دانلود مقاله مواد شیمیایی تجدید پذیر و تجدید ناپذیر

توانایی تولید پایدار توده زنده یکی از مواردی است که از اهمیت فزایندهای برخوردار است، در صورتیکه روشهای مدیریت از کارایی لازم برخوردارنباشد، تولید توده زنده به فرسودگی و انهدام خاک می انجامد.

مساله دیگر در رابطه با پایداری و مقدار مواد شیمیایی بکار گرفته شده به منظور مهار حشرات، علفهای هرز، عوامل بیماریزا و تامین مواد غذایی برای گیاهان است.

با بهره گیری از نظامهای مدیریت خوب محصولات زمینی مناسب بر یک مبنای پایدار با حداقل تاثیرات زیانبار خواهند بود.

پس از بحران نفتی دهه 70 میلادی، کشورهای صنعتی تلاش مضاعفی نمودند تا انرژیهای تجدید پذیر نظیر انرژی خورشیدی، بیوماس و … بتدریج جایگزین انرژی فسیلی شود.

زیرا بعلت داشتن مزایای ویژه مانند فراوانی، فناناپذیری و عدم وابستگی، همیشه در دسترس بوده .

بنابراین کشورهای صنعتی با برنامه ریزی مدون بعمل آمده در این خصوص، تلاش می کنند تا حد ممکن از وابستگی به انواع انرژی های تجدید ناپذیر بتدریج بکاهند.

آنچه حایز اهمیت است دستاوردها و موفقیتهای سالهای اینده کشورهای صنعتی می باشد زیرا تحقیقات وسیع و جامعی توسط دانشمندان و متخصصان در دست اقدام می باشد (منابعی که حد مشخصی دارند مثل نفت و … منابع غیر قابل تجدید یا ذخیره ای است و بالاخره زمانی تمام می شود.

از سوی دیگر منابع قابل احیا به منابع تجدید شونده یا جاری موسومند.

توده زنده مثالی از منابع تجدید شونده است زیرا فرایند فتوسنتز همه ساله که توده زنده بیشتری تولید می کند.

کشورها درپی انرژی های تجدید پذیر؛ در حال حاضر اغلب ممالک جهان به نقش و اهمیت منابع مختلف انرژی در تأمین نیازهای حال و آینده پی برده و سرمایه گذاری ها و تحقیقات وسیعی را برای سیاستگذاری، استراتژی و برنامه های زیربنایی و اصولی انجام می دهند.

هم اکنون تدوین استراتژی که شامل بررسی تمامی پارامترهای تأثیر گذار در انرژی و تعیین راهکارهای مناسب برای کارا تر کردن انرژی و الگوی بهینه مصرف آن است، در رأس برنامه های زیربنایی بیشتر کشورهای جهان قرار دارد، که در میان حاملهای مختلف انرژی،انرژی هسته ای جایگاه ویژه ای دارد.

انرژی هسته ای از عمده ترین مباحث علوم و تکنولوژی است و هم اکنون نقش عمده ای را در تأمین انرژی کشورهای مختلف به خصوصْ کشورهای پیشرفته دارد.

اهمیت انرژی و منابع مختلف تهیه آن، در حال حاضر جزء رویکردهای اصلی دولتها قرار دارد.

به عبارت بهتر، از مسائل مهم هر کشور برای توسعه اقتصادی و اجتماعی بررسی ، اصلاح و استفاده بهینه از منابع موجود انرژی در آن کشور است.

می توان گفت، امروزه بحرانهای سیاسی و اقتصادی، نگرانیهای زیست محیطی، ازدیاد جمعیت، رشد اقتصادی ، همگی مباحث جهان شمولی هستند که با گستردگی تمام، فکر اندیشمندان را در یافتن راهکارهای مناسب در حل معضلات انرژی در جهان به خود مشغول داشته اند.

از سوی دیگر منابع تجدید ناپذیر انرژی یا همان سوخت های فسیلی در مقادیر محدود در دسترس اند.

نفت،گاز و زغال سنگ نمونه های بارز این منابع هستند که در برخی مقالات و به نام منابع "پایان پذیر" معرفی شده اند.

نقش انرژی هسته ای در صنعت نفت؛ کارشناسان اقتصادی به خصوص آنهایی که در حوزه انرژی فعالیت می کنند بر این باورند جهان به سمت استفاده از انرژی های تجدید پذیر و یا همان انرژی های پاک در حال حرکت است، بنابراین استفاده از انرژی هسته ای را که خود از گسترده ترین و به صرفه ترین انرژی های تجدید پذیر به شمار می رود، برای کشور های متکی به سوخت فسیلی تاکید می کنند.

دکتر وکیلی یکی از این کارشناسان، معتقد است، در حال حاضر استفاده از انرژی هسته ای باید در راس برنامه های دولتها قرار گیرد، که در این میان بهتر است، جمهوری اسلامی ایران برای استفاده از این انرژی پاک، سرمایه گذاری های بیشتری کند.

وی درباره استفاده از انرژی هسته ای گفت: برخلاف انرژی های فسیلی که برای تولید آنها نیاز به مطالعات زلزله شناسی، لرزه نگاری، حفاری، اکتشاف، استخراج، انتقال و توزیع است، تولید انرژی هسته ای خیلی به صرفه تر انجام می شود.

وکیلی همچنین درباره کاربرد انرژی هسته ای در صنعت نفت افزود: در صنعت نفت نیز مانند سایر صنایع، انرژی عامل محرکه شناخته می شود به طوری که می توان برای تمام مراحلی که در بالا گفته شد، به جای سوخت فسیلی از سوخت هسته ای استفاده کرد.

مواردی از کاربرد انرژی هسته ای در صنعت نفت؛ علاوه بر مواردی که دکتر وکیلی درباره کاربرد انرژی هسته ای در صنعت نفت بیان کردند، در ذیل، چند مورد از این کاربرد را برمی شماریم: 1) با آزمایش 40 نوع نفت مختلف که در نقاط مختلف جهان استخراج می شوند دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در تمام مواد نفتی هفت نوع عنصر مشترک وجود دارد.

اما مقدار آنها در نفتی که در یک نقطه استخراج می شود با نفت نقطه دیگر دنیا متفاوت است، که با استفاده از انرژی هسته ای به راحتی می توان این تفاوت را تشخیص داد.

2) هنگامی که مواد نفتی به جا مانده از کشتی حامل سوخت در جایی مشاهده می شود، می توان نمونه ای از آن را به آزمایشگاه برد و در معرض تابش نوترونی قرار داد به این ترتیب عناصر مختلف و مقدار آنها مشخص می شود، و می توان به طور دقیق اعلام کرد که این آلودگی از کدام کشتی نشات گرفته است.

3)هنگام انتقال مواد نفتی در فاصله های زیاد، چون شرکتهای مختلف نفتی از لوله های نفت مشترک استفاده می کنند، ردیابی ایزوتوپی مختلف برای علامت گذاری ابتدای انتقال هر محموله نفتی، به کار برده می شود.

4) در تأسیسات تصفیه و پالایش از ردیابی های ایزوتوپ های رادیواکتیو برای دنبال کردن مواد پتروشیمی و آماده سازی آنها در قسمتهای مختلف استفاده می شود.

5) در مرحله نهایی محصولات مواد نفتی تصفیه شده، برای تعیین درجه خالص بودن آنها، با استفاده از ایزوتوپهای رادیواکتیو آزمایش می شوند.

6)ردیابی ایزوتوپ رادیواکتیو را تقریباً در تمام مراحل تأسیسات صنعتی پتروشیمی می توان مشاهده کرد.

7)هنگام کشف و استخراج نفت، دانشمندان میله های رادیواکتیو را داخل چاههای آزمایشی فرو برده، سپس میزان انتشار تشعشع رادیواکتیو را در طبقات مختلف اندازه می گیرند زمین شناسان میزان بازتاب اشعه رادیواکتیو را ثبت می کنند و یک تصویر واضح و دقیق از طبقات زیرین جهت حفاری بیشتر برای رسیدن به نفت در آن منطقه یا متوقف کردن کار به دست می آورند انرزی وانواع آن Friday, 02.15.2008, 08:01am (GMT3.5) انرژی چیست ؟

در جهان هستی در مقابل دو پدیده شناخته شده قرار داریم: 1 مواد بیجانی که فقط از اتم ها و ملکولها تشکیل شده اند و نظام حرکتی الکترون ها به دور هسته بر آنها غالب و حاکم است.

2 ذراتی که علاوه بر داشتن نظام الکترونی ، خاصیت زایندگی ، تولید مثل و توسعه به انواع مختلف را دارد که به آنها سلول می گوئیم .

حیات با پیچیدگی بسیار در سلولها جریان دارد .

از ذره ای ناچیز، درختی تنومند با بار فراوان و یا حیوانی ستبرویا انسانی با کمال خلق می شود .

یک سلول ساده در زمانی کوتاه به سلولهای زیادی، آنهم نه ضرورتاً از نوع خودش بلکه به صور مختلف ، با نظم توسعه یافته و هر دسته از سلولها قسمتی از بدن حیوان و یا انسان را می سازند.

با آنکه راز خلقت مسئله ای غامض و پر رمز و راز است و تصور آن در ذهن کوچک بشر ( در مقایسه با عظمت طبیعت ) نمی گنجد ولی سالیان درازی است به این نکته آگاهیم که اگر تزریق انرژی به این سلولها را قطع نماییم و یا از کسب انرژی آنها جلوگیری نماییم حیات متوقف میشود.

پس سزاوار است که انرژی را جوهرحیات بدانیم زیرا نه تنها قطع آن ، حیات را متوقف میکند بلکه سبب می شود که اجسام غیر زنده نیز به حالت اولیه باقی مانده و فعل وانفعال در آنها متوقف گردد و کلیه خواص تبدیل ، از آنها زایل شود.

چه با نگرش توحیدی و چه بادید مادیگری(نظریه تزوآنتی تز) به جهان نگاه کنیم ، بهر حال در یک اصل نمی توان شک کرد و آن عبارتست از:اثر قاطع و تعین کننده انرژی در حیات جهان فلذا این اکسیر حیات که حاکمیت قطعی بر پیدایش عالم داشته وادامه حیات را میسر نموده است امروزه میرود که مشکلات عظیمی در زندگی انسانها ایجاد نماید لذا با یستی رفع این مشکل طرف توجه نخست متفکرین جهان قرار گیرد.

انرژی نه تنها جوهر حیات است ، بلکه رشد حیات نیز یکی از صور انرژی است که با ظرافت بسیار ، ارتباط حیات را برقرار میکند .

مسئله امواج پخش شده از مغز بشر که بنام اشعه های نام گذاری شده ( این اشعه نباید با اشعه فرکانس بسیار بالای فیزیک اشتباه شود) و نقش الکتریسته در فرمان سلسه اعصاب و بالاخره اثر جاودان و حیاتی خورشید در رویش گیاهان ، حیات دریاها و زندگی بشر و تمام تحولات شیمیایی و فیزیکی که از امواج و ذرات نورانی نظم جهان را حفظ می نماید نشان آنست که در ظرافت ارتباطات پیجیده رشد و توسعه حیات انرژی هم موجد است و هم وسیله.

در بسیاری از متون به طور کلی انرژی را به صورت ساده «قابلیت یا ظرفیت انجام کار» تعریف نموده اند .

این تعریف جامع و برگرفته ازمکانیک نیوتنی است بر مبنای خواص اجرام متحرک .

مفهوم انرژی ریشه اصلی علوم ترمودینامیک ، فیزیک ذره ای ، شیمی و الکترو مغناطیس است .

رابطه جرم و انرژی انیشتین که نشان دهنده رابطه بین این دو عامل است یعنی E=M.C2 را در نظر می گیریم .

E مقدار انرژی ، m جرم ماده وc سرعت نور می باشد و هم چنین رابطه پلانک که مبنای تئوری کوانتوم است نشان دهنده تبدیل انرژی در رابطه با تابش است .

در این رابطه E=h.v کوانتای انرژی تابعی است از فرکانس تابش ، که در این رابطه هم E مقدار انرژی ( مقدار کوانتای انرژی) و V فرکانس تابش وh ضریبی است که بنام ثابت پلانک خوانده میشود و مقدار آن برابر است با : ( بر حسب ارگ ثانیه ) 10× 6255/6=h اگر این ضریب در فرکانس یک فوتون ضرب شود مقدار انرژی فوتون را نشان میدهد .

با وجود آنکه می توان انرژی را بطور مختصر تعریف کرد ولی این تعریف نیاز به تعریف کار و قدرت دارد .

در قلمرو فیزیک کار فقط زمانی انجام می شود که قدرتی بر جسمی اعمال شده و جسم در همان زمان در جهتی که بردار نیرو میباشد شروع به حرکت نماید .

مقدار کار انجام شده از نقطه a به نقطه b ( تحرک جسم از a به b ) به صورت زیر است: F مجموع نیرو اعمال شده و زاویه بین جهت f و جهت جابجایی ذره (ds) است .

در سیستم M.K.S کار به صورت نیوتن - متر ، ( ژول) و در سیستم انگلیسی با واحد فوت پوند نشان داده میشود.

قدرت به صورت عاملی تعریف میشود که توسط آن کار صورت می گیرد .

متوسط قدرت اعمال شده توسط یک عامل در مدت معلوم از زمان برابر است با حاصل جمع کارانجام شده توسط آن عامل در زمان مشخص تقسیم بر مدت زمان.

در واقع و قدرت یا توان لحظه ای عبارت است از : که واحد ان وات میباشد.

حال اگر به تعریف انرژی برگردیم که عبارت بود از ظرفیت انجام کار ، این تعریف شاید بدین صورت بهتر فهمیده شود ( انرژی عاملی است که هنگام انجام گرفتن کار تحلیل میرود ( کاهش می یابد ) و مقدار این کاهش برابر با کار انجام شده است .واحد انرژی مشابه واحدهایی است که در مورد کار بیان می شود.در جدول زیر(ضرایب تبدیل واحدهای مختلف ومتعارف انرژی) بیان گردیده که واحد ان وات میباشد.

حال اگر به تعریف انرژی برگردیم که عبارت بود از ظرفیت انجام کار ، این تعریف شاید بدین صورت بهتر فهمیده شود ( انرژی عاملی است که هنگام انجام گرفتن کار تحلیل میرود ( کاهش می یابد ) و مقدار این کاهش برابر با کار انجام شده است .واحد انرژی مشابه واحدهایی است که در مورد کار بیان می شود.در جدول زیر(ضرایب تبدیل واحـــدهای مختلف ومتعارف انرژی) بیان گردیده است: انواع انرژی پس از درک مفهوم انرژی به طبقه بندی انواع انرژی می پردازیم : انرژی بر حسب موقعیت جسم حامل انرژی و یا نحوه تولید انرژی معمولاً به گونه های زیر تقسیم بندی میشود : طبقه بندی شماره (1) الف ـ انرژی جنبشی ب ـ انرژی پتانسیل طبقه بندی شماره (2) الف ـ انرژی فسیلی (پایان پذیر) ب ـ انرژی غیر فسیلی (تجدید شونده) انرژی جنبشی : بطور کلی هر ماده ای که متحرک باشد (دارای سرعت باشد) قابل وقادربه انجام دادن کاری می باشد یعنی قابلیت انجام یک کار فیزیکی را دارد به عبارت دیگر این ماده دارای انرژی است که به این نوع انرژی ، انرژی جنبشی می گویند.

باد ، آب جاری ، اجزای متحرک ماشینها ، ملکولهای بخار آب یا گاز منفجر شونده دارای انرژی جنبشی هستند .

محاسبه انرژی : اگر جسمی با جرم M دارای سرعت v باشد توانایی انجام کار را دارد یعنی اگر به جسمی برخورد کند با شرایط مناسب و کافی می تواند برآن اثر بگذارد و یا آن را جابجا کند .

این مقدار انرژی را با نمایش داده و مقدار ان عبارتست از : انرژی پتانسیل : وقتی اجسام در حال حرکت نیستند (ساکن هستند) دارای نوعی انرژی می باشد که در انها ذخیره شده است و بر حسب موقعیت جسم نسبت به مبدأ یا انرژی شیمیایی ذخیره شده در آن و....

توانائی انجام کار را دارند .

البته اجسام متحرک هم می توانند علاوه بر انرژی جنبشی دارای انرژی پتانسیل باشد .

انرژی پتانسیل غیر فعال است و فقط در صورت آزاد شدن، قادر به انجام کار می باشد مثل سنگی که به فاصله یک متر نسبت به مبدأ (سطح زمین) بالا برده باشیم یا بنزنی که هنوز تحت عمل احتراق واقع نشده و ماده رادیواکتیوی که هنوز عملیات انرژی زائی بر روی آن انجام نشده است و یا تیری که در کمان هنوز رها نشده و یا فنری که جمع کرده باشیم و یکباره آنرا رها نماییم .

انرژی ماهیچه ای ، آب ذخیره شده پشت دیوارسد از معمولترین انرژیهای پتانسیل به شمار میآیند .

رایج ترین و آشناترین نوع انرژی پتانسیل انرژی گرانشی می باشد و عبارتست از : اگر به جسمی به جرم m به اندازهh از یک سطح معیین بالا رود انرژی معادل m.g.h در ان جسم ذخیره می شود که مقدار آن را داریم : ناگفته نماند انرژی درونی اجسام تلفیقی از انرژی پتانسیل و جنبشی می باشد، چون ذرات درون ملکولها (حرکت اتم ها نسبت به یکدیگر) و به علاوه ذرات درون اتم نسبت به دیگرذرات دارای انرژی پتانسیل هستند و هم چنین الکترونهای دوار هم بدور هسته دارای انرژی جنبشی هستند که مجموع این انرژی ها را انرژی درونی ماده می گویند .

مهم ترین نوع انرژی از این حیث طبقه بندی انرژی شیمیایی می باشد که نوعی انرژی پتانسیل است و تا زمانی که این انرژی آزاد نگردد ( بر اثر احتراق و انفجار ) این انرژی قابل انجام کار نیست مثل انرژی درون بنزین یا نفت سفید.

انرژی شیمیایی از این جهت که حتماً واکنش شیمیایی می بایست صورت گیرد تا آزاد شود تحت این نام خوانده می شود .

اصطلاح« انرژی مکانیکی» در واقع نوعی انرژی جنبشی هست که می تواند ماشینهارا به راه اندازد زیرا هر انرژی جنبشی قادر نیست ماشینهارا به کار وادار نماید مثلاً اگر باد به دسته یک تلمبه بخورد تلمبه قادر به انجام حرکت و راه افتادن نمی باشد فلذا می بایست انرژی جنبشی را به طریقی به انرژی مکانیکی تبدیل نماییم تا بتواند ماشین را راه بیندازد.

تقسیم بندی انرژی در بحث اقتصاد انرژی و حامل های انرژی به این گونه است : 1ـ انرژی فسیلی (تجدید ناپذیر) 2ـ انرژی غیر فسیلی ( تجدید پذیر) انرژی فسیلی : موادی که در اثر فساد اجساد و بقایا وفسیل جانوران و گیاهان و جانداران دیگر از قبیل آغازیان بوجود آمده اند تحت عنوان مواد فسیلی مشهورند این مواد علی الا غلب درون خود انرژی شیمیایی نهفته ای دارند که به آن انرژی فسیلی می گویند .

نمونه بارز این مواد نفت ، گاز ، زغال سنگ می باشد .

عناصر تشکیل دهنده سوخت های فسیلی هیدروژن و کربن می باشد که البته عناصر دیگری از قبیل نیتروژن ، گوگرد ، اکسیژن ، فسفر و ترکیبات کلسیم و آلومینیم هم در آنها یافت می شود .

نسبت اتمی هیدروژن به کربن در زغال سنگ حدود یک یا کمتر ، در نفت خام حدود 2تا 3و درگاز طبیعی حدود 4 می باشد .

معمولاً مقداری خاکستر از اکسید فلزات و سلیکات های تشکیل دهنده در زغال سنگ و نفت خام دیده می شود ولی این مقدار خاکستر در زغال سنگ بیشتر از نفت خام است.

از آنجا که حالت پایدار کربن در شرایط متعارف محیط ، گرافیت است لذا اغلب سوختهای فسیلی در طبیعت ناپایدارند اطلاعات ناشی از ترمودینامیک ( آنتالپی Delta H) یا انرژی آزاد نشان می دهد که تنها هیدوکربن های پایدار در شرایط متعارف اتان و متان هستند .

مواد هیدرو کربن دار مانند زغال سنگ ، نفت خام و اغلب ترکیباتی آلی از نظر ترمودینامیکی ناپایدار بوده و تمایل به تجزیه به ملکول های ساده تشکیل دهنده اولیه خود را دارند .

عامل باز دارنده این تجزیه، سرعت کم واکنش ها در موجودات جاندار، تغذیه پیوسته آنها با مواد آلی می باشد .

امروزه سوخت های فسیلی اعم از جامد ، مایع و گاز از مهمترین مواد اولیه مورد استفاده در صنایع تولید هستند .

طبق آمارهای به ثبت رسیده طی 30 سال گذشته احتیاجات انرژی جهان به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش یافته است.

در سال 1960 مصرف انرژی جهان معادل 3/3Gtoe بوده است.در سال 1990 این رقم به 8/8Gtoe بالغ گردید ، که دارای رشد متوسط سالانه 3/3 درصد می باشد و در مجموع 166 در صد افزایش نشان می دهد و در حال حاضر مصرف انرژی جهان 10Gtoe/Year بوده و پیش بینی می شود این رقم در سالهای 2010 و 2020 به 12 و 14 Gtoe/Year افزایش یابد .

این ارقام نشان می دهند که میزان مصرف انرژی جهان در قرن آینده بالا می باشد و بالطبع این سوال مهم مطرح می باشد که آیا منابع انرژی های فسیلی در قرنهای آینده، جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، تکامل و توسعه خواهند بودیا خیر؟

حداقل به دو دلیل عمده پاسخ این سوال منفی است و باید منابع جدید انرژی را جایگزین این منابع نمود.

این دلایل عبارتند از: محدودیت و در عین حال مرغوبیت انرژی های فسیلی چرا که این سوختها از نوع انرژی شیمیایی متمرکز بوده و مسلماً کاربردهای بهتر از احتراق دارند.

مسایل و مشکلات زیست محیطی بطوری که امروزه حفظ سلامت اتمسفر از مهمترین پیش شرطهای توسعه اقتصادی پایدار جهانی به شمار می آید.

از این رو است که دهه های آینده بعنوان سالهای تلاش مشترک جامعه انسانی برای کنترل انتشار کربن، کنترل محیط زیست و در واقع تلاش برای تداوم انسان بر روی کره زمین خواهد بود بنابراین استفاده از منابع جدید انرژی به جای منابع فسیلی امری الزامی است.

سیستمهای جدید انرژی در آینده باید متکی به تغییرات ساختاری و بنیادی باشد که در آن منابع انرژی بدون کربن نظیر انرژی خورشیدی و بادی و زمین گرمایی و کربن خنثی مانند انرژی بیوماس مورد استفاده قرار می گیرند.

بدون تردید انرژی های تجدیدپذیر با توجه به سادگی فن آوریشان در مقابل فن آوری انرژی هسته ای از یک طرف و نیز بدلیل عدم ایجاد مشکلاتی نظیر زباله های اتمی از طرف دیگر نقش مهمی در سیستمهای جدید انرژی در جهان ایفا می کنند.

در هر حال باید اذعان داشت که در عمل عوامل متعددی بویژه هزینه اولیه و قیمت تمام شده بالا، عدم سرمایه گذاری کافی برای بومی نمودن و بهبود کارآیی تکنولوژیهای مربوطه ، به حساب نیامدن هزینه های خارجی در معادلات اقتصادی، نبود سیاستهای حمایتی در سطح جهانی، منطقه ای و محلی، نفوذ و توسعه انرژی های نو را بسیار کند و محدود ساخته است.

ولی پژوهشگران و صنعتگران همواره تلاش خود را جهت رفع این مشکلات مبذول می دارند.

بطور کلی عمده فعالیتهای مربوط به احداث پایلوتهای سازگار با محیط زیست با بکار بردن منابع انرژی های تجدیدپذیر و اجرای پروژه های مهندسی و انجام خدمات مشاوره ای و مدیریت بر طرحها، در چهار بخش ذیل متمرکز شده است: • انرژی های خورشیدی • انرژی باد و امواج • انرژی زمین گرمایی • فن آوری هیدروژن، پیل سوختی و زیست توده که در اینجا به توضیح اجمالی هر یک می پردازیم: 1- انرژی خورشیدی جالب است بدانید که تابش خورشید بزرگترین منبع تجدید پذیر انرژی روی کره زمین می باشد و اگر فقط یک درصد از صحراهای جهان با نیروگاه های حرارتی خورشیدی به کار گرفته شوند، همین مقدار برای تولید برق سالانه مورد تقاضای جهان کافی خواهد بود.

برای سود جستن از انرژی خورشیدی دو راه وجود دارد : استفاده مستقیم از نور خورشیدو تبدیل آن به الکتریسیته از طریق سلولهای فتوولتائیک استفاده مستقیم از انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انواع انرژی های دیگر و یا استفاده مستقیم از آن (کاربردهای نیروگاهی و غیر نیروگاهی خورشیدی) یک نیروگاه خورشیدی شامل تاسیساتی است که انرژی تابشی خورشید را جمع کرده و با متمرکز کردن آن، درجه حرارتهای بالا ایجاد می کند.

انرژی جمع آوری شده از طریق مبدلهای حرارتی، توربین ژنراتورها و یا موتورهای بخار به انرژی الکتریکی تبدیل خواهد شد.

نیروگاه های خورشیدی بر اساس نوع متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند: نیروگاه سهموی خطی (Parabolic Trough Collectors) نیروگاه دریافت کننده مرکزی(C.R.S) نیروگاه دیش استرلینگ( این تکنولوژی در نیروگاه های خورشیدی مورد استفاده کمتری دارد و در کاربردهای غیر نیروگاهی بیشتر استفاده می شوند.) نیروگاه سهموی خطی 250 کیلووات شیراز از انرژی حرارتی خورشید علاوه بر استفاده نیروگاهی، می توان در زمینه های زیر بصورت صنعتی، تجاری و خانگی استفاده کرد: گرمایش آب مصرفی( آب گرمکنهای خورشیدی برای منارل، ساختمانها، کارخانجات و استخرها) گرمایش فضای داخلی ساختمانها سرمایش فضای داخلی ساختمانها و یخچالهای خورشیدی آب شیرین کنهای خورشیدی (در اندازه های خانگی و صنعتی) خشک کنهای خورشیدی ( برای خشک کردن مواد غذایی و محصولات کشاورزی) خوراک پزهای خورشیدی 2- انرژی باد و امواج به منظور شناخت دقیق محدودیتها، موانع و امکانات موجود در جهت استفاده از منابع انرژی در کشور، ضرورری است .میزان بهره برداری از پتانسیلهای موجود انرژی و روند تحولات حاملهای انرژیهای تجدیدپذیر در کشور نیز به روش علمی و دقیق محاسبه و ارزیابی گردد.

کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می باشد.

با توسعه نگرشهای زیست محیطی وراهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است.

استفاده از تکنولوژی توربینهای بادی به دلایل زیر می تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.

قیمت پایین توربینهای برق بادی در مقایسه با دیگر صور انرژیهای نو کمک در جهت ایجاد اشتغال در کشور عدم آلودگی محیط زیست در کشورهای پیشرفته نظیر آلمان، دانمارک، آمریکا،اسپانیا، انگلستان، و بسیاری کشورهای دیگر، توربینهای بادی بزرگ و کوچک ساخته شده است و برنامه هایی نیز جهت ادامه پژوهشها و استفاده بیشتر از انرژی باد جهت تولید برق در واحدهایی با توان چند مگاواتی مورد مطالعه می باشد.

در ایران نیز با توجه به وجود مناطق بادخیز طراحی و ساخت آسیابهای بادی از 2000 سال پیش از میلاد مسیح رایج بوده و هم اکنون نیز بستر مناسبی جهت گسترش بهره برداری از توربینهای بادی فراهم می باشد.مولدهای برق بادی می تواند جایگزین مناسبی برای نیروگاه های گازی و بخاری باشند.

مطالعات و محاسبات انجام شده در زمینه تخمین پتانسیل انرژی باد در ایران نشان داده اند که تنها در 26 منطقه از کشور( شامل بیش از 45 سایت مناسب) میزان ظرفیت اسمی سایتها، با در نظر گرفتن یک راندمان کلی 33%، در حدود 6500 مگاوات می باشد و این در شرایطی است که ظرفیت اسمی کل نیروگاه های برق کشور، (در حال حاضر) 34000 مگاوات می باشد.

در توربینهای بادی، انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد.

استفاده فنی از انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5/ الی 25/ باشد.

پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادی 1018ژول) برآورد گردیده است که از این مقدار 40 مگاوات ظرفیت نصب شده تا اواخر سال 2003 میلادی(1382 ه.ش.) در جهان می باشد.

از مزایای استفاده از این انرژی عدم نیاز توربین بادی به سوخت، تامین بخشی از تقاضاهای انرژی برق، کمتر بودن نسبی انرژی باد نسبت به انرژی فسیلی در بلند مدت، تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی، قدرت مانور زیاد در بهره برداری( از چند وات تا چندین مگاوات) ، عدم نیاز به آب و نداشتن آلودگی محیط زیست می باشد.

توربین 600 کیلو وات واقع در روستای بابائیان منجیل توربینهای بادی کوچک از توربینهای بادی کوچک جهت تامین برق جزیره های مصرف و یا مناطقی که تامین برق از طریق شبکه سراسری برق مشکل می باشد استفاده می شود.

این توربینها تا قدرت 10 کیلووات توان تولید برق را دارا می باشند.

توربینهای بادی متوسط عموماً تولید این توربینها بین 250-10 کیلووات است.

از این توربینها جهت تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

توربینهای بادی بزرگ( مزارع بادی) این نوع توربینها معمولاً شامل چند توربین بادی متمرکز با توان تولیدی 250 کیلووات به بالا می باشند که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند.

3- انرژی زمین گرمایی مرکز زمین( به عمق تقریبی 6400 کیلومتر)که در حدود 4000 درجه سانتیگراد حرارت دارد، به عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت 650 تا 1200 درجه سانتیگراد در اعماق 80 تا 100 کیلومتری از سطح زمین می گردد.

بطورمیانگین میزان انتشار این حرارت از سطح زمین که فرایندی مستمر است معادل 82 میلی وات در واحد سطح است که با در نظر گرفتن مساحت کل سطح زمین(10*1/5 متر مربع) ، مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن، برابر با 42 ملیون مگاوات است.

در واقع این میزان حرارت غیر عادی، عامل اصلی پدیده های زمین شناسی از جمله فعالیتهای آتشفشانی، ایجاد زمین لرزه ها، پیدایش رشته کوه ها( فعالیتهای کوه زایی) و همچنین جابجایی صفحات تکتونیکی می باشد که کره زمین را به یک سیستم دینامیک تبدیل نموده و پیوسته آن را تحت تغییرات گوناگون قرار می دهد.

امروزه با بهره گیری از فنآوریهای موجود، تنها بخش کوچکی از این منبع سرشار مهار شده و بطور اقتصادی قابل بهره برداری است.

بنابراین انرژی زمین گرمایی، همان انرژی حرارتی قابل استحصال از پوسته جامد زمین است.

انرژی زمین گرمایی بر خلاف سایر انرژی های تجدیدپذیر منشاء یک انرژی پایدار با فاکتور دسترسی 100% است که بطور شبانه روزی در طول سال قابل بهره برداری است.

خروج بخار از یک چاه زمین گرمایی از انرژی زمین گرمایی در دو بخش کاربردهای نیروگاهی( غیر مستقیم) و غیر نیروگاهی ( مستقیم) استفاده می شود.

تولید برق از منابع زمین گرمایی هم اکنون در22 کشور جهان صورت میگیرد که مجموع قدرت اسمی کل نیروگاههای تولید برق از این انرژی بیش از 8000 مگاوات می باشد.

این در حالی است که بیش از 64 کشور جهان نیز با مجموع ظرفیت نصب شده بیش از 15000 مگاوات حرارتی از این منبع انرژی در کاربردهای غیر نیروگاهی بهره برداری می نمایند.

نیروگاه زمین گرمایی تبخیر آنی در این نیروگاه ها سیالی که معمولاً به حالت دوفاز مایع و بخار از اعماق زمین واز طریق چاه های زمین گرمایی استخراج می شود به مخزن جدا کننده هدایت شده و بدینوسیله فاز بخار از فاز مایع جدا می شود.بخار جدا شده وارد توربین شده و باعث چرخش پره های توربین می شود.پره ها نیز به نوبه خود محور توربین و در نتیجه محور ژنراتور رابه حرکت وا می دارند که باعث بوجود آمدن قطبهای مثبت و منفی در ژنراتور شده و در نتیجه برق تولید می شود.

نیروگاه زمین گرمایی با چرخه دو مداره(باینری) در این نوع نیروگاه ها نیاز به مخزن جداکننده در تجهیزات نیروگاه وجود ندارد زیراآب گرم استخراج شده وارد مبدل حرارتی شده و حرارت خود را به سیال عامل دیگری که معمولاً ایزوپنتان می باشد و نقطه جوش پایینتری نسبت به آب دارد منتقل میکند.

در این فرآیند ایزوپنتان به بخار تبدیل شده و به توربین منتقل می شود که در اینجا توربین و ژنراتور طبق توضیحات فوق می توانند برق تولید کنند.

از کاربردهای مستقیم انرژی زمین گرمایی میتوان به مواردی همچون احداث مراکز آب درمانی و تفریحی-توریستی ، گرمایش انواع گلخانه، احداث مراکز پرورش آبزیان و طیور، پیش گیری از یخ زدگی معابر در فصل سرما، تامین گرمایش و سرمایش ساختمانها توسط پمپهای حرارتی زمین گرمایی اشاره نمود.

4- فن آوری هیدروژن، پیل سوختی و زیست توده مصرف گسترده و کلان انرژی حاصل از سوختهای فسیلی اگرچه رشد سریع اقتصادی جوامع پیشرفته صنعتی را به همراه داشته است اما بواسطه انتشار مواد آلاینده حاصل از احتراق و افزایش دی اکسید کربن در جو و پیامدهای آن، جهان را با تغییرات روز افزونی آماده ساخته است که افزایش دمای زمین، تغییرات آب و هوایی، بالا آمدن سطح آب دریاها و در نهایت تشدید منازعات بین المللی از جمله این پیامدها محسوب می شوند.

از سوی دیگر اتمام قریب الوقوع منابع فسیلی و پیش بینی افزایش قیمتها بیش از پیش بر اهمیت و لزوم جایگزینی سیستم انرژی فعلی اهمیت دارد.

در سال 1997 میلادی کنوانسیون تغییرات آب و هوایی با هدف تثبیت غلظت گازهای گلخانه ای در اتمسفر، پروتکل کیوتو را مطرح نمود که به موجب این پروتکل کشورهای صنعتی ملزم به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای شده اند و هدف اصلی از این کنوانسیون دستیابی به تثبیت غلظت گازهای گلخانه ای در اتمسفر تا سطحی است که مانع تداخل خطرناک فعالیتهای بشری با سیستم آب و هوایی گردد و چنین سطحی در چهارچوب زمانی مناسب قابل اجرا خواهد بود تا اکوسیستمها بطور طبیعی خود را با تغیییر آب و هوایی تطبیق دهند و اطمینان حاصل شود که امنیت غذایی تهدید نمی شود و توسعه اقتصادی بطور پایدار ایجاد می گردد.

از سوی دیگر مجموعه انرژیهای تجدید پذیر روز به روز سهم بیشتری را در سیستم تامین انرژی جهان بعهده می گیرد؛ لذا در برنامه ها و سیاستهای بین المللی، نقش مهمی به منابع تجدید پذیر انرژی محول گردیده است.

اما سازگار نمودن این منابع با سیستم فعلی مصرف انرژی جهانی هنوز با مشکلاتی همراه است که بررسی و حل آنها حجم وسیعی از تحقیقات علمی جهان را در دهه های اخیر به خود اختصاص داده است.

تقریباً همه منابع انرژی تجدید پذیر بصورت تناوبی در دسترس هستند و بخودی خود قابل حمل یا ذخیره سازی نیستند و به همین دلیل نمی توانند بصورت سوخت به ویژه در حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرند.

سوختهای پاک دارای خواص فیزیکی و شیمیایی هستند که آنها را پاکتر از بنزین با ساختار و ترکیب فعلی در عمل احتراق می نمایند.

این سوختها در حین احتراق مواد آلاینده کمتری تولید می کنند، در ضمن استفاده از این سوختها شدت افزایش و انباشته شدن دی اکسید کربن که موجب گرم شدن زمین می گردد را نیز کاهش می دهد.

هیدروژن بعنوان یک سوخت پاک می تواند جایگزین مناسبی برای سایر سوختهای متداول گردد و در آینده بعنوان یک حامل انرژی مطرح گردد.

فراوانی سهولت تولید از آب، مصرف تقریباً منحصر بفرد و سودمندی زیست محیطی ذاتی هیدروژن از جمله ویژگیهایی است که آنرا در مقایسه با سایر گزینه های مطرح سوختی متمایز می کند.

هیدروژن را می توان با استفاده از انواع منابع انرژی اولیه تولید کرد و در تمام موارد و کاربردهای سوختهای فسیلی مورد استفاده قرار داد.

هیدروژن به ویژه منابع تجدید پذیر انرژی را تکمیل می کند و آنها را در هر محل و هر زمان، بصورت مناسبی در دسترس قرار داده و در اختیار مصرف کننده می گذارد.

سیستم انرژی هیدروژنی بدلیل استقلال از منابع اولیه انرژی، سیستمی دائمی، پایدار، فنا ناپذیر، فراگیر و تجدید پذیر می باشد.

از اینرو پیش بینی می شود که در آینده ای نه چندان دور، تولید و مصرف هیدروژن به عنوان حامل انرژی به سراسر اقتصاد جهانی سرایت کرده و اقتصاد هیدروژن تثبیت شود.

معرفی سوختهای جایگزین و مطالعه در خصوص امکان استفاده و بهره برداری از آنها با توجه به ملاحظات فنی-اقتصادی و منابع گسترده موجود در ایران، همچنین بدلیل روند رو به رشد مصرف سوختهای مایع هیدروکربوری در کشور که هر ساله موجب ضرر و زیان هنگفت به بودجه عمومی و محیط زیست کشور می شود، از اهمیت قابل توجهی برخوردار گردیده است.