مزرعة رياح صغيرة (small scale wind turbine and applications)
طاقة الرياح، كغيرها من مصادر الطاقة المتجددة، واسعة جغرافيا وفي نفس الوقت متناثرة ولامركزية ومتوفرة دائما تقريبا، طاقة الرياح لها طبيعة متقلبة ومتقطعة ولا تهب باستمرار.
ما هي توربينات الرياح الصغيرة؟
هناك تعريفات مختلفة فيما يتعلق بنطاق الطاقة لتوربينات الرياح الصغيرة. بشكل عام، تسمى التوربينات الصغيرة بالتوربينات التي يقل نطاق طاقتها الكهربائية عن 1000 واط إلى 300 كيلو واط.
التوربينات الأقل من 1000 واط مناسبة للاستخدام بشكل منفصل عن الشبكة، مثل استخدامها في القوارب وغيرها.

محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة:
تتمتع محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة بإمكانات عالمية كبيرة لإنتاج الكهرباء، والتي لا تعاني من مشاكل بيئية تذكر. محطات الطاقة هذه، على عكس محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة التي يتم بناؤها عادة باستخدام السدود الخزانية، توضع في مسار المياه الذي يتدفق نزولا من المرتفعات الجبلية أو اللقطات التي تحدث في مسار القنوات المائية الزراعية، كما أنها تحتوي على مصادر الطاقة الطبيعية وينتجون كهرباء لا يدخل أي تلوث إلى الجو لإنتاج الكهرباء. وتقدر القدرة المركبة لمحطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة في العالم حتى عام 2004 بنحو 47997 ميجاوات. وفي بلدنا إيران تقدر القدرة المركبة لمحطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة بـ 053.922 ميجاوات، وقدرتها التشغيلية 29.45 ميجاوات.

محطات الطاقة الحرارية من نوع اللوحة:
وفي محطات الطاقة هذه تستخدم العاكسات التي تكون على شكل ألواح لتركيز الأشعة الشمسية على نقطة ما، وتقوم أجهزة الاستقبال التي توضع في وسط المبادل الحراري بامتصاص الطاقة الحرارية بمساعدة السائل المتدفق فيها وبمساعدة عبارة عن محرك حراري ومولد يحوله إلى نوع ميكانيكي وكهربائي.

المواصفات الفنية التفصيلية لهذا الطبق هي كما يلي.
الطاقة الناتجة - 9 كيلو واط (12 حصانًا)

السرعة – 1500 دورة في الدقيقة
الكفاءة الحرارية - حوالي 20٪
متصلة بشبكة الكهرباء - بجهد 400 فولت وتردد 50 هرتز

محطات الطاقة الحرارية من نوع الاستقبال المركزي (CRS):
في محطات الطاقة هذه، يتم تركيز الأشعة الشمسية بواسطة مزارع تتكون من عدد كبير من المرايا العاكسة تسمى الهيليوستات على جهاز استقبال يتم وضعه فوق برج طويل نسبيا. ونتيجة لذلك يتم الحصول على قدر كبير من الطاقة الحرارية على المكان الذي تتركز فيه الأشعة، والتي يمتصها مائع العمل الذي يتحرك داخل جهاز الاستقبال ويتم نقلها إلى نظام الماء والبخار التقليدي في محطات الطاقة التقليدية عن طريق المبادل الحراري ويتم إنتاج البخار شديد السخونة في الضغط ودرجة الحرارة المخصصة للاستخدام في توربينات المولدات.

محطات الطاقة الحرارية الشمسية من النوع المكافئ الخطي:
في محطات الطاقة هذه، تُستخدم عاكسات مكافئة خطية لتركيز أشعة الشمس في خطها البؤري، ويقع جهاز الاستقبال في أنبوب في الخط البؤري للعاكسات. ويتدفق داخل هذا الأنبوب زيت خاص، يتم تسخينه بواسطة حرارة أشعة الشمس. ويمر الزيت الساخن عبر المبادل الحراري ويتم تحويل الماء إلى بخار إلى الدوائر التقليدية في محطات الطاقة الحرارية ليتم تحويله إلى طاقة كهربائية بمساعدة التوربين البخاري والمولد. تجدر الإشارة إلى أن محطات الطاقة الحرارية الشمسية غالبا ما تكون هجينة مع محطات توليد الطاقة من الوقود الأحفوري، لذلك في الأيام الغائمة والحالات المشابهة يتم توفير الطاقة المطلوبة من خلال محطات توليد الطاقة من الوقود الأحفوري الهجين مع هذا النظام. ولهذا السبب يمكن التحكم في سرعة التوربينات البخارية المستخدمة في محطات الطاقة هذه وتثبيتها.

محطات توليد طاقة المد والجزر والحرارة والأمواج:
تعتبر البحار والمحيطات أحد مصادر الطاقة الجديدة التي يبحث عنها الإنسان من أجل الحصول على طاقة متجددة رخيصة الثمن وغير ملوثة للبيئة. ظواهر مختلفة يمكن أن تنتج الطاقة من البحر. وتشمل هذه العوامل التيارات البحرية والمد والجزر والأمواج وملوحة المياه ودرجة الحرارة وما إلى ذلك.

تعمل محطات طاقة المد والجزر بنسبة 30٪ فقط من الوقت. وتستخدم الأمواج القريبة من الشاطئ بكفاءة 30% ويعمل نظام الطاقة الملحية بكفاءة 10% فقط. تختلف قدرة كل طريقة لإنتاج الطاقة من مياه البحر وتعتمد هذه الطرق على الظروف الفيزيائية لمياه البحر والموقع الجغرافي للبحر وما إلى ذلك. ثلاث طرق هامة لاستخدام طاقات البحار والمحيطات تشمل ما يلي:
1- محطات طاقة المد والجزر (TIDE)
2- محطات توليد الطاقة ذات درجة الحرارة (TEMPERATURE)
3- محطات توليد الطاقة الموجية (WAVES)

محطات طاقة الكتلة الحيوية:
الكتلة الحيوية هي أكبر مصدر محتمل للطاقة المتجددة، أساس طاقة الكتلة الحيوية هو تخزين الطاقة الشمسية في عملية التمثيل الضوئي في الأنسجة النباتية. من خلال عملية التمثيل الضوئي واستهلاك الطاقة الشمسية، تأخذ النباتات ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتصنع الكربوهيدرات. يتم امتصاص حوالي 112 سعرة حرارية من الطاقة الشمسية لإنتاج كل جرام من الكربون. حوالي 8-15% من الإشعاع الشمسي يمكن أن يصل إلى استهلاك الكتلة الحيوية، ولكن يتم استخدام 1% فقط من ضوء الشمس لهذا الغرض. حاليًا، تم تركيب أكثر من 3200 ميجاوات من محطات طاقة الكتلة الحيوية في العالم وتنتج 195.2 تيراواط ساعة من الكهرباء أو الكهرباء والحرارة.