نیروهای تجدید پذیر

مدل آزمایشی:

برای ساخت یك مدل ازمایشی، تحقیقات تئوریك مفصلی انجام شده كه آزمایشات تونل باد وسیعی را بهمراه داشت و نهایتاً در سال 1981 منجر به ساخت واحدی با توان تولید 50 كیلووات برق در منطقه مانزانارس (Manzanares) در 150 كیلومتری جنوب مادرید در كشور اسپانیا شد و این واحد از كمك مالی وزارت تحقیق و فناوری آلمان برخوردار بود.

هدف از این طرح تحقیقاتی، تطبیق، اندازه‌گیری محلی، مقایسه پارامترهای تئوریك و عملی و بررسی تاثیر اجزاء مختلف دودكش خورشیدی بر راندمان و نیز توان تولیدی این فناوری تحت شرایط واقعی و نیز شرایط خاص آب و هوایی بود.

پوشش سقف قسمت كلكتور نه تنها باید شفاف یا حداقل نیمه شفاف باشد بلكه باید محكم بوده و از قیمت قابل قبولی برخوردار باشد. برای این پوشش نوعی از ورقه‌های پلاستیكی و نیز شیشه‌ مورد توجه قرار گرفتند تا مشخص شود در درازمدت كدامیك از آنها بهتر بوده و صرفه اقتصادی دارد. باید توجه داشت كه شیشه می‌تواند سالیان سال در مقابل طوفان و باد مقاومت كرده وآسیب نبیند و در مقابل بارانهای فصلی نیز نوعی خاصیت خود تمیز كنندگی بروز می‌دهد.

در عوض لایه‌های پلاستیكی را باید درون یك قاب قرار داد و وسط آنها نیز اصطلاحاً به سمت زمین شكم می‌دهد. هرچند هزینه اولیه سرمایه‌گذاری ورقه‌های پلاستیكی كمتر است ولی در مانزانارس با گذشت زمان این لایه‌ها شكننده شدند و آسیب دیدند. البته با پیشرفت در ساخت لایه‌های مقاوم در برابر دما و اشعه ماوراء بنفش می‌توان به استفاده از پلاستیكها نیز امیداور بود.

مدل ساخته شده در اسپانیا در سال 1982 تكمیل گشت و هدف اصلی از ساخت آن نیز گردآوری اطلاعات بود. بین اواسط 1986 تا اوایل 1989 این واحد بطور مرتب هر روز مورد استفاده قرار گرفت و برق تولیدی آن نیز به شبكه برق سراسری متصل شد. طی این دوره 32 ماهه این واحد بصورت كاملاً اتوماتیك راهبری شد. در سال 1987 در این منطقه حدود 3067 ساعت با شدت تابش w/m2 150 وجود داشته است.

یكی از مطالب قابل توجه در راهبری این مدل آزمایشی آن بود كه اسپانیایی‌ها در زیر قسمت كلكتور اقدام به كشاورزی كردند تا این امكان را نیز در طرح خود مورد بررسی قرار دهند و اصطلاحاً از زمین بصورت بهینه استفاده كنند. نتیجه این قسمت از تحقیق آن بود كه توانستند گیاه مورد نظر خود را پرورش دهند و تاثیر آن را بر رطوبت هوای زیر سقف و دیگر پارامترهای مربوطه مورد ارزیابی قرار دهند.

تمامی نتایج بدست آمده بیانگر آن بوده است كه این فناوری از قابلیت كافی جهت استفاده در مقیاسهای بزرگتر را دارا است. بر پایه این نتایج یك سری تحقیقات توسط موسسات و دانشگاههای مختلف انجام شد تا وضعیت آن را شبیه سازی و مدلسازی كند تا بتوان نتایج این سیستم در مقیاس بزرگتر را پیشگویی كرده و قابل بررسی كرد.

تحولات آینده:

همانطور كه در ابتدای مقاله اشاره شد در آینده نزدیك قرار است یك نیروگاه دودكش خورشیدی با ظرفیت 200 مگاوات در استرالیا ساخته شود كه ارتفاع برج آن 1000 متر خواهد بود. بر اساس اطلاعات بدست آمده كشور آفریقای جنوبی نیز در نظر دارد با كمك سازمانهای بین‌المللی و نیز نهادهای سازمان ملل متحد یك نیروگاه با برجی به ارتفاع 1500 متر احداث كند تا از آن برای رفع كمبود برق خود استفاده كند. در این ارتباط باید متذكر شد كه دولت هند نیز برای اجرای این طرح در ایالت گجرات اعلام آمادگی كرده است.

هر چند در ابتدا ساخت برجهای مرتفع كاری سخت بنظر می‌رسد ولی نباید از نظر دور ساخت كه برج مرتفع شهر تورنتو كانادا در حال حاضر دارای 600 متر ارتفاع است و ژاپنیها در نظر دارند آسمانخراشهایی با ارتفاع 2000 متر در مناطقی بسازند كه امكان زمین لرزه آنها نیز زیاد است و نهایتاً آنكه ساخت برج میلاد در كشورمان ایران نیز تاییدی بر این مدعاست كه امروزه ساخت یك چنین سازه‌هایی دور از دسترسی نیست و ضمناً ما در ساخت سازه‌ سدهای آبی نشان داده‌ایم كه براحتی می‌توانیم سازه‌های عظیم بتنی را برپا سازیم.

جهت اطلاع بیشتر در جدول 2 اندازه‌های مختلف فناوری دودكش خورشیدی برای ظرفیتهای مختلف تولید برق ذكر شده است.

نباید از نظر دور داشت كه با افزایش قیمت سوختهای فسیلی معادلات به نفع فناوریهای مرتبط با انرژیهای تجدید‌پذیر تغییر خواهد كرد. در ثانی در كشورهایی كه دستمزد نیروی كار پایین است، هزینه تولید برق با این روش كاهش خواهد یافت چون تقریباً نیمی از هزینه ساخت یك چنین نیروگاهی مربوط به هزینه ساخت كلكتور می‌شود كه با كارگران ارزان و نسبتاً غیرماهر می‌توان براحتی آن را ساخت.

نتیجه‌گیری:

با توجه به اجرایی شدن معاهده زیست‌محیطی كیوتو پس از پیوستن روسیه و عضویت ایران در این معاهده، بنظر می‌رسد كه باید به دنبال راههایی جهت كاستن از میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای بود.

یكی از بهترین روشها جهت حصول به این هدف، استفاده از انرژیهای تجدید‌پذیر است و در این راستا برای كشورهای در حال توسعه میتوان فناوری «دودكش خورشیدی» را معرفی كرد. این معرفی از آن جهت است كه قسمت عمده كار با نیروی نسبتاً غیرماهر قابل انجام است و این سیستم قادر است بدون نیاز به تعمیر و نگهداری خاص برای مدت مدیدی برق تولید كند و مناسب برای كشورهایی است كه میزان تابش خورشید در آنها زیاد است. بعلاوه نباید رشد بالای تقاضا برای برق در كشوری مانند ایران را نیز از یاد برد.

در ضمن می‌توان اینگونه طرحها را با استفاده از اعتبارات تعیین شده در معاهده كیوتو كه اصطلاحاً CDM

(Clean Development Mechanism)