روشهای تولید برق

در تمام دنیا تولید برق از منابع گوناگون رو به افزایش است. سازمان انرژی آمریکا پیش بینی می‌کند که از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۳۰ پیشرفت قابل توجهی در میزان تولید برق جهان مشاهده خواهد شد.
تولید برق در دنیا هر سال حدود ۴/۲درصد افزایش می‌یابد. بنابراین طبق برآوردهای صورت گرفته از ۱۶ میلیارد و ۴۲۴ میلیون کیلووات ساعت در سال ۲۰۰۴ به ۳۰ میلیارد و ۳۴۶ میلیون کیلووات ساعت در سال ۲۰۳۰ می رسد. همچنین بیشترین تقاضا برای برق مصرفی از سوی کشورهای بیرون از سازمان همکاری اقتصادی و توسعه است. با وجود اینکه کشورهای غیر عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه ۲۶درصد کمتر از کشورهای عضو این سازمان در سال ۲۰۰۴ برق مصرف می کنند ولی کل تولید برق در حوزه کشورهای غیر عضو سازمان اقتصادی و توسعه در سال ۲۰۳۰ فراتر از تولید در کشورهای عضو این سازمان خواهد شد. بدین ترتیب انتظار می‌رود در کشورهای غیر عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه از سال ۲۰۰۴ تا سال ۲۰۳۰ نرخ سالانه ای معادل ۳برابر نرخ سالانه‌ی کنونی رشد تقاضا داشته باشیم. این تفاوت در عین حال که حاکی از رشد نسبی تاسیسات زیرساختی تولیدات برق در بیشتر کشورهای توسعه یافته عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه است، نشان دهنده افزایش کند میزان جمعیت در این کشورها در ۲۵ سال آینده نیز می‌باشد. به علاوه رشد بالای میزان تقاضا در کشورهای غیر عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه به این معنی است که استانداردهای زندگی و استفاده از وسایل روشنایی و سایر وسایل برقی مدرن در این کشورها افزایش قابل توجهی یافته است.
طبق مقایسه‌ انجام شده تولید برق در کشورهای غیر عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه به ۵/۳ درصد رشد خواهد یافت که این رقم در مقایسه با ۳/۱ درصد رشد تولید برق در کشورهای عضو سازمان معنی‌دار خواهد بود. تولید برق شامل ایجاد و خلق انرژی برق می شود که با استفاده از توربین های متصل به ژنراتورهای برقی صورت می‌گیرد. این توربین های مکانیکی بیشترین برق تجاری مورد نیاز را تامین می کنند. در درون توربین ها مایعی به عنوان حامل انرژی وجود دارد. این مایع ها عمدتا از بخار آبی حاصل می شوند که توسط انرژی حاصل از انشقاق و شکاف هسته ای یا گرمای حاصل از سوختن سوخت‌های فسیلی (زغال سنگ، گاز طبیعی یا نفت) به نقطه جوش می رسد. البته در حال حاضر تعدادی از نیروگاههای جدید از خورشید به عنوان منبع حرارت استفاده می کنند؛ شیارهای سهمی شکل خورشیدی و برج‌های انرژی خورشیدی نورخورشید را برای گرم کردن این مایع و تولید بخار ازآنبه کار می برند.                           
منبع تجدید پذیر دیگری که برای تولید گرما و به حرکت در آوردن توربین ها از آن استفاده می‌شود انرژی گرمایی زمین است. بخار تحت فشار حرارت زیرزمینی از زمین بیرون آمده و توربین ها را به حرکت در می آورد. پره های توربین آبی که توسط آب جاری از سد های برق آبی یا نیروهای ناشی از جزر و مد به حرکت در می آیند منبع دیگری برای تولید برق هستند.                                                               
اکثر توربین های بادی از بادهایی که به طور طبیعی می وزند برق تولید می کنند. برج های خورشیدی هم از بادی که به طور مصنوعی درون دودکش ها با حرارت ناشی از نور خورشید جریان دارند کار می کنند.
توربین های گازی هم مستقیما بوسیله گازهای ناشی از سوخت نفت یا گاز طبیعی به حرکت در می آیند. از سوی دیگر نیروگاههای سیکل ترکیبی نیز با بخار و گاز فعالیت می کنند. آنها از سوختن گاز طبیعی در توربین های گازی انرژی تولید کرده و از گرمای اضافی این سوخت برای تولید برق از بخار استفاده می‌کنند. این نیروگاهها بازدهی بالای ۶۰در صد دارند.
از انواع دیگر تکنولوژی های مورد مطالعه برای تولید برق می توان به تولید Solid-state اشاره کرد که سهم ویژه ای در مصارف و نیازهای سیار و متحرک دارد. فضای مورد استفاده ی آنها عمدتا ابزارهای ترموالکتریک (TE ) هستند. با وجود اینکه سیستم‌های گرما یونی ( TI) و Thermophotovoltaic TPV به اندازه سیستم های TE پیشرفت کرده اند ولی چنان که انتظار می رود سیستم های TE نسبت به سیستم های TI و TPV در دماهای پایین تری به کار می روند. وسایل پیزوالکتریکی نیز برای تولید انرژی از نیروی کشش مکانیکی استفاده می کنند.
Betavoltaic ها نوع دیگری از ژنراتورهای انرژی Solid-state هستند که برق را از واپاشیدن اشعه رادیو اکتیو تولید می کنند. همچنین تولید برق Magnetohydrodynamic) MHD)(حرکت آبی ماگنتو) مبتنی بر مایع به عنوان روشی برای تولید انرژی برق از راکتورهای هسته ای و نیز سیستم های احتراقی معمول مورد مطالعه قرار گرفته است. تولید برق الکترو شیمیایی نیز در مصارف قابل انتقال بسیار مهم است. در حال حاضر بیشترین میزان انرژی الکتروشیمیایی از سلول های الکتروشیمیایی بسته ( باتری ها ) به دست می آید که مسلما بیشتر به عنوان سیستم های ذخیره عمل می کنند تا سیستم های تولید. اما مطالعه و تحقیق برای گسترش سیستم های الکتروشیمیایی که تحت عنوان سلول های سوختی شناخته شده اند در چند سال اخیر افزایش قابل توجهی یافته است. سلول های سوختی می توانند برای استخراج انرژی چه از سوخت های طبیعی و چه از سوخت های مصنوعی ( به طور عمده هیدروژن الکترولیتی ) به کار روند. بنابراین می تواند هم به عنوان سیستم های تولیدی و هم به عنوان سیستم وابسته از آن استفاده کرد.

منبع : ماهنامه دنیای اقتصاد

گرد آورنده  : علی صادقی