برق سبز نیازمند چیزی فراتر از پنل خورشیدی و توربین بادی

پیچش مو

...

شاید همه ما دائما از مشکلاتی که در راه تولید برق از روش‌های پاک مانند انرژی خورشیدی و بادی قرار دارند، چیزهایی خوانده و شنیده‌ایم. باید این نکته را هم بدانیم که تمام آن «مشکلات» مسائلی روشن و عمده بوده‌اند، و در کنار آن‌ها هزار مورد ریز و درشت فنی، جلوی پیشرفت این فناوری‌ها را می‌گیرد و عموم مردم هم از آن‌ها بی‌خبر هستند.

ترجمه: نسیم بنایی، آینده نگر/ اکونومیست

انرژی سبز مشکلات خاص خود را دارد. برق به دست آمده از منابع خورشیدی و بادی نسبت به برق تولید شده از سوخت‌های فسیلی به شدت بی‌ثبات‌تر است و این مسئله روشن نیاز به ایجاد انبارهای ذخیره برق را ایجاد می‌کند.

جدای از این مشکلات آشنا، یک مشکل ظریف‌تر هم در کنار انرژی سبز خودنمایی می‌کند. شبکه انتقال برق مدرن بر اساس جریان متناوب کار می‌کند که نیازمند فرکانسی ثابت و قابل اتکا، معمولا 50 یا 60 هرتز، است. این ثبات فرکانس معمولا از طریق پدیده‌ای که به آن اینرسیِ شبکه می‌گویند ایجاد می‌شود و از دل نیروگاه‌های سوخت فسیلی و حرکت توربین‌های تولید برق آن‌ها بیرون می‌آید.

این توربین‌ها مانند چرخ‌ لنگرهای عظیمی عمل می‌کنند که کارشان انبار کردن اینرسی است. تا زمانی که خروجی آن‌ها هم‌گامی لازم را دارد، مقاومت آن‌ها نسبت به تغییر که برآمده از اینرسی آن‌ها است، باعث می‌شود که کل شبکه ایدار شود. هرچه تعداد این توربین‌ها کمتر باشد، اینرسی شبکه هم کمتر می‌شود. البته توجه کنید که توربین‌های بادی با شبکه همگام نیستند و پنل‌های خورشیدی اصلا دوران نمی‌کنند. این مسئله در بعضی از کشورها به حدی بغرنج شده‌است که میل لنگرهایی به سیستم اضافه شده‌اند که اصلا برق تولید نمی‌کنند و تنها وظیفه‌شان ایجاد اینرسی لازم است.

یکی از کشورهایی که به این مشکل خورده، بریتانیا است که 30 درصد از برق خود را از باد و آفتاب به دست می‌آورد. در یکی از نیروگاه‌های بزرگ انرژی‌های تجدیدپذیر این کشور، اخیرا به منظور ایجاد اینرسی لازم دو چرخ لنگر فولادی عظیم ساخته شده‌است که هر یک تقریبا 200 تن وزن دارند.

البته راه حل‌هایی دیگر هم برای حل این مشکل وجود دارد. برای مثال می‌توان با استفاده از چیزی به نام اینورتر، اساسا نیاز به وجود این غول‌های دوار را از بین برد. با این‌حال، اینورترها تا اینجای کار هنوز در ابعاد بزرگ استفاده نشده‌اند و جای توسعه زیادی دارند. البته می‌توان فعلا به جای ساختن چرخ لنگرهای عظیم، از همان چرخ‌های موجود در نیروگاه‌های پیش‏تر فسیلی بهره برد.

هم انرژی خورشیدی، که در زمان خروج از پنل‌های ژنراتور جریان مستقیم است، هم انرژی بادی که به صورت متناوب است اما برای ورود به شبکه نیازمند تغییراتی است، ابتیدا باید توسط قطعاتی به نام اینورتر پردازش شوند که مبتنی بر عناصر نیمه‌رسانا عمل می‌کنند. این مسئله در مورد جریان مستقمی یکه از قطعاتی مانند باتری‌ها خارج می‌شوند هم صادق است. این اینورترها اصطلاحا «اینورترهای تشکیل‌دهنده شبکه» نامیده می‌شوند.

تا همین اواخر، اینورترهایی تشکیل‌دهنده شبکه تنها در مقیاس کوچک آزمایش شده‌بودند. با این‌حال رگولاتوری انرژی بریتانیا در ماه ژانویه استاندارد فنی مشخصی را تدوین کرد که هم برای تولیدکنندگان قابل قبول باشد، هم برای ارائه کنندگان خدمات. با توجه به این استاندارد، مجوز لازم برای پیاده‌سازی این اینورترها در مقیاس بزرگ، ارائه شده‌است. پیش‌بینی می‌شود که اینورتر در ابعاد بزرگ را بتوان طی دو سال به مرحله تولید رساند.

 

*مسیر رو به آینده

بریتانیا که یک جزیره است، تقریبا یک شبکه برق متکی بر خود دارد. این مسئله باعث شده‌است که این کشور جای خوبی برای انجام آزمایش‌های نوین در صنعت برق باشد. اگر بریتانیا در این مسئله موفق باشد، جزیره‌های دیگر هم ترغیب خواهند شد که همین مسئله را پیگیری کنند که از بین آن‌ها می‌توان به ایرلند و استرالیا اشاره کرد. البته حتما نیاز نیست به لحاظ فیزیکی هم جزیره باشند، بلکه محیطی مانند تگزاس که به لحاظ شبکه برق پیوندهای کم‌شماری با بقیه آمریکای شمالی دارد، هم گزینه خوبی به نظر می‌رسد. شبکه‌های بزرگ‌تر در آمریکای شمالی و اروپا هم بدون شک این مسئله را تحت نظر خواهند گرفت.

این مسئله گشتن به دنبال اینرسی در شبکه‌های برق، مثالی بسیار روشن از کارهای ظریفی است که شاید به چشم عموم مردم نیایند، اما باید صورت بگیرند تا بتوان به سمت آینده‌ای سبزتر از انرژی حرکت کرد. فناوری‌های دیگر، از خودروهای الکتریکی گرفته تا عرضه هیدروژن-گاز، می‌توانند وجهه جذاب‌تری داشته باشند. با این‌حال اتفاقی که در موتورخانه اقتصاد سبز رخ می‌دهد هم دست کم همان‌قدر اهمیت دارد، اگر این اهمیت بیشتر نباشد.

به طور کلی درک اهمیت مسائلی که جنبه زیرساختی دارند، می‌تواند در تطبیق پیدا کردن اهداف و رفتار مردم با واقعیت تاثیر بسیار زیادی بگذارد. قطعا بخش‌هایی هستند که همواره از بخش‌های دیگر توجه بیشتری را به خود جلب می‌کنند، اما این مسئله نباید مانع از دیدن چیزهایی شود که بی‌سروصدا جلوی پیشرفت‌های عظیم را می‌گیرند.

لینک کوتاه: https://news.tccim.ir/?73581

نظر خود را بنویسید

ارسال پیام