بهره گيري از انرژي هاي تجديد پذير براي توليد انرژي

 انرژي هاي تجديدپذير، انرژي هايي هستند كه با طبيعت سازگاربوده و آلودگي ندارند و چون تجديدپذيرند پاياني براي آنها وجود ندارند و براي تمام جهان بويژه كشورهاي در حال توسعه نقش مهمي دارد   توليد پراكنده توليدي است كه با قابليت تغذيه مستقيم بار به شبكه توزيع وصل مي شود   از اين رو در اين پروژه ابتدا انرژي هاي تجديدپذير و انواع آن رامرور خواهيم كرد سپس به اقدامات انجام شده در اين زمينه،كاربرد منابع و انواع آن و دلايل رويكرد انرژي تجديدپذير و توليد پراكنده در جهان پرداخته مي شود   در ادامه به نحوه اتصال و مشكلات اتصال منابع توليد پراكنده به شبكه توزيع و مزاياي اساسي توليد پراكنده مي پردازيم   در نهايت از نظر اقتصادي توليدات پراكنده را بررسي خواهيم كرد .

نيروگاههاي توليد پراكنده داراي ظرفيت توليدي از چند كيلو وات تا 10 مگاوات هستند كه جهت توليد انرژي الكتريكي در نقاط نزديك به مصرف كنندگان به كار مي روند ازانواع آنها مي توان به سلول هاي خورشيدي ، پيل هاي سوختي ، ميكرو توربين ها ، نيروگاههاي بادي  اشاره كرد    چنانچه اين نيروگاه ها به شبكه متصل شوند ،اثرات مختلفي روي شبكه از جمله كاهش تلفات شبكه ، بهبود پروفيل ولتاژ و افزايش قابليت اطمينان شبكه خواهند داشت    عدم جايابي مناسب نيروگاه هاي توليد پراكنده در شبكه باعث افزايش تلفات و بالا رفتن هزينه هاي توليد و انتقال انرژي مي شود بنابراين لازم است با روش هاي بهينه سازي ،جايابي اين نيروگاه ها در شبكه انجام گيرد؛ بدين ترتيب كه تعداد نيروگاههاي توليد پراكنده ،محل نصب و ظرفيت آنها چنان تعيين شود كه بيشترين كاهش تلفات شبكه با در نظر گرفتن قيود مسأله به وجود آيد  

واژگان كليدي : انرژي تجديد پذير ، توليد پراكنده ، انرژي الكتريكي ، نيروگاه ، شبكه توزيع ، ولتاژ

فهرست مطالب

مرور بر انرژي هاي تجديد پذير      1

1-1- مقدمه       2

2-1- تقسيم بندي انواع انرژي           6

3-1 –اهميت توجه به انرژي هاي پاك          7

4-1- انواع انرژي هاي تجديد شونده           8

4-1-1-انرژي برق ابي            8

4-2-1-انرژي خورشيدي             9

4-3-1-انرژي باد          11

4-4-1-انرژي زمين گرمايي                12

4-5-1- انرژي زيست توده             13

4-6-1- انرژي هاي دريايي            14

4-7-1- انرژي هيدروژن وپيل سوختي                14

5-1- خلاصه مشخصه هاي مهم منابع نوين انرژيهاي تجديد پذير            15

 تاريخچه توليد پراكنده در جهان             18

1-2- مقدمه                 19

2-2- تعريف منابع توليد پراكنده در كشورهاي مختلف جهان           19

3-2- كاربردهاي منابع توليد پراكنده            20

4-2- انواع تكنولوژيهاي منابع توليد پراكنده       21

4-1-2- موتورهاي رفت و برگشتي                22

4-2-2- ميكرو توربينها              23

4-3-2- توربينهاي احتراق صنعتي                 23

4-4-2- پيلهاي سوختي                 24

4-5-2- سيستمهاي فتوولتائيك               24

4-6-2- سيستمهاي توربين بادي                      25

5-2- دلايل رويكرد به منابع توليد پراكنده در دنيا            25

6-2- موانع و مشكلات توسعه منابع توليد پراكنده در دنيا                26

6-1-2- پراهكارهائي جهت كاهش موانع                   27

6-1-1-2-راهكارهاي كاهش موانع فني                27

6-1-2-2-راهكارهاي كاهش موانع تجاري           27

6-1-3-2-راهكارهاي كاهش موانع قانوني              27

 7-2 منابع توليد پراكنده در ايران           28

7-1-2- دلايل رويكرد به منابع توليد پراكنده در ايران            29

7-2-2- پتانسيل منابع توليد پراكنده در ايران                29

8-2- بررسي برخي تجربيات جهاني            30

8-1-2-تجربه كشور آلمان در خصوص توسعه انرژيهاي تجديدپذير       30

8-2 –2-تجربه كشور چين در رابطه با انرژيهاي تجديدپذير            33

توليدپراكنده درسيستمهاي توزيع انرژي ومقايسه آن با توليدات متمركز                35

1-3- مقدمه       36

2-3- نحوه اتصال منابع توليد پراكنده به شبكه              39

2-1-3- مستقل از شبكه سراسري برق                39

2-2-3- متصل به شبكه سراسري برق                40

3-3- مزاياي اساسي توليد پراكنده                 40

3-1-3- تامين توان               40

3-2-3- توان اضطراري                41

3-3-3- توزيع متعادل بار                 41

3-4-3- بهبود كيفيت توان و قابليت اطمينان           41

3-5-3- بهبود پروفيل ولتاژ              41

3-6-3- افزايش طول عمر تجهيزات             41

3-7-3- كاهش تلفات                     42

3-8-3- توليد پراكنده و مسائل زيست محيطي                42

4-3- مشكلات اتصال DGبه شبكه توزيع          43

 4-1-3- مشكلات قابليت اطمينان و كيفيت توان                 43

4-1-1-3-تغييرات ارام يا سريع ولتاژ               44

4-1-2-3- هارمونيكها وهامونيكهاي مياني                45

4-2-3- مسئله كنترول                 45

4-3-3- مسئله امنيت            45

4-4-3-مسائل زيست محيطي                   46

4-5-3- ابعاد اقتصادي                  46

5-3- وظايف ومسوليتها در زمان بهره برذاري(نرمال وغيرنرمال)                48

6-3- بهره برداري واحدهاي توليدي                 50

7-3- دستورالعمل شرايط اتصال توليدات پرا كنده به شبكه توزيع           50

8-3-شرايط اتصال توليدات پراكنده به شبكه توزيع           51

9-3- ازمايشات       60

بررسي اقتصادي توليد پراكنده               62

1-4- مقدمه        63

2-4- منابع انرژيهاي تجديد پذير و ويژگيهاي اقتصادي آنها          63

3-4- بررسي اقتصادي توليد پراكنده در سيستم توزيع        68

3-1-4- آيا DGبراي شركتهاي توزيع توجيه اقتصادي دارد ؟               68

3-2-4- آيا DGاز لحاظ اقتصادي براي مشتركين مقرون به صرفه است ؟              68

3-3-4- بررسي مسائل اقتصادي پروژه ها             69

3-4- 4مزاياي اقتصادي DGاز ديد مشتركان         71

4-4- ارزيابي اقتصادي فن آوريهاي توليد پراكنده               72

5-4- نمونه ايي از بررسيهاي صورت گرفته در جهت گزينش بهينه اقتصادي منابع توليد پراكنده             73

4-6- ضرورت جايابي نيروگاههاي توليد پراكنده در شبكه        75

1-6-4–جايابي نيروگاههاي نامتمركز (توليد پراكنده ) –يك مثال          75

4-7- روشهاي بهينه سازي در حل مسائل جايابي توليدات پراكنده                   78

-4-1-7روش آناليز حساسيت                78

-4-2-7روش برنامه ريزي پويا          78

4-8- دلايل بكارگيري روش الگوريتم ژنتيك        79

-4-9روش الگوريتم ژنتيك در جايابي بهينه نيروگاه هاي پراكنده از نظر اقتصادي         79

9-1–4-اعمال روش الگوريتم ژنتيك به مساله جايابي بهينه نيروگاههاي پراكنده              80

نتيجه گيري و پيشنهادات         82

1-5-نتيجه گيري            83

2-5- طرح پيشنهادي             84

-5-3منابع و مأخذ              86

-1-1خلاصه مشخصه هاي مهم منابع نوين انرژيهاي تجديدپذير          17

1-2- تعاريف منابع توليد پراكنده در كشورهاي مختلف جهان           20

-2-2پتانسيلهاي موجود در كشور             29

2-3–مزايا و معايب دو روش حمايت از انرژيهاي تجديدپذير              33

فصل سوم

1-3-سهم DGها از توليد برق در جهان          42

2-3-شرايط اتصال ژنراتورهاي سنكرون                 53

3-3-نياز واجدهاي توليدي كوچك به مونيتورينگ              55

4-3-سرعت پاسخ به اغتشاشات ولتاژ                 57

5-3-سرعت پاسخ توليدات پراكنده به حذف اغتشاشات فركانس              57

6-3-تغييرات و نوسانات ولتاژ             59

7-3-درصد هارمونيكهاي قابل قبول تزريق شده توسط واحدهاي توليدي كوچك                60

1-4-هزينه هاي سوخت و نگهداري نيروگاه هاي گاز و بخار برا ي توليد يك مگا وات ظرفيت در مدت 20سال             66

2-4-ميزان برق توليدي از نفت و گاز و هزينه آن             66

3-4-پارامترهاي اقتصادي موثر در ارتباط با نيروگاههاي بادي           67

4-4-مقادير پولي مزاياي اقتصادي DGبراي شركتهاي برق             72

5-4-مشخصات فني و اقتصادي منابع مختلف انرژي        75

-4-6نتايج تحليلها و انتخابهاي برتر اقتصادي براي بار مصرفي مفروض از ميان منابع مختلف انرژي              75

1-1نيروگاه خورشيدي سهموي خطي              9

2-1- نيرو گاه خورشيدي KW250 شيراز               10

3-1- مزرعه بادي منجيل              11

4-1- نيروگاه بادي والفجر منجيل              12

-1-5نمونه اي از يك نيروگاه زمين گرمايي             13

-1-6تاسيسات توليد انرژي از لجن فاضلاب            13

-1-7زير ساخت ( زير بناي ) يك اقتصاد هيدورژني           15

فصل دوم

-2-1مراحل عملكردي موتورهاي رفت و بر                  22

-2-2مراحل عملكرد ميكرو توربينها                   23

-2-3مراحل عملكرد توربينهاي احتراق                 23

-2-4مراحل عمكرد پيلهاي سوختي                24

-2-5نحوه عملكرد سيستم هاي فتوولتائيك                 25

-2-6روند رشد توليدات پراكنده در جهان               26

فصل سوم

1-3-اتصال منابع توليد پراكنده بصورت مستقل از شبكه        39

2-3-اتصال منابع توليد پراكنده بصورت موازي با شبكه             40

1-4-نمودار دايره اي سهم نيرو گاه هاي مختلف در توليد برق در ايران         65

 2- 4-مقايسه قيمت توليد برق از منابع مختلف انرژي                   67

3-4-تغييرات هزينه بهره برداري و ذخيره ساليانه با تغييرات قيمت سوخت         69

4-4- مقايسه دوره بازگشت سالانه سرمايه                70

-4-6دياگرام تك خطي يك شبكه نمونه            75

-4-7دياگرام تك خطي يك شبكه نمونه با در نظر گرفتن نيروگاه محلي درشين    76

-4-8دياگرام تك خطي يك شبكه نمونه با درنظر گرفتن نيروگاه محلي در شين       77

-4-9دياگرام تك خطي يك شبكه نمونه با در نظر گرفتن دو نيروگاه محلي در شين         77

دسترسي كشور هاي در حال توسعه به انواع منابع جديد انرژي، براي توسعه اقتصادي آنها اهميت اساسي دارد وپژوهشهاي جديد نشان داده كه بين سطح توسعه يك كشور و ميزان مصرف انرژي آن، رابطه مستقيمي برقرار است باتوجه به ذخاير محدود انرژي در جهان فعلي، ديگر نمي توان به منابع موجود انرژي متكي بود.

در كشور ما نيز ، باتوجه به نياز روز افزون به منابع انرژي وكم شدن منابع انرژي فسيلي ضرورت سالم نگه داشتن محيط زيست، كاهش آلودگي هوا، محدوديتهاي برق رساني و تامين سوخت براي نقاط و روستاهاي دور افتاده و       استفاده از انرژيهاي نو مانند: انرژي باد، انرژي خورشيد، هيدروژن و انرژي هاي داخل زمين مي تـوانـد جايـگاه ويژه اي داشته باشد.

امروزه، بحرانهاي سياسي، اقتصادي و مسائلي نظير محدوديت دوام ذخاير فسيلي نگراني هاي زيست محيطي، ازدحام جمعيت، رشد اقتصادي وضريب مصرف، همگي مباحث جهان مشمولي هستند كهبا گستردگي تمام، فكر انديشمندان را در يافتن راهكارهاي مناسب در حل مناسب معضلات انرژي در جهان، به خصوص بحران هاي زيست محيطي، به خود مشغول داشته است   بديهي است امروزه پشتوانه اقتصادي وسياسي كشور ها، بستگي به ميزان بهره وري آنها از منابع فسيلي دارد وتهي گشتن منابع فسيلي، نه تنها تهديدي است براي اقتصاد كشورهاي صادر كننده ، بلكه نگراني عمده اي را براي نظام اقتصادي ملل وارد كننده به وجود آورده است صاحبان منابع فسيلي بايستي واقع نگرانه بدانند كه برداشت امروز ايشان از ذخايرفسيلي،مستلزم بهره وري كمتر فردا ونهايتاً، تهي شدن منابعشان در مدت زمان كمتر خواهد بود  

خوشبختانه، بيشتر ممالك جهان به اهميت ونقش منابع مختلف انرژي ، به ويژه انرژي هاي تجديد پذير (نو) در تامين نيازهاي حال وآينده پي برده وبه طور گسترده، در توسعه بهره برداري از اين منابع لايزال، تحقيقات وسيع وسرمايه گذاري هاي اصولي مي كنند   با توجه به اين گونه گرايش هاي اساسي وفزاينده در زمينه استفاده از انرژي هاي تجديد پذيرو فناوريهاي مربوط دركشورهاي صنعتي ودر حال توسعه در ايران نيز لازم است راهبرد ها وبرنامه هاي زير بنايي و اصولي تدوين شود  

گرايش جهاني توجه به بهره برداري از انرژي هاي تجديد پذير وپيامد هاي زيست محيطي ايجاب كرده كه سازمان ها ومراكزمتعددي در ايران، علاقه مند به اجراي پروژه هايي در اين زمينه باشند ، هر چند اين گونه فعاليت ها لازم وموثر است، ولي آيا اين اقدامات طبق برنامه ريزي وتحقيقات اصولي در سطح ملي انجام مي گيرد يا اين را انفعالي وبه صورت پراكنده،تفويض مستقل و سليقه اي اجرا مي كنند بدين ترتيب است كه هنوز بسياري از چالش ها و سوالها در توجيه و دفاع از توسعه بهره برداري از انرژي هاي تجديد پذير در ايران، بدون جواب مانده اند  

بديهي است كه اين گونه روند توسعه، بدون برنامه جامع ومدرن صحيح و پايدار نخواهد بودتدوين راهبردي جامع جهت بهره وري بهتر از انرژي در كشور، مستلزم شناخت كامل وضعيت كنوني وتعيين دقيق وضعيت مطلوب آن در جميع جهان است  

انتظار مي رود با توسعه بهره برداري از انرژي هاي پاك در جمهوري اسلامي ايران، بر مبناي راهبرد و بر نامه اي مدون بتوان بسياري از چالش ها را شناسايي و راهكار هاي مناسب را انتخاب وتبيين نمود   و به ابهامات وسوال هاي مهمي چون:

Ù¡- ميزان پتانسيل هريك از حامل هاي انرژي تجديد پذير در ايران

Ù¢- شناسايي وانتخاب مناطق مناسب (سايت يابي)

Ù£- چشم اندازي مدون براي آينده انرژي هاي تجديد پذيردر ايران

Ù¤- توجيه اقتصادي با توجه با عوامل گونا گون مطروحه

Ù¥- برنامه ريزي، نحوه وظرفيت سر مايه گذاري، با تشخيص ارجحيت براي هر يك از انرژي هاي تجديد پذير

Ù¦- برنامه اي مدون جهت توسعه فناوري مربوط در ايران

Ù§- ظرفيت و قابليت جانشين و پاسخ گو باشند

امروزه تبعات مداخله انسان در محيط زيست بيش از هر زماني متجلي شده است   مفهوم توسعه با رعايت حفاظت از محيط طبيعي و زيست محيط مترادف است ودر شاخص هاي اقتصادي حساب هاي ملي، همچون توليد ناخالص داخلي، ملحوظ نمودن منابع طبيعي وزيست محيطي نيز مطرح است  

انرژي، يك نياز اساسي براي استمرار توسعه اقتصادي، تدارك وتامين رفاه وآسايش زندگي بشري است   در حال حاضر مصرف انرژي جهان جي تيلر10[1]( معادل Ù¡Ù  ميليارد تن نفت خام در سال ) بوده و پيش بيني مي شود كه اين ارقام در سال Ù¢Ù Ù¡Ù به ترتيب بهجي تيلر 12 و 14 افزايش يابد اين ارقام نشان مي دهند كه ميزان مصرف انرژي جهان در قرن آينده عظيم بوده و بالطبع، اين سؤال مهم مطرح است كه آيا اين منابع انرژي هاي فسيلي در قرن آينده جوابگوي نياز انرژي جهان براي بقا، تكامل و توسعه خواهند بود؟

حداقل به سه دليل عمده، جواب اين سؤال منفي است و بايد منابع جديد انرژيرا جانشين منابع قديم كرد   اين دلايل عبارتند از: محدوديت ودر عين حال مرغوبيت انرژي هاي فسيلي كه از نظر منطقيكاربرد هاي بهتر از احتراق دارند و همچنين مسائل و مشكلات زيست محيطي،به طوري كه امروزه حفظ سلامت اتمسفر، از مهم ترينپيش شرط هاي توسعه اقتصاديپايدار جهاني به شمارمي آيد  

آلاينده هاي ناشي از احتراق وافزايش غلظت دي اكسيد كربن در اتمسفر وپيامد هاي آن، جهان را با تغييرات برگشت ناپذير و تهديد آميزي مواجه ساخته است   افزايش دماي كره زمين، تغييرات آب و هواي، بالا آمدن سطح در ياها ودر نهايت،تشديد منازعات بين المللي، از جمله اين پيامد ها محسوب مي شوند   از سوي ديگر، اتمام قريب الوقوع منابع فسيلي و پيش بيني افزايش قيمت، سياست گزاران را به پيشنهاد موازين و سياست هايي براي كنترل محيط زيست و پژوهشگران را به توسعه منابع با آلودگي كمتر و تجديد پذيري كه توان بالقوه اي براي جانشيني با سيستم انرژي كنوني دارند، ترغيب مي كند  

كليه انرژي هاي تجديد پذير، روز به روز سهم بيشتري در سيستم تأمين انرژي جهانبه عهده مي گيرند  اين منابع، امكان پاسخ گويي همزمان به هر دو شكل اساسيمنابع فسيلي را نويد مي دهند   انرژي هاي تجديد پذير،اساسا" با طبيعت سازگار بوده و آلودگي ندارند و چون تجديد پذيرند پاياني براي آنها وجود ندارد   ويژ گي هاي ديگر اين منابع، نظير پراكندگي وگستر دگي آنها در تمام جهان و نياز به فناور ي پايين تر، انرژي هاي تجديد پذير را – به ويژه براي كشور هاي در حال توسعه – از جاذبه بيشتري بر خوردار كرده هم از اين رو، در برنامه ها وسياست هاي بين المللي ، از جمله در بر نامه هاي سازمان ملل متحد، در راستاي تو سعه پايدار جهاني، نقش ويژه ايبه منابعتجديد پذير انرژي محول شده است   اما سازگار كردن منابع تجديد پذير با سيستم كنوني مصرف انرژي جهان،هنوز با مشكلاتي همراه است كه براي حل آنها، حجم مهمي از تحقيقات علمي جهان را در دهه هاي اخير به خود اختصاص داده است  

با توجه به فناوري كنوني بشر، انرژي هسته اي و انرژي برق آبي، دو نوع انرژي جانشين براي سوخت فسيلي مي باشند   گفتني است كه پتانسيل برق آبي در جهان محدود بوده واز طرف ديگر انرژي اتمي نيز، تقريباً در تمامي اروپا، ساخت نيرو گاههاي اتمي متوقف شده است   كشور ايران از لحاظ منابع مختلف انرژي، يكي از غني ترين كشور هاي جهان محسو ب مي شود واز يك سو داراي منابع گسترده فسيلي نفت و گاز است واز سوي ديگر، داراي پتانسيل فراوان انرژي هاي تجديد پذير، همچون باد، ژئوترمال، خورشيدي و       مي باشد   اما ايران، كشور كم آبي است و نيرو گاههاي آبي بزرگ، داراي پتانسيل محدودي هستند   لذا در چشم انداز دراز مدت جانشين ديگري غير از تجديد پذيري به عنوان منبع انرژي ديده نمي شود  

از منظري ديگر، هر انرژي به لحاظ فناوري ساخت و بهره برداري، مسائل زيست محيطي، ويژگي هاي فني، امكان دستيابي، توزيع جغرافيايي وساير ويژگي ها، داراي مشخصه هاي خاص خود است   بنابر اين، تنوع استفاده از انرژي هاي مختلف، كشور را به لحاظ تأمين انرژي در وضعيت مطمئن تري قرار خواهد داد و لازم است فناور ي آنها در كشور ايجاد شود   البته، فناوري كه به ميزان زيادي متكي به صنعت و مواد اوليه داخلي است خود به خود، محتاج ارز خارجي كمتري است و از سوي ديگر، فرصت هاي اشتغال و افزايش توليد را هموار مي سازد   براي رسيدن به اين هدف ها، لازم است نظام قميت گذاري انواع حامل هاي انرژي، با توجه به هزينه واقعي آنها اصلاح شده و اقدامات اساسي جهت تشويق سرمايهگذاري بخش خصوصي صورت گيرد  

ضروري است دولت با پرداخت وام هاي دراز مدت، واگذاري يارانه هاي تخصيص يافته در بخش سوخت هاي فسيلي به سر مايه گذاري در بخش انرژي هاي تجديد پذير و فراهم آوردن امكان انتقال دانش فني،زمينه هاي لازم را براي ساخت و توسعه تأسيسات انرژي هاي گفته شده در كشور فراهم آورد  

درچشم انداز انرژي و محيط زيست جهان تا سال Ù¢Ù Ù£Ù  آب هواي زمين در نتيجه فعاليت هاي انسان، به ويژه در بخش انرزي، تغييرات بسياري يافته است، عمده تغييرات آب هوايي و زيست محيطي در جهان در سال هاي اخير را مي توان به شرح زير خلاصه كرد:

- ميزان انتشارCO2در ،Ù¢Ù Ù سال گذشته٣١ در صد افزايش يافته است  

- ميزان انتشارCH4از سال ١٨٠٠ به دو برابر افزايش يافته است  

- دماي سطح كره زمين در قرن گذشته نسبت به متوسط ١٤ درجه سانتي گراد معمول،از Ù¤/  تا Ù¨/   در جه افزايش يافته

- از دهه ١٩٥٠ ، دماي حداقل در شب به دو برابر دماي حداقل در روز افزايش يافته است  

- تعداد روز هاي سرد سال، تقريباً براي تمام نواحي زمين در قرن گذشته كاهش يافته است  

- نزولات جوي در نيم كره شمالي، Ù¥ تا Ù¡Ù  در صد افزايشيافته است، هر چند در نواحي خشك (به خصوص در آفريقاي شمالي و غربي )، اين روند معكوس بوده است  

- در اثر افزايش نزولات جوي در عرصه هاي جغرافيايي مياني وبالا شاهد سيل و طوفانهاي عظيم و افزون بوده ايم  

- در قرن گذشته، سطح آب هاي آزاد درياها در جهان به طور متوسط سالانه Ù¡الي Ù¢ ميلي متر افزايش يافته است  

- پرندگان، گياهان،حشرات و ماهيان به طرف قطب ها و عرض هاي بالاتر تغيير مكان داده اند   پيش بيني مي شود بيش از Ù¦Ù  درصد افزايش مصرف انرژي پايه در جهان در دوره زماني Ù¢Ù Ù Ù  تا Ù¢Ù Ù£Ù  ناشي از رشد تقاضاي انرژي در كشور هاي در حال توسعه، به ويژه در آسيا خواهد بود   طبق پيش بيني هاي انجام شده توسط آژانس بين المللي انرژي، بر اساس سناريوي ادامه روند موجود، تقاضاي جهاني براي انرژي پايه، بين سال هاي Ù¢Ù Ù Ù  تا Ù¢Ù Ù£Ù  با ميانگين نرخ رشد Ù§/Ù¡ درصد در سال به Ù£/١٥ ميليارد تن معادل نفت خواهد رسيد، اين امر، به معني افزايش ٦٧ درصدي مصرف انرژي پايه، معدل ۱/Ù¦ ميليارد تن معادل نفت نسبت به سطح مصرف كنوني ظرف Ù£Ù  سال آينده است  

در Ù£Ù سال آينده ميزان انتشار دي اكسيد كربن در اثر توليد و مصرف انرژي، با آهنگي سريع تر از رشد مصرف انرژي پايه، افزايش خواهد يافت   ميزان انتشار آن در سال هاي Ù¢Ù Ù Ù  تا Ù¢Ù Ù£Ù  با رشد يكنواخت Ù¨/Ù¡ درصد در سال، در نهايت به ٣٨ ميليارد تن در سال خواهد رسيد كه به منزله Ù§Ù  در صد افزايش نسبت به ميزان انتشار سالانه كنوني است   دو سوم اين افزايش ناشي از مصرف در كشور هاي در حال توسعه خواهد بود و بخش توليد نيرو و حمل و نقل، بيش از ٧٥ در صد افزايش انتشار دي اكسيد كربن را موجب خواهد شد و مكان جغرافيايي رشد انتشار دي اكسيد كربن از كشور هاي صنعتي به كشور هاي در حال توسعه منتقل خواهد شد  

1-2- تقسيم بندي انواع انرژي

انرژي، استعداد و توانايي انجام كار را بيان مي كند، انرژي شكل هاي مختلفي دارد كه عبارتند از:

انرژي مكانيكي،انرژي زمين گرمايي، شيميايي، الكتريكي، تابشي و انرژي اتمي، كه همه انواع انرژي مي توانند به همديگر تبديل شوند   به طور كلي و به لحاظ اقتصادي كه موضوع اصلي چگونگي استفاده از انواع انرژي مي باشد،

انرژي در جهان به چهار گروه عمده زير تقسيم مي شود:

الف: انرژي هاي آلوده كننده و تجديد ناپذير

ب:انرژي هاي آلوده كننده وتجديد پذير

ج: انرژي هاي بدون آلودگي و تجديد نا پذير

د: انرژي هاي بدون آلودگي و تجديد پذير و نا محدود

امروزه انرژي هاي نو به رغم نا شناخته ماندن، به سرعت در حال گسترش و نفوذ است و غفلت از آن، غير قابل جبران خواهد بود، انرژي خورشيدي، بادي، آبي، بيوماس، بيوگاز وانرژي زمين گرمايي از عمده ترين منابع انرژيهاي پاك مي باشند   وقوع سه عامل در سال ١٩٩٥ ميلادي، سبب ايجاد نقطه عطفي براي انرژي هاي تجديد پذير، به خصوص انرژي باد شده است  

نخست، تغييرات آب و هوايي بر اثر انباشت گازهاي گلخانه اي در جو

دوم، افزايش تقاضاي مصرف انرژي برقدر سراسر جهان

سوم، گشوده شدن چشم انداز نويد بخشي در مورد انرژي هاي تجديد پذير بود كه با صراحت از سوي كارشناسان اعلام شد  

بايد در نظر گرفت كه در واقع، در ازاء هر كيلو وات ساعت برق توليدي از انرژي هاي تجديد پذير به جاي زغال سنگ از انتشار حدود يك كيلو گرم دي اكسيد كربن جلو گيري خواهد شد   بنابر اين به عنوان نمونه، براي هر يك درصد انرژي متداول كه توسط انرژي باد جانشين شود، حدود ١٣ درصد انتشار گاز دي اكسيد كربنكاهش مي يابد   همچنين، كاهش سولفور و اكسيد نيترات ( عوامل باران اسيدي ) يكي ديگر از منابع محيط زيستي انرژي باد است  

در ايران، وجود زمينه مناسب اقليمي و تابش آفتاب در بيشتر مناطقو در اكثر فصول سال، همچنين وجود پستي و بلندي ها در مسير نهر هاي آب، داشتن مناطق واجد پتانسيل بالاي باد و قابليت هاي توليد انرژي زمين گرمايي، زمينه لازم ومناسبي را براي استفاد ه و گسترش انرژي هاي نو وپاك فراهم آورده است   در اين راستا، با توجه به افزايش توان مهندسي كشور در ساخت نيرو گاههاي برق آبي، در سالهاي اخير، اميد است استفاده از پتانسيل هاي برق آبي به يك اولويت در ساخت نيرو گاههاي جديد تبديل شود  

در ضمن استفاده از انرژي هاي بادي و زمين گرمايي ونيز استفاده حرارتي از انرژي خورشيدي ( آبگرمكن هاي خورشيدي ) نزديك به اقتصادي شدن است . اگر چه، نيرو گاههاي حرارتي خورشيدي و فتوولتائيك تا افق دو دههآينده، اقتصادي نخواهد بود، ليكن توسعه تحقيقات وفن آوري هاي ساخت آنها، با توجه به پتانسيل عظيم انرژي خورشيدي در ايران از اهميت بالاي بر خوردار است  

با اين وجود، ايران در راه به كار گيري انرژي هاي نو با موانع عمده و اساسي مواجه است   يكي از اين موانع، وجود نفت ارزان و منابع غني هيدرو كربني در كشور است   نبود شناخت از انرژي هاي نو مجهول ماندن مزاياي آن توسط مردم و مسئولان از ديگر موانع دستيابي به انرژي هاي نو و نبود توجيه اقتصادي، علي الخصوص در اين برهه زماني است  

انرژي هاي پايان پذير وآلاينده محيط زيست( نفت، گازطبيعي، زغال سنگ و انرژي هسته اي)، كه در حال حاضر، عمده ترين منابع تأمين كننده انرژي در جهان هستند، همه داراي آلاينده هاي زيست محيطي و جبران ناپذير در زمين و فضا، از قبيل افزايش دي اكسيد كربن، افزايش دماي زمين، ذوب شدن يخ هاي قطب ها، از بين بردن لايه ازن       هستند كه حركت دانش بشري براي تأمين انرژي جهان در آينده بايد به سوي تأمين انرژي جهان از انرژي هاي پاك و جانشيني آن با انرژي هاي آلاينده باشد  درادامه به بررسي انواع انرژيهاي تجديد شونده خواهيم پرداخت  

بشر قرن هاي متمادي است كه، از انرژي هاي آبي در حال فرو ريزشي، ابتدا در فرم مكانيكي و سپس از اواخر قرن نوزدهم با تبديل آن به انرژي الكتريكي استفاده كرده است   از نظر تاريخي نيرو گاههاي آبي، نخست در مقياس كوچك و براي تأمين نياز مناطق مجاور نيرو گاه توسعه يا فتند   اما با گسترش شبكه هاي انتقال و افزايش قابليت انتقال بار، توليد برق در واحدهايي كه روز به روز بزرگتر مي شدند متمركز گرديد   و از نظر اقتصادي از مزاياي توسعه در مقياس بزرگ خواهد گشت  

براي توسعه، مكانهايي مورد توجه بوده اند كه جذاب ترين وضعيت اقتصادي را داشته باشند، در نتيجه هم وجود ارتفاع بلند وهم نزديكي به مراكز بار فاكتور هاي مهمي به حساب مي آيند   به همين دليل توسعه فقط به سايتهاي عظيم محدود نشده است   و امروزه نيرو گاههاي آبي طيف وسيعي را شامل مي شوند، كه ظرفيت آنها از زير يك مگاوات تا بيش از Ù¡Ù Ù Ù Ù مگاوات متفاوت است   راندمان توليد برق آبي از دو برابر راندمان نيروگاههاي حرارتي رقيب نيز بيشتر است   با اينكه تعاريف در مورد نيروگاههاي آبي بسيار مختلف است،در اين قسمت تعريف نيروگاههاي كوچك آبي، نيروگاههايي را شامل مي شود كه ظرفيت آنها تا Ù¡Ù مگا وات باشد  

بنابراين نيروگاههاي آبي كوچك، شامل دسته هاي ميني هيدروو ميكرو هيدرو نيز مي شود   كه معمولاً فقط به كاربردهاي محلي محدود هستند، اما از نظر آماري نمي توان آنها را از نيروگاههاي كوچك آبي جدا كرد  

حدود دو دهه پس از ورود سلول هاي فتوولتائيك به عرصه عمومي توليد انرژي، ارتباط تنگاتنگ سياست و منابع انرژي موجب شد تا ديگر جايي براي توجيه بحث اقتصادي يافتن براي روي آوردن به سمت بهره گيري از انرژي خورشيد وتوليدي الكتريسيته نماند   در ايران، چون ايران روي كمربند خورشيدي جهان قرار گرفته است ويكي از كشورهاي است كه از تابش نور خورشيد با قدرت و توان مطلوب بر خوردار بوده و از مناطق بسيار مستعد براي بهره گيري از اين انرژي است، به طوري كه ميزان تابش متوسط روزانه آفتاب به ۴كيلووات ساعت بر متر مربع مي رسد ومتوسط تعداد ساعات آفتابي، از ۲۸۰۰ساعت در سال بيشتر است   البته، مقادير ذكر شدهبه طور متوسط بيان شده اند و در شهر هاي كويري كشور همچون يزد، ساعات آفتابي به ۳۲۰۰ساعت نيز مي رسد   با توجه به اين كه، ايران كشور كوهستاني است كه اكثر نقاط آن در ارتفاعي بالا تر از ۱۰۰۰از سطح دريا واقع شده اند توان دريافتي از تابش نور خورشيد آن بيشتر خواهد بود  

گفتني است كه مصرف انرژي هاي تجديد پذير ايران پايين بوده و از اين رو، هنوز انرژي خورشيدي رسماً تجاري نشده است   مناطقي كه پتانسيل بالايي براي انرژي خورشيدي دارند؛ عبارتند از: شيراز، تهران، خراسان، يزد و سمنان   طرح هاي خورشيدي شامل نيروگاه دريافت كننده مر كزي، سهموي خطي، سيستم