسیسکو برابر می‌داند. طبق آمار شرکت دامینیان انرژی، نیروگاه محلی بویتون، مصرف الکتریسیته‌ی تاسیسات مایکروسافت در این شهر، ۲۴ درصد در سال گذشته افزایش یافته است. دامینیان انرژی تخمین می‌زند که تقاضای کلی الکتریسیته‌ی دیتاسنتر ویرجینیا نسبت به سال گذشته، ۱۸ درصد افزایش خواهد یافت.

افزایش شدید مصرف برق یکی از دلایلی است که شرکت‌های فناوری به انرژی‌های تجدیدپذیر روی آورده‌اند. انرژی باد و خورشید دو فایده‌ی عمده برای این شرکت‌ها دارند: انرژی‌های تجدیدپذیر به شرکت‌ها کمک می‌کنند تا به اهداف خود در پایداری خدمات دست یافته و در عین حال، به قیمت نفت وابسته نیستند. انرژی‌های بادی و خورشیدی هزینه‌های سوخت ندارند که بدین معنا است شرکت‌ها می‌توانند از قطعیت قیمت در بازه‌ی زمانی طولانی‌مدت اطمینان داشته باشند.

پروژه‌ی باتری مایکروسافت در بویتون نشان می‌دهد که شرکت‌ها چگونه به‌دنبال یافتن راه‌هایی جدید برای تامین پاک انرژی هستند. دیتاسنترهای این چنینی با سیستم‌های باتری عظیمی مجهز شده‌اند که در صورت قطعی برق، از عکس ها، ویدئوها و خبرگزاری‌های اینترنتی موردعلاقه ما محافظت کنند. اما بیشتر اوقات، فقط خاک می‌خورند.

سوال اساسی برای مایکروسافت این است که آیا باتری‌ های یک مرکز داده می‌توانند هم نقش پشتیبانی خود را ایفا کرده و در عین حال، بخشی از بار شبکه را تامین کنند؟

برندون میدو، از مدیران ارشد برنامه‌ریزی برای توزیع انرژی در مایکروسافت، سیستم را به نوعی دارایی مهجورمانده تشبیه می‌کند؛ منبعی ارزشمند که به‌ندرت استفاده می‌شود. میدو می‌گوید که شرکت در تلاش است تا ضمن به‌دست آوردن ارزش بیشتری از سرمایه خود، به اهداف انرژی پاک خود دست پیدا کند:

ما به منبع‌های پشتیبان خود که در دیتاسنترها نصب کرده‌ایم، نگاه می‌کنیم و می‌پرسیم: چه کاری می‌توان انجام داد تا این دارایی‌های استفاده‌نشده، به منبعی برای شبکه‌ی برق و به‌خصوص یکپارچه‌سازی و تعادل انرژی‌های تجدیدپذیر تبدیل شوند؟

این باتری‌ ها به‌دلیل انعطاف‌پذیری خود، گزینه‌ای جذاب برای بخش برق هستند. برخلاف نیروگاه‌های گاز طبیعی که تزریق برق به شبکه را با تاخیر انجام می‌دهند، باتری چنین فرایندی را به‌سرعت انجام می‌دهد. به همین دلیل، این باتری‌ ها منبعی ارزشمند در جبران کمبودهای ناگهانی منبع‌های تولید برق محسوب می‌شوند.

از سوی دیگر، این باتری‌ ها بخشی از پازل وارد کردن انرژی‌های تجدیدپذیر بیشتر به شبکه برق هستند. به‌عنوان مثال، اگر ابر بخشی از تاسیسات خورشیدی را بپوشاند، باتری‌ ها سریعا به شبکه متصل شده و کمبود الکتریسیته را جبران می‌کنند.

هزینه‌ی باتری‌ ها در سال‌های اخیر کاهش یافته است؛ اما آن‌ها باز هم به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای گران‌قیمت هستند؛ مخصوصا اگر شرکتی بخواهد از آن‌ها فقط به قصد جبران نوسانات کوتاه مدت الکتریسیته استفاده کند.

به همین دلیل است که باتری‌ های دیتاسنترها برای این کاربری این چنینی مناسب هستند.

کایل هریسون، ناظر استراتژی انرژی شرکت در Bloomberg New Energy Finance می‌گوید:

من فکر می‌کنم که این باتری‌ ها با کاربردی‌تر شدن انرژی‌های تجدیدپذیر، شبکه‌ی پایدارتری فراهم می‌کند. این شرکت‌ها نشان می‌دهند که درکی عمیق از بازار انرژی دارند؛ اما آن‌ها می‌خواهند ضمن حفظ انعطاف‌پذیری، امنیت و عوامل دیگر، شبکه‌ی الکتریسیته پاک‌تری فراهم کنند.

این طرح برای مایکروسافت مزایای اقتصادی قابل‌توجهی دارد. پژوهشگران دانشگاه واشنگتن، یکی از دیتاسنترهای مایکروسافت را به‌منظور سنجش توانایی عملکرد دو منظوره‌ی باتری‌ ها، هم به‌عنوان پشتیبان دیتاسنتر و هم به‌عنوان بخشی از شبکه تامین الکتریسیته، بررسی کردند.

آن‌ها نتیجه گرفتند که مایکروسافت با کاهش مصرف انرژی خود در ساعات پیک مصرف برق می‌تواند هزینه‌های الکتریسیته خود را به میزان ۱۱ درصد کاهش دهد و در عین حال، با ارائه‌ی خدمات به شبکه، درآمد جدیدی کسب کند.

البته قطعا فناوری باتری در شکل کنونی خود، محدودیت هایی برای عملی کردن اهداف دارد.

باتری پشتیبان دیتاسنتر می‌تواند الکتریسیته را فقط برای چند دقیقه به شبکه تزریق کند؛ بنابراین آن‌ها راه‌حلی بالقوه برای نوسانات کوتاه‌مدت برق محسوب خواهند شد. از سوی دیگر، این پروژه هنوز در مراحل مقدماتی قرار دارد. آزمایش‌هایی که در کانتینر حمل‌ونقل مایکروسافت انجام می‌شوند، بخشی از پروژه‌ی آزمایشی شرکت ایتون، شرکت مدیریت برق، و PJM است.

اما نتایج اولیه، امیدبخش هستند. چندی پیش، گروهی از مهندسان برای مشاهده‌ی آزمایش‌ها وارد کانتینر شدند. در کانتینر، یک جفت باتری در مقیاس صنعتی، مجموعه ای از سرورهای کامپیوتری و یک اتصال ایمن اینترنت که کانتینر را به شرکت PJM متصل می‌کرد، به چشم می‌خورد. باتری‌ ها هر دو ثانیه سیگنالی را از PJM دریافت می‌کردند که الکتریسیته شبکه را تامین کرده یا دریافت کنند. نموداری روی یک لپ‌تاپ، روند کاری آن‌ها را نشان می‌داد. این نمودار دو خط را نشان می‌داد که یکی از آن‌ها سیگنال PJM و دیگری پاسخ باتری‌ ها به این سیگنال بود.

باتری

نتایج اولیه نشان دادند که باتری‌ ها در پاسخ به سیگنال PJM نسبت به یک نیروگاه برق معمول، موثرتر عمل می‌کنند؛ اما هنوز مسائلی باقی مانده است که باید بهبود داده شود. جیمز می‌گوید:

ممکن است شما فقط چند خط ببینید؛ اما برای ما، مثل روشن شدن لامپ حبابی برای اولین بار است.

بهترین گزینه برای بطری آب از نقطه نظر علمی و زیست‌محیطی چیست؟

پلاستیک، شیشه یا فلز؟ چه نوع بطری آبی برای ما و همینطور محیط زیست بهتر و کم‌ضررتر است؟

ظروف و گزینه‌های زیادی برای آب خوردن ما وجود دارند و با توجه‌ به نیاز مصرف‌کننده تغییر می‌کنند. اما کدام گزینه به عنوان بطری آب عاقلانه‌ترین انتخاب از نظر زیست‌محیطی است؟ بر اساس سلسه مراتب مدیریت زباله، بهترین انتخاب می‌تواند حتی از به‌ وجود آمدن زباله جلوگیری کند. گزینه‌های قابل بازیافت، نسبت‌ به بقیه‌ی موارد چندان ترجیح داده نمی‌شوند و آن‌ها هم که زیر خاک دفن می‌شوند، از بدترین انواع زباله هستند.

درخصوص بطری‌های آب، نگهداری و استفاده‌ی مجدد از بطری‌های قبلی همیشه بهترین کار است. مشخصا استفاده‌ی مجدد از بطری قبلی برای همیشه، بسیار بهتر از استفاده از چندین بطری‌ قابل بازیافت است.

همچنین استفاده از بطری‌های پلاستیکی یک‌بار مصرف برای نوشیدن آب اصلا برای محیط زیست خوب نیست. استفاده از آب لوله‌کشی به‌جای آب داخل بطری تصمیم خوبی است؛ به‌شرطی که کیفیت آب لوله‌کشی محل زندگی شما خوب باشد. اما انتخاب نوع بطری برای استفاده‌ی مجدد کمی پیچیده است. برای انتخاب باید چرخه‌ی زندگی بطری را بررسی کنیم.

چرخه زندگی

بررسی چرخه‌ی حیات روشی است که به‌منظور شناسایی تمامی تأثیرات یک محصول، از تولید گرفته تا استفاده و دور انداختن، بر محیط زیست انجام می‌گیرد.

طبق مطالعه‌ای ایتالیایی از چرخه‌ی زندگی درسال ۲۰۱۲، استفاده‌ی مجدد از بطری‌های شیشه‌ای و پلاستیکی بسیار بهتر از استفاده از بطری‌های یک‌بار مصرف پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) است.

بطری آب PET

بطری آب PET

اما طبق مطالعه، استفاده از بطری‌های شیشه‌ای سنگین اگر فاصله‌ی پر کردن آن‌ها بیش از ۱۵۰ کیلومتر باشد، نسبت به بطری‌های یک‌بار مصرف PET، اثر بیشتری روی محیط زیست می‌گذارد.

احتمال اینکه شما از شیر آب بعدی برای پر کردن بطری شیشه‌ای خود بیش از ۱۵۰ کیلومتر فاصله داشته باشد، بسیار کم است؛ ولی همین مسئله اهمیت چگونگی مصرف محصول و مواد تشکیل‌دهنده‌ی آن را نشان می‌دهد.

گزینه‌های قابل استفاده مجدد

ما درسال ۲۰۱۱ درمورد چرخه‌ی زندگی بطری‌های قابل استفاده مجدد آلومینیوم، استیل و پلاستیک پلی‌پروپیلن بررسی‌هایی به‌ عمل آوردیم.

بطری‌های استیل و آلومینیوم به‌دلیل مواد و نحوه تولیدشان، تأثیرات بیشتری بر محیط زیست می‌گذارند. همچنین حجم فلز استفاده‌شده در آن‌ها نسبت‌ به موارد مشابه بسیار زیادتر است. بنابراین استفاده از بطری پلی‌پروپیلن بهترین گزینه است.

بطری‌های پلی‌پروپیلن همچنین برای سبک زندگی ما هم نسبت‌ به بقیه مناسب‌تر هستند. آن‌ها از شیشه و فلز سبک‌تر و انعطاف‌پذیرترند و حمل آن‌ها به باشگاه، اداره و … راحت‌تر است.

بطری آب پلاستیک پروپیلین

بطری آب پلاستیک پروپیلین

البته بطری‌های پلی‌پروپیلن از بطری‌های شیشه‌ای و فلزی عمر کمتری دارند و شما باید پس از چندین بار استفاده، بطری جدیدی جایگزین آن‌ها کنید. ملاحظات بهداشتی هم عاملی مهم برای بسیاری از افراد در انتخاب بطری تلقی می‌شوند. طبق پژوهش‌های جدید، ذرات پلاستیک در آب بطری‌های پلاستیکی وجود دارند.

استفاده‌ی مجدد از بطری‌های قبلی همیشه بهترین کار است

 جدای از سایر ملاحظات، شاید بهترین راه، خریدن یک بطری PET و چندین بار استفاده از آن باشد. بطری‌های PET خیلی سبک‌تر از سایر بطری‌های قابل استفاده‌ی مجدد هستند و البته عمر طولانی‌تری هم دارند. همچنین موقع بازیافت در اواخر عمر خود، بسیار راحت‌تر از بقیه‌ی بطری‌های پلاستیکی بازیافت می‌شوند. بنابراین بسته‌ به تعداد دفعات استفاده‌ی شما از بطری‌ها، می‌توانید وظیفه‌ی خودتان درقبال محیط زیست را به‌خوبی انجام دهید.

حفظ گزینه‌های قابل استفاده مجدد

چند نکته‌ی دیگر در خصوص اطمینان از اینکه بطری‌ها تأثیرات بدی از خود در محیط زیست بر جا می‌گذارند وجود دارد که عبارت‌اند از:

۱. پر کردن مجدد بطری آب از لوله (درمقابل استفاده از آب‌های خنک‌تر یا بطری‌های آبی که از کیلومترها آن‌طرف‌تر آمده‌اند) نیازمند بسته‌بندی و توزیع است. آب لوله‌کشی کمترین تأثیر زیست‌محیطی را نسبت‌ به بقیه گزینه‌ها دارد.

۲. بطری آب خود را کاملا تمیز کنید تا بهداشتی باقی بماند و از داشتن بطری‌های کثیف خودداری کنید. تمیز کردن بطری علاوه‌ بر اینکه تأثیرات مثبتی روی محیط زیست می‌گذارد، از نظر اقتصادی و خریدن بطری جدید هم مقرون‌به‌صرفه است. همین مسئله درخصوص فنجان‌های قابل استفاده مجدد قهوه هم صادق است.

بطری آب

تصمیم نهایی

برای کاهش تأثیرات محیطی نوشیدن آب، از یک بطری آب چند بار استفاده کنید. حتی اگر از یک بطری یک‌بار مصرف، چند بار استفاده کنید، از نظر چرخه‌ی زندگی و  کاهش میزان تولید زباله کمک زیادی کرده‌اید.

حفاظت از بطری و ظرف قابل استفاده‌ی مجدد هم نکته‌ای کلیدی محسوب می‌شود. تا می‌توانید از ظرف خود حفاظت کنید یا بیشترین طول عمر را از آن دریافت کنید؛ حتی اگر قرار بر اعمال چندین تغییر اضافه باشد.

درنهایت، نوشیدن مستقیم آب از لوله، از بقیه راه‌ها بهتر است؛ البته به‌شرطی که آب لوله دردسترس شما باشد. شما با این کارها علاوه‌ بر رساندن آب به بدنتان، به حفظ سیاره خود نیز کمک می‌کنید.

سوخت زیستی (بیوسوخت) روشی ارزان و سالم برای تولید سوخت

باکتری‌های طبیعی جداشده از بقایای کشت قارچ می‌توانند مستقیما مواد گیاهی را به بوتانول تبدیل کنند.

بر اساس یافته‌های یک تیم علمی پژوهشی، نوعی باکتری طبیعی جداشده از بقایای کشت قارچ می‌تواند سلولز را مستقیما به بیوبوتانول که یک سوخت زیستی است، تبدیل کند. گروهی از مهندسان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) اخیرا کشف کردند که یک باکتری طبیعی با نام Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum TG57، جداشده از ضایعات تولیدشده پس از برداشت قارچ، می‌تواند به‌طور مستقیم سلولز را که یک ماده‌ی گیاهی است به بیوبوتانول تبدیل کند. این سویه نخستین بار در سال ۲۰۱۵ کشف شد و خصوصیات آن مورد بررسی قرار گرفت. تولید سوخت‌های زیستی با استفاده از مواد غیر خوراکی می‌تواند موجب پایداری و کاهش هزینه‌ها شود. در این مطالعه روش جدیدی از تبدیل مستقیم سلولز به بیوبوتانول با استفاده از سویه‌ی جدید TG57 نشان داده شده است. این پیشرفتی بزرگ در مهندسی متابولیک و نشان‌دهنده‌ی نقطه‌ی عطفی در تولید پایدار و مقرون‌به‌صرفه‌ی سوخت‌های تجدیدپذیر و مواد شیمیایی است.

چسبندگی سلول‌های باکتری TG57 به ذرات سلولز، استفاده‌ی کارآمد از سلولز را برای تولید بیوبوتانول تسهیل می‌کند. ژنوم منحصربه‌فرد سویه‌ی TG57، این باکتری را قادر می‌سازد آنزیم‌هایی تولید کند که سنتز بیوبوتانول را افزایش می‌دهد.

چسبندگی سلول‌های باکتری TG57 به ذرات سلولز، استفاده‌ی کارآمد از سلولز را برای تولید بیوبوتانول تسهیل می‌کند. ژنوم منحصربه‌فرد سویه‌ی TG57، این باکتری را قادر می‌سازد آنزیم‌هایی تولید کند که سنتز بیوبوتانول را افزایش می‌دهد.

بیوبوتانول، یک سوخت زیستی جذاب

سوخت‌های زیستی معمول از محصولات خوراکی تولید می‌شوند. این روش هزینه‌ی بسیار بالایی دارد و در استفاده از منابع زمین، آب، انرژی و دیگر منابع محیطی با تولید غذا در رقابت است. انتظار می‌رود سوخت‌های زیستی حاصل از مواد سلولزی فرآوری‌نشده مانند توده‌های گیاهی و همچنین ضایعات زراعت و باغبانی بتوانند نیازهای رو به رشد انرژی را بدون افزایش انتشارات کربنی حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی مرتفع سازند. این مواد سلولزی فراوانی زیادی دارند و از لحاظ محیطی بی‌خطر و از نظر اقتصادی پایدار هستند.

از میان انواع مختلف سوخت‌های زیستی، بیوبوتانول به‌ علت تراکم بالای انرژی و ویژگی‌های برتری که دارد، به‌عنوان جایگزین مناسبی برای بنزین مطرح شده است. این ماده می‌تواند بدون هیچ‌گونه اصلاحی مستقیما در خودرو جایگزین بنزین شود. با این حال تولید تجاری بیوبوتانول دارای مشکل مربوط به نبود میکروب‌های مناسب دارای توانایی تبدیل توده‌ی سلولزی به سوخت زیستی است. تکنیک کنونی هزینه‌بر و نیازمند انجام تیمارهای اولیه‌ی شیمیایی پیچیده‌ای است.

تولید سوخت‌های زیستی به روش سبز

تکنیک جدیدی که توسط تیم NUS ارائه شده است می‌تواند تکنیکی پربازده و پایدار در تولید سوخت زیستی در نظر گرفته شود.

کمپوست بقایای قارچ که عمدتا از کاه و خاک‌اره تشکیل شده، ضایعات کمپوستی تولیدشده طی کشت قارچ است. میکروارگانیسم‌ها در ضایعات برای بیش از دو سال رها می‌شوند تا سویه‌ی خاص TG57 به‌دست آید. فرآیند تخمیر ساده است و نیاز به تیمار اولیه‌ی پیچیده یا اصلاح ژنتیکی میکروارگانیسم ندارد. زمانی که سلولز افزوده می‌شود، باکتری به‌سادگی آن را هضم و بوتانول را به‌عنوان محصول اصلی تولید می‌کند. در برنامه‌های آینده، این گروه علمی بر آن است که بتواند عملکرد سویه‌ی TG57 را به حد بهینه برساند و با استفاده از ابزارهای ژنتیک مولکولی آن را به جهتی هدایت کند که نسبت تولید بیوبوتانول افزایش یابد.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.