توان تولید روزانه 5.5 کیلووات ساعت انرژی الکتریسته از خورشید در کشور

 به گزارش ایران اکونومیست؛  دکتر شهریار بزرگمهری  با اشاره به وضعیت ایران از لحاظ میزان منابع انرژی‌، گفت: ایران کشوری فوق‌العاده غنی در زمینه انرژی است که به دلیل وجود مجموعه انرژی‌های فسیلی و تجدیدپذیر از آن به عنوان "Super Power Country" یاد می‌شود.

وی رتبه جهانی ایران را در حوزه ثروت منابع طبیعی که شامل انرژی‌های فسیلی هم می‌شود، پنجم دانست و اظهار کرد: فقط ارزش انرژی نفت و گاز ایران حدود 27.3 تریلیون دلار است که بعد از کشورهای روسیه، آمریکا، عربستان و کانادا از لحاظ ارزش منابع طبیعی در رتبه پنجم قرار دارد.

بزرگمهری، با بیان این‌که ایران علاوه بر این منابع فسیلی، دارای موقعیت خاص در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر است، خاطرنشان کرد: اولین پتانسیل عظیم انرژی تجدیدپذیر کشور انرژی خورشیدی است  که در سال به طور متوسط 300 روز آفتابی داریم و از این رو پتانسیل متوسط تابش انرژی خورشیدی ایران حدود 2 برابر کشورهای اروپایی است.

بزرگمهری، بدترین شرایط انرژی خورشیدی کشور را در شهرهای شمالی استان‌های مازندران و گیلان دانست و با بیان اینکه وضعیت تابش خورشید در این شهرها از بهترین نقاط تابش در کشور آلمان هم بهتر است، ادامه داد: به طور متوسط می‌توانیم 5.5 کیلووات ساعت انرژی الکتریسته در روز با استفاده از پنل یک کیلوواتی خورشید تولید کنیم که این پتانسیل مزیت عمده برای ما در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر محسوب می‌شود.

به گفته وی، اگر تنها در یک درصد از خاک کشور بتوانیم انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریسته با راندمان پایین 10 درصد تبدیل کنیم، توان تولیدی لحظه‌ای ما برابر با توان مصرفی مورد نیاز کل جهان خواهد شد.

انرژی باد و زیست‌توده ثروت دیگر کشور در حوزه تجدیدپذیرها

مدیرگروه پژوهشی انرژی‌های تجدیدپذیر پژوهشگاه نیرو انرژی "باد" را از دیگر مزیت‌های کشور نام برد و یادآور شد: در زمینه میزان انرژی باد در کشور برآوردهای مختلفی ارائه شده است. ولی در بدبینانه‌ترین حالت تا خوش‌بینانه‌ترین برآورد، میزان برق تولیدی از انرژی باد از  20 تا 50 هزار مگاوات است.

وی، دلیل متغیر بودن میزان برآورد در انرژی باد را میزان ضریب تولید، نوع توربین و کلاس آن ذکر کرد و افزود: بعد از انرژی خورشیدی و بادی، انرژی "زیست توده" و یا بیومس(Biomass)  از دیگر منابع انرژی‌های تجدیدپذیر مطرح در کشور است.

بزرگمهری با اشاره به کشت محصولات کشاورزی متنوع در کشور، اظهار کرد: ایران جزو کشورهای تولیدکننده محصولات متنوع کشاورزی است؛ همچنین متاسفانه ضایعات کشاورزی بالایی داریم که عمده زباله‌های"تر" محسوب می‌شوند که این امر پتانسیل بالایی برای کشور در زمینه تولید انرژی‌های تجدیدپذیر از منابع زباله‌های "تر" ایجاد کرده است.

این محقق اضافه کرد: توان تولید انرژی از منابع زیست‌توده کمتر از انرژی باد و خورشیدی است. ولی از آنجایی که مشکلات زیادی در زمینه محیط زیست در کشور وجود دارد، باید به این سمت برویم که از این انرژی استفاده کنیم.

وی با تاکید بر اینکه با فناوری‌های مختلف می‌توان از زیست‌توده انرژی الکتریسته تولید کرد، یادآور شد: در حال حاضر دانشجویان و اساتید پروژه‌های تحقیقات متعددی را اجرایی کرده‌اند. ضمن آنکه محققان ایرانی خارج از کشور مشتاق هستند فناوری‌هایی که فراگرفته‌اند را در ایران پیاده‌سازی کنند. از این رو باید برنامه‌ریزی‌هایی صورت گیرد تا از این ظرفیت استفاده شود. در پژوهشگاه نیرو هم حمایت از این پژوهشگران شروع شده است.

مدیرگروه پژوهشی انرژی‌های تجدیدپذیر پژوهشگاه نیرو با تاکید بر ضرورت کشور در استفاده از منابع تجدیدپذیر در تولید انرژی، افزود: بر این اساس اقدامات قانونی اجرایی شده است که بر اساس آن نرخ خرید برق تضمینی از انرژی‌های تجدیدپذیر توسط "ساتبا" (سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی برق) در نظر گرفته شده است که این امر توسعه فناوری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر در کشور را باعث شده است، به گونه‌ای که میزان تولید برق از انرژی‌های بادی و خورشیدی سال 96 نسبت به سال‌های قبل افزایش چشمگیری یافته است.

به گفته وی، در سال 96، 2 تا 3 برابر سال‌های قبل ظرفیت‌های جدید در حال نصب در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر در کشور ایجاد شده است. در حال حاضر ظرفیت تولیدی برق از انرژی تجدیدپذیر از مرز توان تولیدی 500  مگاوات گذشته است و در طی یک سال آینده پیش‌بینی می‌شود ظرفیت تولیدی برق از انرژی تجدیدپذیر به یک هزار مگاوات در کشور برسد.

فعالیت پژوهشگاه در زمینه نیروگاه‌های خورشیدی

بزرگمهری، ایجاد پایلوت‌ها و فاز آزمایشگاهی و نیمه‌صنعتی در حوزه بهره‌برداری از انرژی‌های تجدیدپذیر را از جمله پروژه‌ها و طرح‌های جدید در دست اقدام پژوهشگاه نیرو نام برد و گفت: در زمینه انرژی‌های خورشیدی در حوزه توسعه فناوری متمرکزکننده‌های انرژی خورشیدی تحقیقاتی انجام شده است. از جمله در پژوهشگاه نیرو دو سامانه نسل اول و دوم متمرکز کننده خورشیدی با موتور "استرلینگ" به ظرفیت 10 کیلووات ساخته شده است.

وی متمرکزکننده‌های انرژی خورشیدی را سیستم‌هایی حرارتی خورشیدی برای تولید برق دانست و اظهار کرد:‌ این فناوری قادر است در نقطه کانونی خود انرژی خورشیدی را جمع آوری و با استفاده از یک موتور اصطلاحا "برون سوز" یا حرارت خارجی (گرمای ایجاد شده در خارج از سیلندر موتور است) انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریسته تبدیل کند.

این محقق با تاکید بر اینکه در پژوهشگاه نیرو نیز در حال توسعه این فناوری و همچنین توسعه فناوری‌های فتوولتائیک و راه‌اندازی آزمایشگاه مرجع فتوولتائیک هستیم، اضافه کرد: ایجاد نیروگاه‌های فتوولتائیک از دیگر اقدامات پژوهشی ما بوده که احداث نیروگاه یک مگاواتی در اراک به عنوان اولین نیروگاه مگاواتی کشور از آن جمله بوده است.

مدیرگروه پژوهشی انرژی‌های تجدیدپذیر پژوهشگاه نیرو، تدوین نقشه راه توسعه فناوری‌های "انرژی خورشیدی" را از دیگر اقدامات این پژوهشگاه عنوان کرد و یادآور شد: در این نقشه راه تمام پروژه‌های مورد نیاز کشور در این حوزه تا 1404 مشخص شده است و همچنین هر دو سال یک بار این سند مورد بازبینی قرار می‌گیرد.

وی از تدوین و تهیه نقشه راه توسعه فناوری‌های "زیست‌توده"، "باد" و "زمین گرمایی" خبر داد و افزود: فناوری‌هایی که مورد تاکید این 4 نقشه راه است، به صورت برون سپاری اجرایی می‌شود؛ چراکه معتقدیم جریان‌سازی توسعه فناوری‌ها به توسعه آنها در دانشگاه‌ها و پژوهشگاه‌ها و شرکت‌های فناوری و دانش بنیان و همچنین در کشور کمک می‌کند.

بزرگمهری به بیان سایر تحقیقات این گروه پژوهشی پژوهشگاه نیرو پرداخت و گفت: "طراحی و ساخت گازی ساز"، "هاضم بی هوازی زیست توده،" "استک پیل سوختی اکسید جامد" و "ایجاد پایلوت زباله سوز" از دیگر طرح‌های این گروه بوده است.

وی از توسعه فناوری‌های مرتبط با توربین بادی 2 مگاواتی در پژوهشگاه خبر داد و با بیان اینکه این توربین در حال ساخت است، گفت: در این طرح اقدام به بومی سازی این فناوری در کشور کردیم.

شناسایی 3 منطقه برای بهره‌برداری از انرژی زمین‌گرمایی

این محقق حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر، یادآور شد: به منظور بهره برداری از انرژی زمین گرمایی، اقدام به شناسایی منابع زمین گرمایی در استان‌های مختلف کشور کردیم. ضمن آنکه از طرح‌های توسعه‌ای در زمینه انرژی زمین گرمایی نیز حمایت می‌کنیم؛‌ چراکه سیاست پژوهشگاه نیرو به سمت حمایت از توسعه فناوری‌های حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر و سایر انرژی‌هایی که در صنعت برق کمک می‌کند، حرکت کرده است.

وی با اشاره به میزان پتانسیل کشور در حوزه انرژی زمین گرمایی، توضیح داد: درحوزه انرژی زمین گرمایی دو نوع فناوری داریم. یکی فناوری دما بالا مشابه نیروگاه‌های بخاری است که در کشور موجود است.

بزرگمهری با بیان اینکه این منبع، دمای بالایی را می‌طلبد، افزود: نمونه آن نیروگاه زمین‌گرمایی "مشکین شهر" است که یک نیروگاه 5 مگاوات در آن در حال تاسیس است. این طرح از چندین سال قبل آغاز شده و توربین آن در حال نصب است.

وی با بیان اینکه منابع دما بالای زمین گرمایی در ایران محدود است، خاطر نشان کرد: مشکین شهر، دماوند و سیستان و بلوچستان 3 نقطه اصلی در کشور در این زمینه است و امیدوارم این نیروگاه‌های دما بالا در کشور اجرایی شود.

بزرگمهری، فناوری‌های دما پایین زمین گرمایی را از دیگر انواع این انرژی نام برد و یادآور شد: برای بهره برداری از این منابع دما پایین معمولا از فناوری‌های دو مداره استفاده می‌شود.

به گفته وی در مناطق دارای انرژی زمین گرمایی می‌توان با حفر چاه‌های نیمه عمیق و یا عمیق از گرمای زمین برای تولید انرژی برای سرمایش و گرمایش منازل استفاده کرد.

نیروگاه‌های فتوولتائیک مقرون به صرفه‌تر است یا زمین گرمایی؟

مدیر گروه پژوهشی انرژی‌های تجدیدپذیر پژوهشگاه نیرو در پاسخ به این سوال که نیروگاه فتوولتائیک مقرون به صرفه‌تر است یا نیروگاه‌های زمین‌گرمایی، توضیح داد: دو نوع سرمایه‌گذاری در این حوزه وجود دارد که یک نوع آن سرمایه‌گذاری اولیه است که میزان این سرمایه‌گذاری برای احداث سیستم‌های فتوولتائیک نسبت به سایر حوزه‌ها کمتر است.

وی با بیان اینکه نیروگاه‌های زمین‌گرمایی مشکلات خاص خود را دارد و سرمایه‌گذاری اولیه بیشتری را می‌طلبد، گفت: سرمایه‌گذاری برای ایجاد نیروگاه‌های زیست توده و یا زمین گرمایی بیشتر از فتوولتائیک است، ولی در بلند مدت با در نظر گرفتن ضریب تولید متوجه می‌شویم تولید انرژی در این حوزه‌ها نسبت به سایر منابع، اقتصادی خواهد شد.

بزرگمهری در عین حال ارزان‌ترین نوع انرژی در دنیا را انرژی "باد" دانست و اظهار کرد: این نوع نیروگاه‌ها سرمایه‌گذاری نسبتا کمتری دارد. ولی در صورت مکان‌یابی صحیح ضریب تولید آن بالا می‌تواند باشد به گونه‌ای که اگر موقعیت نیروگاه درست تعیین شود ضریب تولید آن به 40 درصد خواهد رسید.

توربین بادی 2 مگاواتی

این محقق با اشاره به اجرای پروژه ملی توربین 2 مگاواتی در پژوهشگاه نیرو، افزود: این طرح از سوی مرکز توسعه فناوری‌های توربین بادی پژوهشگاه نیرو و با همکاری شرکت مپنا از چندین سال قبل در حال اجرا است و مراحل نهایی خود را می‌گذراند. این توربین در سایت زنجان در حال پیاده‌سازی است و در کمتر از یک سال آینده به بهره‌برداری خواهد رسید.

اثرات توسعه پنل‌های خورشیدی در ارتباط با ریزگرد

وی با تاکید بر اینکه در انرژی خورشیدی میزان تابش بسیار مهم است، افزود: دو نوع تابش "مستقیم" و "پراکنده" وجود دارد که برای سیستم‌های فتوولتائیک از تابش‌های پراکنده می‌توان برای تولید الکتریسته استفاده کرد، مانند حالت ابری هوا،  ولی راندمان پنل‌های خورشیدی در این حالت کاهش می‌یابد.

بزرگمهری با بیان اینکه در استان‌های خوزستان، سیستان و بلوچستان ظرفیت بالای تابش را داریم، اظهار کرد: اگرچه در بلند مدت ریزگردها تاثیر مخربی بر روی این سیستم‌ها می‌تواند داشته باشد و موجب کاهش عملکرد این سیستم‌ها شود؛ ولی از سوی دیگر اگر ما به سمت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر حرکت کنیم به حفظ محیط زیست و کاهش چالش‌های زیست محیطی کمک خواهد کرد.

وی با تاکید بر گسترش پنل‌های خورشیدی و کاهش استفاده نیروگاه‌های فسیلی در دنیا اضافه کرد: این نیروگاه‌های خورشیدی مصرف آب ندارند و یا مصرف بسیار اندکی دارند؛ از این رو هر اندازه پنل‌های خورشیدی را جایگزین نیروگاه‌های کلاسیک حرارتی مانند نیروگاه‌های بخاری و یا سیکل ترکیبی کنیم، گام مهمی در حفظ محیط زیست برداشته‌ایم؛ چرا که نیروگاه‌های خورشیدی نیازی به آب ندارند و می‌توانند به کاهش آلاینده‌ها و گرد و غبار و کاهش مصرف آب کمک کنند.