انرژی باد چیست ؟
در نیمه دوم قرن بیستم، زمانی که خطرات و آسیب های زیست محیطی ناشی از اتکا به سوخت های فسیلی به طور فزاینده ای آشکار شد، علاقه به توسعه منابع پاک تر و تجدیدپذیر انرژی افزایش یافت. یکی از مهم‌ترین فناوری‌های انرژی پاک، انرژی بادی است. امروزه بیش از 83 کشور از نیروی باد استفاده می کنند که دانمارک 40 درصد برق خود را از مزارع بادی تامین می کند. اما چه کسی انرژی باد را کشف کرد؟
تاریخچه استفاده بشر از باد به عنوان منبع انرژی به طرز شگفت آوری طولانی است. در واقع، می توان آن را به عنوان یکی از قدیمی ترین منابع انرژی بشر طبقه بندی کرد. برای ردیابی انرژی باد به ریشه های نهایی آن، باید به گذشته برگردیم، فراتر از طلوع تاریخ ثبت شده.
همراه ما باشید تا با تاریخچه انرژی باد و همچنین استفاده‌هایی که می‌توان از این انرژی داشت، مطلع شوید.
چه کسی نیروی باد را اختراع کرد؟
گفته می شود اولین توربین بادی شناخته شده در اسکاتلند، انگلستان ساخته شده است. این توربین که توسط پروفسور جیمز بلیت از کالج اندرسون در گلاسکو (دانشگاه استراثکلاید کنونی) ساخته شد، 10 متر ارتفاع داشت و در ابتدا در باغ خانه تعطیلات بلیت نصب شد.
بلیت از این توربین برای شارژ باتری های ساخته شده توسط مهندس شیمی Camille Alphonse Faure استفاده کرد تا روشنایی کلبه تعطیلات خود را تامین کند. این بدان معنی بود که کلبه کوچک بی ادعای بلیت اولین خانه در جهان بود که برق خود را با انرژی باد تامین می کرد!
بلیت پیشنهاد داد که این برق را با همسایگانش به اشتراک بگذارد، اما آنها مشکوک بودند و معتقد بودند که برق “کار شیطان” است.
از آن زمان، نحوه نگرش ما به برق بسیار تغییر کرده است (خدا را شکر!)، و ما هر روز از آن برای تامین برق خانه های خود استفاده می کنیم. ما آن الکتریسیته را از طریق استفاده از باد، خورشید، آب و گرمای تولید شده به طور طبیعی در زمین ایجاد می‌کنیم، و این منابع انرژی تجدیدپذیر و پایدار هستند که باید روی آن تمرکز کنیم تا سیاره‌ای تمیزتر ایجاد کنیم.
انرژی باد در کجا یافت می شود؟
امروزه از نیروی باد در سراسر جهان استفاده می شود. می‌توان از آن برای کارهای خاصی مانند پمپاژ آب یا آسیاب غلات، یا ژنراتوری که این انرژی را به برق تبدیل می‌کند و برق خانه‌ها، مشاغل، ساختمان‌های عمومی مانند کتابخانه‌ها، مدارس و بیمارستان‌ها را تامین می‌کند، استفاده کرد.
نیروی باد منبع انرژی را به ما ارائه می دهد که عبارتند از:
- ثابت است، زیرا باد همیشه می وزد
- تمیز است، زیرا منجر به سوزاندن سوخت های فسیلی نمی شود
- ارزان است، زیرا انرژی بادی نوسان ندارد و به شرکت های انرژی سبز اجازه می دهد قراردادهای ثابت و بلندمدت ارائه دهند.
- تقاضا برای منابع انرژی تجدیدپذیر مانند نیروی بادی در حال افزایش است و بیشتر کشورها متعهد می شوند در چند دهه آینده بی طرفی کربن را هدف قرار دهند.
منبع اصلی نیروی باد چیست؟
پاسخ به این سوال بستگی به این دارد که آیا می‌پرسید خود باد از کجا می‌آید، یا اینکه انسان‌ها برای اولین بار چگونه از نیروی باد استفاده کردند. برای مورد دوم، کمی پایین بروید تا در مورد نحوه استفاده انسان ها در تاریخ باستان از باد یاد بگیرید، اما برای اولی:
بسته به اینکه چقدر در فرآیندی که می خواهیم به عقب برویم، از نظر فنی می توان گفت که انرژی باد نیز از انرژی خورشید گرفته می شود. خورشید زمین را گرم می کند و هوای بالای آن گرم می شود و به سمت بالا بالا می رود. با این حال، در برخی از مکان‌های سردتر نزدیک به استوا، هوا سرد می‌ماند و نزدیک به سطح زمین باقی می‌ماند.
هوای گرمتر بالا می رود و خلاء ایجاد می کند. هوای سنگین‌تر و خنک‌تر به داخل جریان می‌یابد و این خلأ را پر می‌کند و به این ترتیب باد ایجاد می‌شود. همانطور که فشار هوا با گرما تغییر می کند، سرعت باد تند یا کند می شود.
بادبان های باستانی: اولین استفاده از نیروی باد
قایقرانی تاریخچه طولانی و درخشانی دارد که به 8000 سال قبل باز می گردد.
در حالی که استفاده از قایق های قابل دریا در 45000 سال قبل از میلاد ذکر شده است. با استعمار استرالیا، استفاده از بادبان برای تامین انرژی یک کشتی بعداً مطرح شد. برخی از اولین شواهد فن آوری بادبان از فرهنگ Cucuteni-Tryptillian در اروپای شرقی است که سرامیک های آن قایق های بادبانی را در حدود هزاره ششم قبل از میلاد نشان می دهد. تا سال 3000 قبل از میلاد، مردم استرالیایی اولیه در سراسر جزایر اقیانوس آرام جنوبی دریانوردی می کردند. شواهد بین النهرین مربوط به اندکی بعد نیز شواهدی از قایق های بادبانی ارائه می دهد، و بعدها، در حدود 3200 قبل از میلاد، بادبان ها در مصر توسعه یافتند.
طیفی از فرهنگ‌های مختلف جهان از این فناوری استفاده کرده‌اند، از فرهنگ‌های پلینزی، چین امپراتوری، تا اروپا در «عصر بادبان».
آسیاب های بادی، راهی جدید برای مهار باد
اکتشافات دریایی تنها استفاده تاریخی از باد به عنوان منبع انرژی نبود.
آسیاب های بادی برای اولین بار در یونان یونانی مورد استفاده قرار گرفتند. هرون اسکندریه (حدود 10 تا 70 پس از میلاد)، مهندس یونانی و ریاضیدان ماهر، اندامی را اختراع کرد که از یک چرخ بادگیر نیرو می گرفت و پیستونی را به حرکت در می آورد که هوا را با فشار وارد لوله های اندام می کرد.
فن آوری آسیاب بادی در ایران مرکزی در قرن نهم پس از میلاد به شکل “آسیاب های بادی پانمون” با بادبان هایی که در یک صفحه افقی می چرخند، آغاز شد. آسیاب‌های بادی اولیه با استفاده از شش تا دوازده بادبان پوشیده از نی، برای آسیاب غلات یا کشیدن آب استفاده می‌شدند.
مورخان مطمئن نیستند که آیا این آسیاب‌های بادی اولیه خاور نزدیک مستقیماً الهام‌بخش توسعه بعدی آسیاب‌های بادی اروپایی بودند که برای اولین بار در اواخر قرن دوازدهم در فرانسه و بلژیک مورد استفاده قرار گرفتند. آسیاب‌های بادی اروپایی که برای آسیاب کردن دانه‌های غلات به آرد استفاده می‌شدند، در اواخر قرون وسطی و اوایل دوره مدرن دستخوش پیشرفت‌ها و پیشرفت‌های متعددی شدند. تا به امروز، آسیاب‌های بادی نماد بسیاری از مناطق در شمال اروپا، به ویژه هلند، باقی مانده‌اند.
نیروی باد مدرن، استفاده از باد برای تولید برق
در سال 1877، آسیاب بادی برای اولین بار به عنوان وسیله ای برای تولید برق مورد استفاده قرار گرفت.
این توربین 10 متری که توسط پروفسور جیمز بلیت از کالج اندرسون در اسکاتلند طراحی شده است، با موفقیت برای شارژ باتری ها برای تامین انرژی کلبه تعطیلات خود در کینکاردین شایر مورد استفاده قرار گرفت.
همچنین دیده شده در بسیاری از معماری های سبز ، در ساختمان های دوستدار محیط زیست، ابزارهایی برای استفاده از انرژی باد نیز وجود دارد.
چه کسی توربین های بادی را اختراع کرد؟
در حالی که انرژی بادی در اوایل تا اواسط قرن بیستم شاهد توسعه بیشتر بود، فشار واقعی برای توسعه آن در اوایل دهه 1970 آغاز شد. در این زمان بود که نگرانی ها در مورد استفاده از سوخت های فسیلی مطرح شد. از سال 1974 تا اواسط دهه 1980، بودجه بنیاد ملی علوم و وزارت انرژی ایالات متحده، ناسا را قادر ساخت تا اولین توربین های بادی در مقیاس کاربردی در ایالات متحده را توسعه دهد. چهار طرح مختلف توربین توسعه داده شد، که پیشگام فناوری است که منجر به مزارع بادی کارآمد امروزی شد. همچنین در همین زمان بود که ناسا روش Viterna را توسعه داد، مدلی که اثرات سه بعدی و رفتار توقف توربین ها را برای پیش بینی بهتر عملکرد آنها در نظر می گیرد.
در تاریخچه انرژی باد آمده است که در اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990، به طور موقت علاقه و بودجه برای تحقیقات باد کاهش یافت. این امر تا حدی ناشی از قیمت بسیار پایین نفت در آن زمان بود که باعث می شد انرژی باد در مقایسه با آن غیراقتصادی باشد. پس از آغاز قرن بیست و یکم، بحران‌های جهانی و قیمت‌های شدید نفت، همراه با نگرانی‌ها در مورد گرمایش جهانی و کاهش سوخت‌های فسیلی، پتانسیل انرژی بادی را به آگاهی عمومی بازگرداند.
امروزه، پیشرفت های مداوم در فن آوری باد کمک کرده است تا باد به عنوان یک منبع انرژی پاک قابل اعتمادتر و کارآمدتر از همیشه باشد. تا پایان سال 2015، بیش از 314000 توربین در سراسر جهان وجود داشت که حدود 3.7 درصد از برق جهان را تولید می کرد. همانطور که توربین‌های بادی به پالایش و بهبود ادامه می‌دهند، نیروی بادی به عنوان یکی از مهم‌ترین منابع انرژی جایگزین برای قرن بیست و یکم و بعد از آن می‌باشد.
امروزه چه کشورهایی بیشترین استفاده را از نیروی باد دارند؟
در سال 2020، سه کشوری که بیشترین انرژی بادی را تولید و استفاده می کنند، چین، آمریکا و آلمان هستند.
در سال 2015، چین بیش از مجموع تمامی کشورهای اتحادیه اروپا توربین های بادی نصب کرد و در حال حاضر 33.6 درصد از نیروی بادی جهان را تشکیل می دهد. ایالات متحده اندکی کمتر از سهم جهانی انرژی بادی را به خود اختصاص می دهد، اما دارای ایالت هایی مانند آیووا و تگزاس است که درصد زیادی از انرژی از باد تامین می شود. با کمال تعجب، تگزاس بخش بزرگی از نیروی باد آمریکا را به خود اختصاص داده و انرژی کافی برای تامین 5.3 میلیون خانه را تولید می کند.
آلمان دارای ظرفیت تجمعی نیروگاه بادی نصب شده 44947 مگاوات است که برای کشوری که به طور قابل توجهی کوچکتر از دو کشور برتر دیگر است، چشمگیر است.
جمع بندی
به نظر می رسد در دنیای مدرن امروز استفاده از انرژی های نو و تجدید پذیر مثل انرژی بادی نشانه ای از پیشرفت تکنولوژی و قدمی در حفظ دنیای زیبای اطرافمان است. به امید روزی که در کشورمان شاهد پیشرفتی چشمگیر در زمینه استفاده از انرژی بادی در ایران باشیم.
منبع:
Who Discovered Wind Energy? The History of Wind Energy | Inspire Clean Energ
