از آسمان هم برق می‌بارد
آرشیو آمارهای وزارت نیرو نشان می‌دهد ۳۵ درصد ظرفیت نیروگاهی ایران قبل از سال ۱۳۸۰ راه‌اندازی شده است و بسیاری از نیروگاه‌های قدیمی‌تر کشور در عمل از رده خارج شده‌اند و نمی‌توان روی تولید برق این نیروگاه‌ها حساب باز کرد.
ظرفیت واقعی تولید برق ایران ۶۲ هزار مگاوات است که ۱۲ هزار مگاوات آن مربوط به نیروگاه‌های آبی است. باتوجه به خشکسالی‌ها، نیروگاه‌های آبی کشور با نصف ظرفیت کار می‌کنند و در عمل توان تولید برق کشور ۵۶ هزار مگاوات است و این یعنی قطعی برق، قطعی است. از طرفی ایران کشوری است که از لحاظ انرژی‌های تجدیدپذیر ظرفیت‌های بالایی داشته و پرونده استفاده از آنها از سوی دولت به‌صورت جدی در حال پیگیری است. بر این اساس تاکنون از منابع تجدیدپذیر حدود ۴ میلیارد و ۴۰۵ میلیون کیلووات ساعت انرژی تولید شده که این میزان تولید برق توانسته از انتشار ۳ میلیون تن گاز گلخانه‌ای در کشور بکاهد. به‌عبارت واضح‌تر، بهره‌گیری از فناوری به کمک توان دانش‌بنیان‌ها یک راهکار جدی در حل معضل قطعی برق کشور خواهد بود. در این گزارش به فناوری‌هایی پرداخته است که می‌توانند کشور را از بحران قطعی برق نجات دهند.
از فارادی تا ادیسون
زندگی در قرن حاضر بدون جریان برق امکان‌پذیر نیست و شبکه انتقال قدرت یکی از مهم‌ترین و استراتژیک‌ترین صنایع کشورها به شمار می‌رود. در واقع اگر مایکل فارادی در قرن نوزدهم وجود نداشت، ممکن بود بشر تا مدت‌ها بدون این جریان مهم زندگی کند و خبری از پیشرفت‌های امروزی هم نبود. در واقع نخستین اکتشافات مهم خود را در زمینه الکترومغناطیس و روش انتقال نیروی برق و استفاده از آن برای ایجاد حرارت و روشنایی، در نیمه اول قرن نوزدهم عرضه کرد و در سال ۱۸۸۰ بود که نخستین نیروگاه مولد برق توسط توماس ادیسون در نیویورک، راه‌اندازی شد و توانست بخشی از شهر نیویورک را روشن کند. با اینکه روشنایی و پویایی صنعت بدون این جریان سریع امکان‌پذیر نیست، اما چند سالی می‌شود به چالش‌های عدیده کشور، قطعی برق هم اضافه شده است.
ایران، سرای انرژی
علیرضا سیادتان، پژوهشگر انرژی‌های نو در گفت‌وگو با صمت بااشاره به اهمیت استفاده از انرژی‌های نو برای تولید برق از سوی کشورهای پیشرو گفت: در گذشته‌ای نه‌چندان دور، آلمان حجم زیادی از تولید برق خود را از نیروگاه‌های هسته‌ای دریافت می‌کرد، اما پس از مدتی باتوجه به تجربه‌های جهانی، تغییر رویه داد و شروع به استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر کرد. دلیل اصلی آنها این بود که خطر انفجار این نیروگاه‌ها زیاد است و در طول زمان شمار زیادی از انسان‌ها آسیب می‌بینند. پس از مدتی این کشور توانست میزان بازده انرژی خود را با استفاده از سلول‌های خورشیدی از ۴۰ به ۶۰ درصد برساند.
نتیجه معکوس انرژی زیاد خورشیدی
سیادتان افزود: انرژی خورشیدی و فتوولتائیک در اروپا محبوبیت زیادی نسبت به دیگر انرژی‌های نو دارد که این امر به‌میزان و شدت دریافت انرژی خورشیدی در این کشورها برمی‌گردد. شاید برخی تصور کنند که در مکان‌هایی که شدت و میزان دریافت انرژی خورشیدی بیشتر است، امکان بهتری هم برای تاسیس سلول‌های خورشیدی و تولید برق وجود دارد؛ در حالی که دریافت انرژی زیاد، منجر به از بین رفتن کارآیی (Efficiency) انرژی و سلول‌های خورشیدی خواهد شد و نتیجه معکوس می‌دهد. با اینکه ایران انرژی خورشیدی زیادی دریافت می‌کند، اما بهره‌گیری از این انرژی به‌ویژه انرژی فتوولتائیک در همه جای آن امکان‌پذیر نیست.
این پژوهشگر گفت: در میان کشورهای اروپایی، کشور دانمارک تا سال ۲۰۵۰، صددرصد انرژی خود را از طریق توربین‌های بادی تامین می‌کند. دانمارکی‌ها به‌دلیل وضعیت مناسب وزش باد در سرزمین‌شان، نخستین افرادی در جهان بودند که توربین بادی ساختند. در واقع تنها این نوع از انرژی تجدیدپذیر در دانمارک موردبهره‌برداری قرار می‌گیرد، بنابراین به‌علت قدمت زیاد این کشور در تولید انرژی با استفاده از توربین‌های بادی، توانایی تولید صددرصد انرژی خود را دارد. همچنین تعداد زیاد توربین‌های بادی این کشور باعث شده است، دریا به عنوان مکان دوم برای تعبیه این توربین‌ها انتخاب شود.
از هر بادی برق تولید نمی‌شود
طبق گزارش‌های منتشرشده، در ایران توربین‌های بادی برای نخستین‌بار در سیستان و بلوچستان و منطقه خواف مورداستفاده قرار گرفتند، چرا که نوع وزش بادهای سیستان و خواف، برای تعبیه توربین‌های بادی بسیار مناسب هستند و باتوجه به شرایط اقلیمی کشورمان تا ۲۰ هزار مگاوات توربین بادی می‌توانیم داشته باشیم. یکی دیگر از مناطق شناخته‌شده در بحث احداث توربین‌های بادی در ایران، منجیل و رودبار است. سیادتان در این‌باره گفت: در هر مکانی که باد بوزد، نمی‌توان توربین بادی کار گذاشت. باوجود توربین‌های فراوان در این منطقه، به‌لحاظ کیفی نمی‌توان انتظار داشت مانند دانمارک تولید برق داشته باشیم، چرا که وزش باد سرعت بیشتری دارد و به‌اصطلاح شلاقی است. باد باید توزیع نرمال و سرعت ملایم داشته باشد تا بتوان حداکثر انرژی را از آن دریافت کرد. سرعت بالای باد بیشتر منجر به خسارت می‌شود تا دریافت انرژی. بهتر است سلول‌های خورشیدی جانمایی شود گفتنی است، انرژی‌های بادی فراساحلی یکی از امکاناتی است که ما می‌توانیم از آنها برق تهیه کنیم. اما موضوع مورداهمیت در ایجاد توربین‌های بادی در هر مکانی صرف هزینه بالای آن است. سیادتان تاسیس سلول‌های خورشیدی را
در کشور مناسب‌تر دانست و گفت: ویژگی مهم راه‌اندازی سلول‌های خورشیدی برای تولید برق در کشور این است که هر فردی می‌تواند در این زمینه سرمایه‌گذاری کند. در حقیقت برای بهره‌برداری از این نوع انرژی می‌تواند با یک هزینه اندک انجام شود. به‌همین دلیل ظرفیت دریافت و تبدیل انرژی خورشیدی در ایران شرایط بسیار بهتری نسبت به دیگر انرژی‌ها دارد.
عایق‌های نانویی مانع قطعی برق می‌شوند
فرشید چینی، دانشیار دانشکده مهندسی دانشگاه تهران و رئیس هیات‌مدیره شرکت دانش‌بنیان به مهر گفت: یکی از مهم‌ترین اجزای این صنعت، مقره‌های الکتریکی است که وظیفه نگهداری خطوط انتقال قدرت را دارند. مقره‌ها باید غیرهادی باشند، اما با قرارگیری در معرض آلودگی (گرد و غبار)، سطح مقره هادی می‌شود که همین مشکل، سبب آتش گرفتن و خرابی آنها می‌شود. چینی با بیان اینکه حدود ۳۳ درصد از خاموشی‌های دنیا ناشی از خرابی مقره‌ها است و حتی در ایران به‌خاطر شرایط آب و هوایی از این مقدار نیز بیشتر است، در صورت استفاده از پوشش تقویت‌شده می‌توان مقره‌ها را نسبت به این آلودگی‌ها ایمن کرد تا شاهد هیچ خاموشی ناشی از خرابی مقره‌ها داخل کشور نباشیم. وی با بیان اینکه در این شرکت پوششی برای مقره‌ها به تولید رساندیم که از به‌وجود آمدن مشکلات در صنعت برق جلوگیری می‌کند، عنوان کرد: این پوشش با مواد نانو تهیه شده و باعث می‌شود آلودگی مقره، جذب شود و آن را در خود حل کند. این نانو پوشش از مقره‌ها محافظت می‌کند و مانع از آتش‌سوزی و اتلاف برق خواهد شد. رئیس هیات‌مدیره با بیان اینکه نمونه داخلی این نانوپوشش در کشور وجود ندارد، گفت: آلمان، کانادا و
امریکا محصولی تحت‌عنوان پوشش‌های rtv یا چسب‌های سیلکنی مقره را به تولید می‌رسانند که تاکنون وارد کشور ما نشده است. وی با بیان اینکه این محصول ضروری برای نخستین‌بار در کشور ما به تولید رسیده است، گفت: این محصول با کسب همه استانداردها با نمونه‌های خارجی برابری می‌کند و باعث می‌شود گردوغبار، ریزگرد و هرگونه آلودگی جذب شود و در خود حل کند. نرخ این محصول یک‌سوم نمونه خارجی است.
در کشور حدود سالی ۱۰۰ تن به این نانوپوشش نیاز داریم که ما می‌توانیم در سال اول ۱۰ تن و سال دوم ۲۰ تن را تولید کنیم و تا ۴ سال آینده نیاز کشور به این نانوپوشش را برطرف سازیم.
رئیس هیات‌مدیره شرکت دانش‌بنیان با بیان اینکه این محصول در آستانه انعقاد قرارداد برای تولید انبوه است، خاطرنشان کرد: این نانوپوشش از جمله محصولات ضروری در صنعت برق به‌شمار می‌رود و درصدد هستیم نیاز کشور را در این‌باره برطرف کنیم.
خودروهای برقی آسیبی به برق شهری نمی‌زند
ابوالفضل خلخالی، کارشناس فناوری و خودرو در گفت‌وگو با صمت بااشاره به اینکه راه‌اندازی خودروهای برقی نیازمند تامین برق زیاد نیست، گفت: باتوجه به جهش جهانی در بحث استفاده از خودروهای برقی که با یک سرعت زیادی به‌سمت استفاده و انبوه‌سازی می‌روند و کشور ما هم تحت‌تاثیر این جریان قرار دارد، به‌هرحال دنیا به این سمت می‌رود و ما خواسته یا ناخواسته باید در این مسیر گام برداریم و باتوجه به گرم شدن کره زمین و بحث‌های مربوط به گرمایش جهانی و دیگر موضوعاتی نظیر توسعه و ارتقای خودروهای برقی ما را مجاب می‌کند که ما هم در این مسیر اقداماتی انجام دهیم و باید بر این اساس اولویت‌های کشور را موردبررسی و ارزیابی قرار دهیم. وی افزود: در شرایطی که بتوانیم خودروهای برقی را در مقیاس انبوه تولید کنیم، باید زیرساخت‌های آن را هم ایجاد کنیم. به اعتقاد من این زیرساخت‌ها ایجاد می‌شود، چرا که پیچیدگی‌های زیادی ندارد و فناوران را با چالش مواجه نمی‌کند و دردسرهای کمتری نسبت به خودروهای دیگر دارد. تنها بحث مهم ایجاد انرژی از سوی نیروگاه‌هایی است که به تولید برق می‌پردازند. خودروهای کوچک ۲ سرنشین در شهرها جزو خودروهای برقی هستند که در آینده
به مرحله انبوه‌سازی می‌رسند و بسیار موردتوجه خودروسازان قرار خواهند گرفت که با برق شهری به‌صورت پلاگین در منازل و در پارکینگ‌ها از شب تا صبح می‌توانند شارژ شوند؛ باتوجه به اینکه برق شبکه شهری تمایل به مصرف شدن دارد، می‌توان از آن برای شارژ خودروهای برقی استفاده کرد.
برداشت انرژی از زمین و آسمان
در ادامه به معرفی برخی محصولات استارت‌آپ‌ها و شرکت‌های دانش‌بنیانی پرداختیم که با روش‌های جالب به تولید برق می‌پردازند. ماکانی Makani نام استارت‌آپی است که از آسمان برق می‌گیرد. بادبادک‌های انرژی که شبیه هواپیماهای مدل بسیار بزرگ هستند، به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که به‌صورت مستقل پرواز و در حالی که بال‌شان می‌چرخد، برق تولید و انرژی را از طریق بند بادبادک‌ها به زمین منتقل کنند. این یک رویکرد نوآورانه برای تولید برق بادی است، به‌ویژه از آنجایی که مکان‌های مناسب کافی برای توربین‌های سنتی زمینی و فراساحلی برای پاسخگویی به نیازهای اقتصادهای مدرن تشنه انرژی وجود ندارد، باد این ظرفیت را دارد که ۱۰۰ برابر شرایط فعلی، انرژی جهان را تامین کند، اما تنها در صورتی که رویکردهای جدیدی برای تولید انرژی مانند ماکانی اتخاذ شود. ماکانی امیدوار است با بهره‌برداری از انرژی باد از مکان‌های جدید مردم بیشتری در سراسر جهان به برق پاک و مقرون به‌صرفه دسترسی داشته باشند.
بادبادک برق‌ساز
همان‌طور که از نام آنها پیداست، Kite Power Systems یکی دیگر از مبتکران انرژی باد است. مانند ماکانی شناسایی کرده است که ظرفیت عظیم تولید انرژی باد به‌دلیل وجود نداشتن مکان‌های مناسب برای فناوری‌های سنتی انرژی بادی محدود شده است، بنابراین، آنها راه‌حلی ایجاد کرده‌اند که از طریق هوابرد این محدودیت‌ها را دور می‌زند. راه‌حل این شرکت روی یک سیستم دو بادبادکی متمرکز است که به ادعای آنها می‌تواند انرژی پاک و ارزان را در مقیاس کاربردی با هزینه کمتری نسبت به توربین‌های بادی ارائه دهد. سرعت پرواز توسط بادبادک بالا است و به بیش از ۱۰۰ مایل در ساعت در بادهای ۲۰ مایل در ساعت می‌رسد. نیروهای بالابر آیرودینامیکی قوی ایجادشده توسط بادبادک باعث می‌شود که برق ایجاد شود.
تولید برق از کف خیابان
هر روز وسایل نقلیه مقدار زیادی انرژی را صرف عبور از جاده‌ها و بزرگراه‌های جهان می‌کنند. تصور کنید راهی برای بازیابی این انرژی وجود داشت. استارت‌آپ Constructis دستگاهی ساخته است که به ادعای آنها می‌تواند انرژی جنبشی را از وسایل نقلیه در جاده‌ها هنگام رانندگی از روی آنها جمع‌آوری کند. این شرکت به‌خوبی این دستگاه را به‌عنوان «دست‌انداز سرعت، جمع‌آوری انرژی» توصیف می‌کند.
این فناوری که «ماژول برق REX» نام دارد در جاده‌ها مدفون شده است و هنگامی که یک وسیله نقلیه روی REX می‌چرخد، نوار غوغایی به‌سمت پایین فشرده می‌شود؛ جایی که حرکت به انرژی تبدیل می‌شود. Constructis ادعا می‌کند که این انرژی کمابیش برای تامین انرژی ۳ خانه کافی است.
سخن پایانی
باتوجه به موارد یادشده باید گفت ما نمی‌توانیم به سوخت‌های فسیلی برای نیازهای انرژی خود متکی باشیم و راهی جز بکارگیری فناوری در تولید برق نداریم؛ تجارب جهانی ثابت کرده است که دانش‌بنیان‌ها توان کافی برای تولید برق دارند و می‌توانند در تولید ذخیره‌سازی برق تحول‌آفرین باشند و آغازگر عصر انرژی پاک و سبز نام بگیرند.
