اسکروتوربین و تولید انرژی سبز
مقدمه
انرژي سبز به منابعي از انرژي گفته مي‌شود که در هماهنگي با محيط خود باشند و فرآيند توليد آنها آلودگي‌هاي زيست محيطي به بار نياورد. در حال حاضر انرژي حاصل از باد، خورشيد، گرماي دروني زمين و آب‌هاي روان به عنوان معروف‌ترين منابع (انرژي سبز) شناخته مي‌شوند.
به طور سنتي توليد الکتريسته از منابع فوق رايج ترين نوع (انرژي سبز) محسوب مي‌شود.
به عبارت ديگر انرژي‌هاي سبز از آن جهت که (قابل تجديد) هستند، دولت‌ها را از نياز به منابع تمام شدني سوخت‌هاي فسيلي بي‌نياز مي‌سازند.
هزاران سال است که انرژی هیدرولیکی برای مقاصد گوناگونی نظیر به حرکت درآوردن آسیاب ها و آبیاری اراضی کشاورزی مورد بهره برداری قرار می گیرد. در اواخر قرن نوزدهم مولد الکتریکی اختراع شد و امکان استفاده از انرژی هیدرولیکی برای تولید برق فراهم گردید. بدین ترتیب میزان تولید انرژی برق- آبی به سرعت رشد یافت.
انرژی برق-آبی:
انرژی برق-آبی گونه ای از انرژیست که قدرت نهفته در آب متحرک (همچون آب روان یا آبشار) را مهار می کند تا انرژی جنبشی آن را به برق تبدیل نماید. انرژی برق-آبی منبع بسیار مناسبی برای مناطقی با بارش های سنگین و نواحی دارای تپه ها و کوهستان های نزدیک به مراکز مصرف می باشد. اکثر نیروگاه های برق-آبی دارای یک مخزن مملو از آب (reservoir)، یک یا چند دروازه (gate) یا شیر (valve) برای بستن یا کنترل میزان جریان آب عبوری از سد، یک مجرای اختصاصی آب (penstock) برای استفاده در نیروگاه برق و یک مجرای خروجی (outflow) برای عبور آب کم انرژی پس از توربین (برای برقراری تداوم جریان طبیعی آب رودخانه) هستند.
در واقع انباشته و مرتفع شدن سطح آب پشت سد، موجب افزایش انرژی پتانسیل آن می گردد. با باز شدن دروازه یا شیر و حرکت کردن آب به سمت سراشیبی در مجرای خاص (penstock)، بر اثر جاذبه زمین، انرژی پتانسیل آب به انرژی جنبشی تبدیل می گردد. با به حرکت درآمدن یک توربین در انتهای مجرا، انرژی جنبشی به انرژی مکانیکی مبدل می شود. بر اثر حرکت محور توربین که به محور یک ژنراتور متصل است، انرژی برقی تولید می گردد. برای فرستادن برق ولتاژ متناوب به مناطق دوردست، نیاز به ترانسفورمرهای بزرگ و شبکه فشار قوی با ولتاژهای بالا است. مجموعه توربین ها، ژنراتورها، ترانسفورمرها و تجهیزات جانبی در موتورخانه (power house) قرار می گیرند.
مزیت نیروگاههای برق آبی:
از ویژگی‌هایی که نیروگاههای برق آبی نسبت به سایر نیروگاهها از جمله حرارتی، بخار و سیکل ترکیبی ، می توان به وابسته نبودن نیروگاههای برق آبی به سوخت و انرژی‌های دیگراشاره کرد،به جز این هزینه راه اندازی، راندمان بالای ۸۰ تا ۹۰ درصد، عمر بالای تجهیزات از مزیت‌های این دست نیروگاهها می باشد، ضمن آنکه در مدت زمان کوتاهی وارد مدار شده و می‌توانند به کنترل ولتاژ، کنترل فرکانس و توان شبکه کمک کنند.
مزایای انرژی آبی
- در نیروگاههای آبی، کل آب مجدداً به منبع اصلی بر می‌گردد و در فرآیند، مصرف آب وجود ندارد.
- جریان الکتریسیته در این نیروگاهها به صورت نامحدود 24 ساعت و 7 روز هفته بدون توقف تولید می‌گردد چرا که ماهیت آب مورد استفاده همواره ثابت است و خشک نمی‌شود.
- آب به عنوان یکی از منابع پاک انرژی محسوب می‌شود.
- نیروگاههای آبی، منحصراً در تبدیل انرژی هیچگونه آلودگی و یا محصولات جانبی تولید نمی‌کنند.
- انرژی آب یک تکنولوژی تثبیت یافته است و نیروگاههای آبی عمر مفید زیادی دارند و می‌توانند سالیان زیادی بدون آسیب‌دیدگی کار کنند.
اسکرو توربین
اسکروتوربین ها در واقع پمپ های پیچ واری هستند که در مسیر جریان آب نصب می شوند و تحت نیروی فشار آب و نیروی گرانش به چرخش در می آیند و انرژی حرکتی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.
بر اساس مطالعات انجام شده بیش از 180 نیروگاه برق آبی که با اسکروتوربین فعالیت می کند در دنیا در حال بهره برداری می باشد.
در ایالات متحده اولین اسکروتوربین در آوریل 2017 و در دریاچه هانوفر بر روی رودخانه کوینی پیاک در مریدن کانتیکت با ظرفیت 105 کیلووات راه اندازی و به شبکه متصل شد.
در کانادا اولین اسکروتوربین در سال 2013 در حوالی واترفورد در ایالت آنتاریو نصب شده است.
استفاده از اسکرو توربین ها برای تولید برق از آب تکنولوژی جدیدی است که بسیاری از کشورها به سمت آن گرایش پیدا کرده اند.زیرا:
- نیاز به انرژی فسیلی ندارد
- در مسیر جریان رودخانه و در کانال های آبی با هد پایین قابل نصب است
- قابلیت ساخت به صورت سفارشی را دارد
- هزینه نگهداری بسیار پایینی دارد
- طول عمر بالایی دارد
- دوستدار محیط زیست است و …
طی تحقیقاتی که ما انجام داده ایم متاسفانه در کشور ما از اسکروتوربین برای تولید انرژی الکتریکی تا به حال استفاده نشده است. در حالیکه ایران با داشتن مخازن بزرگ آب (سدها) و رودخانه های بسیار به خصوص در غرب کشور زمینه بسیار خوبی برای تولید این نوع از انرژی سبز را دارا می باشد همچنین در خروجی تصفیه خانه های فاضلاب که همواره جریان فاضلاب وجود دارد می توان با نصب اسکرو توربین از جریان دائمی فاضلاب برق تولید کرد.
مفتخریم بگوییم شرکت ماشین سازی نورمندی تنها سازنده اسکروپمپ های ارشمیدوسی در کشور است و امیدواریم که کشور ما بتواند سهمی از برخورداری از این انرژی سبز را داشته باشد.
