چرا برای تامین برق مورد احتیاج کل دنیا یک مزرعه خورشیدی بزرگ در آفریقا نمی سازیم؟ - وبلاگ ساعت دیواری

به گزارش وبلاگ ساعت دیواری، اقیانوس اطلس نیز با گرد و غبار صحرای بزرگ آفریقا تغذیه می گردد. شن غنی از مواد مغذی آن به شکوفایی جلبک ها یاری می نماید. جلبک ها نقش مهمی در فراوری اکسیژن دنیا دارند، از این رو، ممکن است با کاهش سطوح اکسیژن نیز روبرو شویم...

وبلاگ ساعت دیواری - آیا می خواهید انسانی مسئولیت پذیر باشید و زندگی بدون کربن داشته باشید؟ پس باید اقداماتی مانند استفاده از خودرو الکتریکی، دنبال کردن یک رژیم غذایی وگان و استفاده از لباس های بازیافتی را مد نظر قرار دهید.

اما در خصوص برقی که نیروی مورد احتیاج زندگی مدرن ما را تامین می نماید، چه کار باید کرد؟ ما می توانیم از باد استفاده کنیم، اما همواره نمی وزد، و شرایطی مشابه برای خورشید هنگام شب یا در روزهای ابری وجود دارد.

اگر یک بیابان را با پنل های خورشیدی پر کنیم، شرایط چگونه خواهد شد؟ جایی که به ندرت ابری در آن دیده می شود. آیا این منبع نیروی نهایی بدون هیچ احساس گناه برای بشریت پایدار خواهد بود؟

مثل همواره در پاسخ باید گفت: بستگی دارد!

برای فراهم کردن انرژی خورشیدی کافی جهت تامین نیروی کل دنیا، به 51.4 میلیارد پنل خورشیدی 350 واتی احتیاج است که مساحتی به اندازه 115625 مایل مربع (299467 کلیومتر مربع) را پوشش می دهد. این ممکن است زیاد به نظر برسد، اما تنها 3.27 درصد از مساحت کشور آمریکا است.

اگرچه هنوز منطقه گسترده ای محسوب می شود، اما باید این تعداد پنل خورشیدی را در مکانی آفتابی قرار دهیم. صحرای بزرگ آفریقا یکی از برترین گزینه ها به نظر می رسد. این یک بیابان در خط استوا است، از این رو، نور خورشید فراوان موجود است و به ندرت ابری در آسمان دیده می شود. صحرای بزرگ آفریقا 3.6 میلیون مایل مربع (9323957 کیلومتر مربع) وسعت دارد و مزرعه خورشیدی بزرگ ما تنها 3.25 درصد از آن را اشغال می نماید.

امیدوارکننده به نظر می رسد. مساحت چندانی از بیابانی بزرگ اشغال نمی شود، به جابجایی حیوانات یا انسان های زیادی احتیاج نیست، و جنگل زدایی و از بین بردن پوشش گیاهی برای نصب پنل های خورشیدی رخ نمی دهد. بعلاوه پنل های خورشیدی به واسه نور خورشید مداوم نیروی بیشتری فراوری خواهند کرد.

پروژه ای بزرگ با هزینه ای نجومی

نصب یک پنل خورشیدی 350 واتی در خانه شما بین 210 تا 450 دلار هزینه به همراه خواهد داشت. نصب آن در بیابان به طور قطع هزینه بیشتری دارد. شما باید ساختارهای پایه برای نصب پنل های خورشیدی را بسازید، آنها را به مکانی در میانه ناکجاآباد منتقل کنید و زیرساخت برقی نو روی زمین های شنی و صخره ای ایجاد کنید.

اجازه دهید یک برآورد تقریبی از هزینه راه اندازی مزرعه خورشیدی در صحرای بزرگ آفریقا داشته باشیم. هزینه 450 دلار برای پنل ها و ارسال، 300 دلار برای زیرساخت و 250 دلار برای پایه و نصب در نظر بگیریم. اندازه هزینه برای هر پنل رقم قابل توجه 1000 دلار است.

در نتیجه، مزرعه خورشیدی ما 514 تریلیون دلار یا حدود 23 برابر اقتصاد آمریکا هزینه خواهد داشت. حتی اگر برآورد ارائه شده هزینه پنل های خورشیدی اشتباه باشد، در هزینه سرسام آور چنین پروژه بزرگی تردیدی وجود ندارد و شاید تا حدی این که چرا تا پیش از این کسی آن را انجام نداده است را شرح دهد.

هزینه می تواند مساله بزرگی باشد، اما چندان اهمیت ندارد. ما در کوشش هستیم تا دنیا را نجات دهیم و در پی ایده های نو هستیم. پس اگر پول نامحدود داشته باشیم، آیا هنوز باید این پروژه را اجرا کنیم؟

حتی اگر بتوانیم این مزرعه خورشیدی بزرگ را راه اندازی کنیم، باید انرژی فراوری شده را در سراسر دنیا پخش کنیم. افزون بر این، هنگام شب در صحرای بزرگ آفریقا، کشورهایی مانند استرالیا همچنان به برق احتیاج دارند. حل این دو مساله نیز نسبتا آسان است.

یک بسته باتری بزرگ برای ذخیره انرژی فراوری شده در طول روز و تغذیه مزرعه خورشیدی در شب احتیاج است. با ساختن بسته باتری زیر پنل خورشیدی، می توانید از اشغال فضای بیشتر جلوگیری کنید. هر پنل خورشیدی باتری کوچک مخصوص به خود را دارد تا آن را در شبانه روز فعال نگه دارد.

تقریبا 4.2 کیلووات ساعت باتری ذخیره سازی باید به هر پنل خورشیدی افزوده شود (12 ساعت با خروجی 350 وات). این امر هزینه حدود 900 دلاری را به هزینه هر پنل اضافه می نماید. این تقریبا هزینه کلی را دو برابر می نماید...

پس 51.4 میلیارد پنل خورشیدی و باتری 215.9 میلیارد کیلووات ساعتی در اختیار خواهیم داشت. این در شرایطی است که کاری به ردپای کربن خود برای شکل گیری این مزرعه خورشیدی نداریم، زیرا ابتدا باید از صحرای بزرگ آفریقا برق دریافت کنیم.

آیا منطقی است که کابل های برق را از صحرای بزرگ آفریقا به شهر سیدنی در استرالیا بکشیم؟ این فاصله ای حدود 9000 مایلی (14484 کیلومتر) است.

در حال حاضر، طولانی ترین خط برق 1580 مایل (2543 کیلومتر) است. این خط از ولتاژ بسیار بالا برای محدود کردن اندازه مقاومت الکتریکی استفاده می نماید. اساسا، ولتاژ بیشتر به معنای مقاومت کمتر است که به معنای از دست رفتن نیروی کمتر در هر کیلومتر کابل است.

حد بالای اتلاف خط نیرو حدود 4 درصد است و هر رقم بیشتر دیگر منطق مالی ندارد. از این رو، می توانیم فرض کنیم که این خط نیروی طولانی حدود 4 درصد هدرفت نیرو یا اندکی بیشتر دارد. بر اساس شواهد در مسیر 9 هزار مایل اتلاف نیروی 22.8 درصدی خواهیم داشت.

این اندازه زیادی انرژی برای از دست دادن است. ما باید اندازه مزرعه خورشیدی خود را افزایش دهیم تا این ضرر سنگین جبران شود و با هزینه تقریبا 2000 دلاری برای هر پنل خورشیدی و باتری، این می تواند بسیار گران تمام شود.

این نشان می دهد که بهتر است منبع نیرو در فاصله بسیار زیاد از مصرف کنندگان قرار نداشته باشد. پس کشورهایی مانند استرالیا بهتر است مزرعه خورشیدی بزرگ خود را بسازند به جای این که متحمل چنین ضررهای برای تامین انرژی شوند، به خصوص که زمین های بیابانی بزرگ خود را دارند.

پیامدهای زیست محیطی

تصویر ایجاد شده بیانگر ناکارآمد بودن ذخیره و انتقال نیرو در سراسر دنیا از یک مزرعه خورشیدی بزرگ در صحرای بزرگ آفریقا است. اما ما پول نامحدود داریم! این پروژه حتی اگر کارآمد نباشد، اما سیاره زمین را نجات خواهد داد! این گونه نیست؟

اگر سازگاری با شرایط آب و هوایی را مد نظر قرار دهیم، ممکن است به کمی تامل احتیاج باشد زیرا این پروژه رویایی می تواند آثاری فراتر از اشغال بخشی از زمین صحرای بزرگ آفریقا را در پی داشته باشد.

نصب این تعداد زیاد از پنل های خورشیدی موجب تغییر در الگوهای آب و هوایی در کل صحرای بزرگ آفریقا خواهد شد که اثری دنیای به همراه دارد.

به محض این که استفاده از نور خورشید و تبدیل آن به برق شروع شود، دمای بیابان را کاهش می دهیم. این بدان معنا است که باران می تواند به منطقه باز شود و گیاهان امکان رشد دوباره داشته باشند. بیابان به آرامی سبزتر و سبزتر خواهد شد زیرا گیاهان همچون پنل های خورشیدی موجب خنک شدن بیابان می شوند.

این ممکن است عالی به نظر برسد، اما باید توجه داشت که بسیاری از اکوسیستم های بزرگ تر و پیچیده تر ما به صحرای بزرگ آفریقا وابسته هستند. منطقه آمازون با گرد و غباری که از صحرای بزرگ آفریقا برخاسته و از فراز اقیانوس اطلس عبور می نماید، بارور می شود. اگر دمای صحرای بزرگ آفریقا را کاهش داده و گرد و غبار اتسمفری را از بین ببریم، ممکن است موجب فروپاشی منطقه آمازون شویم.

اقیانوس اطلس نیز با گرد و غبار صحرای بزرگ آفریقا تغذیه می شود. شن غنی از مواد مغذی آن به شکوفایی جلبک ها یاری می نماید. جلبک ها نقش مهمی در فراوری اکسیژن دنیا دارند، از این رو، ممکن است با کاهش سطوح اکسیژن نیز روبرو شویم.

افزون بر این، چرخه های آب و هوایی معروف به نینو و ال نینو با تکرار و شدت بیشتری رخ می دهند، و این به معنای شکل گیری گردبادها و توفان های بیشتر است.

با این وجود، تکان دهنده ترین اثر شامل افزایش دمای سطحی می شود.

بخار آب (ابرها) یک گاز گلخانه ای قدرتمند است. در شرایطی که بارندگی در منطقه ها استوایی مانند آمازون کاهش می یابد، سبز شدن صحرای بزرگ آفریقا موجب مرطوب تر شدن دیگر قسمت های دنیا با ابرهای بیشتر می شود. این شرایط گرما را به دام می اندازد و کره زمین را گرم می نماید.

گرم شدن سیاره زمین موجب آب شدن کوه های یخ می شود که در جریان های اقیانوسی اختلال ایجاد نموده و به نوبه خود موجب سقوط چشمگیر تنوع زیستی در سراسر دنیا می شود. از بین رفتن ذخایر ماهی ناشی از این شرایط موجب قحطی گسترده در سراسر دنیا می شود.

متان و دی اکسید کربن گرفتار شده در یخ های دریای قطب شمال آزاد خواهد شد و تغییرات آب و هوایی بزرگ را موجب می شود. یک انقراض بزرگ شکل خواهد گرفت و انسان ها نیز از قربانیان احتمالی خواهند بود.

پس اگر می خواهید با تغییرات آب و هوایی مبارزه کنید، باید توجه داشت که ما روی یک سیاره زندگی می کنیم. هر اکوسیستم در یک شبکه دنیای به دیگری متصل است و هیچ کدام منزوی نیستند. اگر در یکی از آنها اختلال ایجاد کنید، موجب اثری دومینویی در بقیه می شود.

در عوض، ما به تصمیم گیری درست درباره این که انرژی خود را از کجا دریافت کنیم، احتیاج داریم تا اثر دنیای را به حداقل برسانیم.

پس آیا برای تامین نیروی مورد احتیاج دنیا باید یک مزرعه خورشیدی بزرگ در صحرای بزرگ آفریقا بسازیم؟

جواب منفی است زیرا ایده وحشتناکی به نظر می رسد.

اما نکته زیبایی در اینجا پنهان است. ما می توانیم با تعداد نسبتا کمی از پنل های خورشیدی نیروی مورد احتیاج کل دنیا را تامین کنیم. سیاره زمین دارای 57.27 میلیون مایل مربع (148328619 کیلومتر مربع) خشکی است و ما احتیاجمند خورشیدی کردن تنها 0.2 درصد آن برای تامین برق مورد احتیاج خود هستیم.

تخمین زده می شود که یک درصد خشکی دنیا ساخته شده و به وسیله انسان اشغال شده است (شهرها و شهرک ها و نه زمین های کشاو رزی). پس اگر بتوانیم 20 درصد از منطقه ها شهری در دنیا را به مکان هایی برای استفاده از نیروی خورشید تبدیل کنیم می توانیم به طور کامل برق مورد احتیاج خود را تامین کنیم.