انرژِی های تجدیدپذیر

[Javadius]

تغییرات آب و هوایی، گرمایش زمین، آلودگی هوا و قیمت روز افزون سوخت‌های فسیلی بشر بر آن داشت تا به انرژی‌ های تجدیدپذیر و پاک روی آورد.
انرژی تجدیدپذیر یا انرژی بازگشت‌پذیر از منابع طبیعی مانند باد، خورشید، جزرو و مد و زمین گرمایی به دست می‌آیند که برخلاف سوخت‌های فسیلی امکان تجدید با بازگشت دوباره را دارند.

 
در ادامه انواع انرژی تجدیدپذیر را معرفی می‌کنیم:
انرژی بادی

می‌توان از جریان هوا برای چرخاندن توربین‌های بادی استفاده کرد. توربین‌های بادی نوین در مقیاس وسیعی، از ۶۰۰ کیلووات گرفته تا پنج مگاوات، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مقیاس تجاری از توربین‌های بادی استفاده می‌شود که قادر به تولید ۱/۵ تا سه مگاوات برق هستند.
در سال ۲۰۱۵، یک توربین بادی که در ساحل نصب شده بود، توانست ۷۰۵ مگاوات برق تولید کند که بیشترین ظرفیت تولید یک توربین بادی است. انرژی تولیدی از باد بسته به سرعت گردش آن دارد بنابراین هرچه سرعت گردش باد بیشتر باشد، انرژی تولیدی آن بیشتر خواهد شد.
مناطقی مانند سواحل و زمین‌های مرتفع که باد در آنها قدرتمندتر و به طور دائم می‌وزد، بهترین مکان‌ برای راه‌اندازی مزارع بادی است. در سال ۲۰۱۵، برق تولید شده از توربین‌های بادی تقریبا چهار درصد برق مصرفی جهان را تامین کرد.
انرژی بادی منبع پیشرو در اروپا، آمریکا و کاناداست و دومین منبع پیشرو در چین است. در دانمارک، انرژی بادی بیش از ۴۰ درصد از برق مصرفی را تامین می‌کند در حالی که در ایرلند، پرتغال و اسپانیا تقریبا ۲۰ درصد برق مصرفی از طریق انرژی بادی تامین می‌شود.
به گفته متخصصان، پتانسیل برق تولید شده از منابع انرژی بادی، پنج برابر بیشتر از مقدار کل تولیدی فعلی یا ۴۰ برابر بیشتر از برق مصرفی فعلی است. برای تحقق این امر نیاز است که توربین‌ها بادی در مناطق وسیع، به‌خصوص در سواحل، کار گذاشته بشوند. سرعت متوسط باد در سواحل ۹۰ درصد بیشتر از مناطق دیگر است بنابراین منابع ساحلی می‌توانند انرژی بیشتری را تولید کنند.
در سال ۲۰۱۴، انرژی بادی تولید شده در جهان ۷۰۶ تتراوات بر ساعت یا سه درصد از برق کل جهان را تامین کرد.
انرژی آبی

در سال ۲۰۱۵، انرژی آبی ۱۶/۶ درصد از برق مصرفی جهان و ۷۰ درصد از انرژی برق تجدیدپذیر را تامین کرد. از آنجا که آب ۸۰۰ بار چگال‌تر از هواست، حتی یک جریان آهسته آب می‌تواند مقدار انرژی بیشتری تولید کند.
شکل‌های متفاوتی از انرژب آبی وجود دارد:
انرژی آبی یا هیدروالکتریک پس از ساخت سدها و مخزن‌های آبی بزرگ، که همچنان در کشورهای جهان سوم محبوب است، پدیدار شد. بزرگ‌ترین سدهای جهان «تری گورجز» در چین و «ایتایپو» است که توسط برزیل و پاراگوئه ساخته شده‌اند.
سیستم‌های آبی کوچک تاسیسات نیروگاه‌های انرژی آبی هستند که معمولا می‌تواند تا ۵۰ مگاوات برق تولید کند. معمولا از این سیستم‌ها در رودخانه‌های کوچک یا قسمت‌های کم‌عمق رودخانه‌های بزرگ استفاده می‌شود.
چین بزرگ‌ترین تولید کننده هیدروالکتریک در جهان است و بیش از ۴۵۰۰۰ نیروگاه انرژی آبی دارد. در سال ۲۰۱۰، این کشور ۷۲۱ تتراوات بر ساعت برق تولید کرده است که تقریبا ۱۷ درصد از مصرف برق داخلی را به خود اختصاص داده است.
نیروگاه‌های هیدروالکتریکی که در رودخانه نصب می‌شوند، بدون ایجاد سد از رودخانه‌ها انرژی جنبشی می‌گیرد. این روش هنوز مقدار زیادی انرژی برق تولید می‌‎کند.
نیروی برق آبی



بیشتر نیروگاه‌های برق-آبی انرژی مورد نیاز خود را از انرژی پتانسیل آب پشت یک سد تامین می‌کنند. در این حالت انرژی تولیدی از آب به حجم آب پشت سد و اختلاف ارتفاع بین منبع و محل خروج آب سد وابسته‌است. به این اختلاف ارتفاع، ارتفاع فشاری می‌گویند و آن را با H (مخفف Head) نمایش می‌دهند. در واقع میزان انرژی پتانسیل آب با ارتفاع فشاری آن متناسب است. برای افزایش فاصله یا ارتفاع فشاری، آب معمولاً برای رسیدن به توربین آبی فاصله زیادی را در یک لوله بزرگ طی می‌کند.

برخی نیروگاه‌های آبی که تعداد آنها زیاد هم نیست از انرژی جنبشی آب جاری استفاده می‌کنند. در این دسته از نیروگاه‌ها نیازی به احداث سد نیست. توربین این نیروگاه‌ها شبیه یک چرخ آبی عمل می‌کند. این نوع استفاده از انرژی شاخه نسبتاً جدیدی از علم جنبش مایعات است.