تولید برق پاک با راهکارهای نوین

به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، جدیدترین خبرهای مربوط به تولید برق پاک در جهان را در این بسته خبری بخوانید.

تولید برق پاک با راکتورهای هسته‌ای کوچک

با توجه به پیشرفت‌های اخیر در زمینه انرژی هسته‌ای، امیدواری‌ها برای خداحافظی با سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار کربن افزایش داشته است. یک شرکت آمریکایی موسوم به نیواسکیل‌پاور (NuScale Power) به‌تازگی تاییدیه نظارتی برای یک پروژه نوآورانه دریافت کرده است که شامل راه‌اندازی راکتور US460 است. این راکتور نسخه قدرتمندتری از مدل قبلی خود به‌شمار می‌رود و می‌تواند ۷۷ مگاوات برق در هر ماژول و تا ۴۶۲ مگاوات در هر نیروگاه تولید کند و انرژی پاک، ایمن و مقیاس‌پذیر ارائه دهد.

یکی از ویژگی‌های برجسته این راکتور، قابلیت تولید در کارخانه‌ها با قطعات قابل تکرار است که حمل‌ونقل و مونتاژ آن را در محل تسهیل می‌کند. این امر برخلاف راکتورهای معمولی است که نیاز به سال‌ها ساخت در محل دارند. شرکت یادشده قصد دارد با این روش، هزینه‌های تولید را به میزان قابل‌توجهی کاهش و ایمنی را افزایش دهد، اما با وجود مزایای فراوان، این راکتور هنوز به بهره‌برداری نرسیده است، زیرا تاییدیه دریافتی آن تنها یک اعتبارسنجی فنی و نظارتی برای این پروژه است و شرکت‌های علاقه‌مند می‌توانند پس از این مرحله، مجوز ساخت و بهره‌برداری از آن را درخواست کنند.

شرکت توسعه‌دهنده پیش از این تجربه‌ای ناموفق در یک پروژه نیروگاه بدون کربن داشته است که در سال ۲۰۲۳ به دلیل افزایش هزینه‌ها و خروج شرکا لغو شد، اما این بار، درصدد همکاری با یک شرکت دارای حقوق تجاری جهانی در زمینه این فناوری برآمده و در حال مذاکره با پنج شرکت بزرگ فناوری برای استقرار نخستین راکتور از این نوع در ایالات متحده آمریکا یا خارج از این کشور تا پایان دهه است.

هزینه پیاده‌سازی راکتور US460 حدود ۹ میلیارد دلار تخمین زده می‌شود که شامل هزینه‌های ساخت ماژول‌ها، نظارت، زیرساخت‌ها و عملیات است. این مبلغ نگرانی‌هایی را در مورد توجیه اقتصادی این فناوری در مقایسه با سایر منابع تجدیدپذیر همچون انرژی خورشیدی و بادی ایجاد کرده است. منتقدان همچنین به مسئله پسماند رادیواکتیو تولیدشده توسط این راکتورها و نبود مکان دفن قطعی برای آن‌ها در آمریکا اشاره می‌کنند. به همین دلیل، کشورهایی همچون ژاپن به‌دنبال توسعه فناوری‌های جایگزین همچون پنل‌های خورشیدی فوق‌العاده هستند که به گفته آن‌ها، هر کدام به اندازه ۲۰ راکتور هسته‌ای کارایی دارند.

نیواسکیل با این حال همچنان به پتانسیل بالای فناوری خود برای تأمین انرژی پاک و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی امیدوار است. این شرکت بر این باور است که با تجاری‌سازی موفقیت‌آمیز راکتور US460، می‌تواند نقش مهمی در گذار به یک آینده انرژی پایدار ایفا کند.

تولید برق رایگان با «باغ‌های بادی» خانگی

وینداسترومنت (Windstrument) به‌عنوان یک نوآوری در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر، به‌طور ویژه برای حل مشکلات توربین‌های بادی سنتی طراحی شده است. این دستگاه با طراحی زیبا و کارآمد، امکان نصب در فضاهای محدود و روی بام‌ها را فراهم می‌کند و امکان بهره‌برداری از انرژی بادی را در مکان‌هایی به کاربران می‌دهد که پیش از این ممکن نبود. یک واحد وینداسترومنت می‌تواند تمام نیازهای انرژی یک خانه را تأمین کند و هزینه‌های برق را به‌طور قابل توجهی کاهش دهد که این امر با کاهش وابستگی به شبکه برق و استفاده از انرژی رایگان همراه است.

این فناوری به جای استفاده از تیغه‌های بزرگ و چرخان توربین‌های بادی سنتی، از تیغه‌های هلیکویید مخروطی‌شکل (الهام گرفته از قایق‌های بادبانی) استفاده می‌کند که روی ساختاری شبیه به شاخه‌های درخت عمودی نصب می‌شوند و می‌توانند حتی در شرایط نامساعد بادی نیز کار کنند. این طراحی نوآورانه به وینداسترومنت این امکان را می‌دهد که فضای کمی را اشغال کند.

وینداسترومنت نه‌تنها برای خانه‌های کوچک، بلکه برای ساختمان‌های بزرگ نیز مناسب است. با توجه به ماهیت مدولار این سیستم، می‌توان خوشه‌هایی از توربین‌ها را روی یک پایه نصب کرد که به آن‌ها «باغ‌های بادی» گفته می‌شود. نصب این سیستم بسیار آسان و کاربرپسند است که این امر می‌تواند به افزایش پذیرش آن بین کاربران کمک کند.

وینداسترومنت به‌طور کلی می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و افزایش دسترسی به انرژی پاک برای جامعه منجر شود و به‌عنوان یک پروتوتایپ نوآورانه در زمینه انرژی پاک معرفی شده است که به کاربران امکان دستیابی به انرژی رایگان را می‌دهد. این کاهش ممکن است در ابتدا ناچیز به نظر برسد، اما با گذشت زمان و با توجه به افزایش مداوم قبوض انرژی به دلیل تورم، تأثیر قابل‌توجهی خواهد داشت.

این توربین‌ها همچنین به‌عنوان یک منبع پشتیبان انرژی عمل می‌کند و به خانه‌ها و کسب‌وکارها این امکان را می‌دهد که در مواقع ضروری کمتر به شبکه برق وابسته باشند. یکی از مزایای اصلی این فناوری، عملکرد بی‌صدا آن است که آن را به یک منبع انرژی پاک و مناسب برای مناطق مسکونی تبدیل می‌کند. طراحی ایمن برای پرندگان نیز از دیگر ویژگی‌های مهم وینداسترومنت است که به کاربران این امکان را می‌دهد تا انرژی پاک را بدون آسیب به پرندگان و آلودگی صوتی به دست آورند.

تولیدکننده وینداسترومنت یک شرکت جهانی در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر است که فناوری‌های ثبت‌شده‌ای در زمینه سوخت‌های زیستی، انرژی خورشیدی و باد دارد. این شرکت هدف خود را حفظ قیمت‌های معقول برای این سیستم اعلام کرده است تا همه افراد بتوانند به راحتی از آن بهره‌برداری کنند. این نوآوری می‌تواند به‌عنوان یک رقیب جدی برای توربین‌های بادی سنتی عمل و به تغییرات مثبت در صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر کمک کند. شرکت یادشده به‌دنبال تولید چند هزار واحد از این سیستم در ماه است که پیش‌بینی می‌شود این نرخ تولید تا سال ۲۰۲۶ دو تا چهار برابر شود.

تولید برق پاک با شاهکار مهندسی زیر آب

در عمق حدود ۴۰ متری آب‌های ساحلی اسکاتلند، یک توربین زیرآبی برای مدت بیش از شش سال بدون توقف در حال چرخش و تولید برق از انرژی جزر و مد است. این رکورد نقطه عطفی در اثبات قابلیت تجاری فناوری انرژی جزر و مد به‌شمار می‌رود و نشان می‌دهد که این فناوری می‌تواند نقش مهمی در آینده انرژی پاک ایفا کند.

نگهداری یک توربین بزرگ و مقیاس شبکه‌ای در محیط خشن دریایی برای این مدت طولانی، رکوردی است که راه را برای توسعه مزارع بزرگ‌تر انرژی جزر و مد هموار می‌کند و جذابیت این حوزه را برای سرمایه‌گذاران افزایش می‌دهد. اگر نیاز بود هر چند سال یک‌بار توربین‌ها برای تعمیرات از آب خارج شوند، هزینه پروژه‌های جزر و مد بسیار بالا می‌رفت و توجیه اقتصادی نداشت.

فناوری‌های انرژی جزر و مد هنوز در مراحل اولیه توسعه تجاری قرار دارند اما دارای پتانسیل بالایی برای تولید انرژی پاک هستند. بر اساس گزارش آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی دریایی که شامل انرژی حاصل از جزر و مد، جریان‌ها، امواج و تغییرات دمایی می‌شود، بزرگ‌ترین منبع انرژی تجدیدپذیر استفاده‌نشده در جهان است.

پروژه انرژی جزر و مد می‌ژن (MeyGen) در سواحل اسکاتلند شامل چهار توربین هر یک با توان ۱.۵ مگاوات است که در مجموع برق مورد نیاز حدود ۷۰۰۰ خانه را در سال تأمین می‌کند. شرکت سوئدی سازنده به‌تازگی اعلام کرد که یاتاقان‌ها و آب‌بندهای یکی از این توربین‌ها بیش از ۶.۵ سال بدون نیاز به تعمیرات پیش‌بینی‌نشده یا توقف عملکرد، به کار خود ادامه داده‌اند. این موفقیت حاصل یک دهه همکاری نزدیک در زمینه طراحی و آزمایش بوده است. دستیابی به شش سال عملیات مداوم در زیر آب، یک دستاورد بسیار مهم تلقی می‌شود که آینده روشنی را برای انرژی جزر و مد رقم می‌زند.

اسکاتلند و بریتانیا از رهبران جهانی در حوزه انرژی جزر و مد هستند. طبق گفته کارشناسان پروژه‌های کمی در جهان وجود دارند که بتوانند به‌صورت مداوم برق تولید کنند و بیشتر پروژه‌ها در حد آزمایش و نمایش باقی مانده‌اند. چالش‌های عمده‌ای همچون مسائل مقرراتی، اثرات زیست‌محیطی و تضاد با سایر استفاده‌کنندگان از دریا هنوز باقی است. با این حال پروژه اسکاتلند به نگرانی‌های سرمایه‌گذاران و دولت‌ها درباره قابلیت عملکرد طولانی‌مدت پاسخ و نشان داد که توربین‌ها می‌توانند در محیط شور و خشن دریا دوام بیاورند.

توربین‌های می‌ژن در تنگه «اینرساند (Inner Sound)» بین سرزمین اصلی اسکاتلند و جزیره استورما (Stroma) نصب شده‌اند که به جریان‌های قوی جزر و مد شهرت دارد. برای بهره‌وری بالا، سیستم‌های انرژی جزر و مد به جریان‌های قوی نیاز دارند. برنامه‌های آینده می‌ژن شامل افزودن ۲۰ توربین دیگر تا سال ۲۰۳۰ و ارتقای شبکه برق است. این سایت در نهایت می‌تواند تا ۱۳۰ توربین قدرتمندتر را در خود جای دهد. سایت یاد شده در آب‌های آزاد قرار دارد، در حالی که بعضی پروژه‌های جزر و مد با ساخت سازه‌ای شبیه سد در آب‌های جزر و مدی اجرا می‌شوند.

می‌ژن با چهار توربین فعال بزرگ‌ترین پروژه انرژی جزر و مد از نوع خود در جهان محسوب می‌شود. دستاورد این سایت نه‌تنها رکوردی در دوام و قابلیت اطمینان فناوری جزر و مد ثبت کرده، بلکه امیدواری‌ها برای توسعه بیشتر این صنعت را افزایش داده است. با وجود برنامه‌های توسعه‌ای، آینده انرژی جزر و مد روشن‌تر از همیشه به‌نظر می‌رسد.