انرژی بادی و انرژی خورشیدی، دو ستون اصلی حرکت جهانی بهسوی انرژیهای تجدیدپذیر هستند. هر دو منبع بهوفور در دسترساند و پس از نصب، هیچگونه گاز گلخانهای تولید نمیکنند. همین موضوع به بهبود کیفیت هوا کمک کرده و نقش مهمی در کاهش روند گرمایش جهانی دارد.
از طرفی، در بسیاری از نقاط جهان، استفاده از انرژی باد و خورشید اکنون از سوختهای فسیلی مقرونبهصرفهتر شده است؛ زیرا قیمت نفت، گاز و زغالسنگ همواره دچار نوسانات شدید میشود. در مجموع، انرژی بادی و خورشیدی تقریباً از هر نظر نسبت به سوختهای فسیلی برتری دارند. اما وقتی این دو را با یکدیگر مقایسه کنیم، کدام عملکرد بهتری دارد؟
اگر فقط بهرهوری را در نظر بگیریم، انرژی بادی برتری محسوسی دارد و دلیل آن هم بسیار ساده است.
توربینهای بادی میتوانند حدود ۵۰ درصد از انرژی باد عبوری را به برق تبدیل کنند، در حالی که پنلهای خورشیدی تنها حدود ۲۰ درصد از انرژی نور خورشید را به برق تبدیل میکنند. بنابراین، فناوری توربینهای بادی در حال حاضر از نظر تبدیل انرژی، کارآمدتر از فناوری پنلهای خورشیدی است.
البته برخی معتقدند که بازده تبدیل انرژی تنها یکی از معیارهای مقایسه این دو فناوری است. واقعیت این است که مقایسه مستقیم انرژی بادی و خورشیدی چندان ساده نیست، زیرا هرکدام برای نیازها و شرایط متفاوتی طراحی شدهاند و کاربردهای خاص خود را دارند.
مزایا و معایب انرژی بادی
علاوه بر بازده بالاتر توربینهای بادی نسبت به پنلهای خورشیدی، مهمترین مزیت دیگر انرژی بادی دسترسی بیشتر به منبع انرژی است.
توربینهای بادی مدرن میتوانند حتی با سرعت باد حدود ۶ مایل بر ساعت (نزدیک به ۱۰ کیلومتر بر ساعت) نیز برق تولید کنند؛ سرعتی که سازمان هواشناسی آمریکا آن را «نسیم ملایم» مینامد. هرچه سرعت باد بیشتر شود، میزان تولید برق نیز افزایش مییابد و تنها زمانی متوقف میشود که وزش باد به حدی شدید باشد که ادامه فعالیت توربین خطرناک شود.
یکی دیگر از مزیتهای باد این است که تغییرات سرعت آن معمولاً تدریجی و تا حد زیادی قابل پیشبینی است؛ برخلاف نیروگاههایی که ممکن است بهطور ناگهانی از مدار خارج شوند.
فناوری توربینهای بادی نیز طی سالهای اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است. طبق آمار مجمع جهانی اقتصاد (World Economic Forum)، میانگین ارتفاع توربینهای بادی در دو دهه گذشته حدود ۵۹ درصد افزایش یافته است.
این افزایش ارتفاع اهمیت زیادی دارد، زیرا هرچه از سطح زمین فاصله بگیریم، سرعت باد بیشتر میشود. موانعی مانند ساختمانها و درختان باعث کاهش سرعت جریان باد در نزدیکی زمین میشوند و در نتیجه انرژی کمتری برای تولید برق در اختیار توربین قرار میگیرد. به همین دلیل، مزارع بادی فراساحلی (Offshore Wind Farms)، بهویژه پروژههای عظیمی که در چین در حال توسعه هستند، در آینده نقش مهمی در صنعت انرژی خواهند داشت.
اما انرژی بادی بدون ایراد هم نیست. مهمترین نقطهضعف آن این است که نمیتوان توربین بادی را در هر مکانی نصب کرد. این توربینها باید در محیطی باز و بدون مانع قرار داشته باشند و همچنین به دلیل تولید صدای نسبتاً زیاد، نصب آنها در نزدیکی مناطق مسکونی مناسب نیست.
در نتیجه، با وجود بهرهوری بالاتر نسبت به پنلهای خورشیدی، توربینهای بادی از نظر محل نصب انعطافپذیری کمتری دارند و نصب آنها نیز پیچیدهتر است. به همین دلیل، انرژی بادی تقریباً همیشه در مقیاس صنعتی استفاده میشود و برای خانهها چندان رایج نیست؛ هرچند نمونههای کوچک خانگی نیز وجود دارند.
مزایا و معایب انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی نهتنها از نظر بازده تبدیل انرژی نسبت به انرژی بادی ضعیفتر است، بلکه از نظر دسترسی به منبع انرژی نیز محدودیت بیشتری دارد.
در حالی که یک توربین بادی با یک نسیم ملایم هم میتواند برق تولید کند، پنلهای خورشیدی تنها زمانی انرژی تولید میکنند که نور مستقیم خورشید به آنها بتابد. به همین دلیل، باید در زاویهای دقیق و رو به خورشید نصب شوند. همچنین در طول شب هیچ برقی تولید نمیکنند و در روزهای بسیار ابری نیز عملکرد آنها بهطور قابل توجهی کاهش مییابد.
با توجه به این محدودیتها و بازده کمتر، شاید تصور کنید انرژی خورشیدی گزینه چندان مناسبی نیست؛ اما این فناوری نیز مزایای مهمی نسبت به انرژی بادی دارد.
نصب و نگهداری پنلهای خورشیدی بسیار سادهتر از توربینهای بادی است و به همین دلیل برای استفاده خانگی گزینهای بسیار مناسبتر محسوب میشود. حتی در آینده ممکن است بتوان پنلهای خورشیدی را روی پنجرههای ساختمانها نیز نصب کرد.
هزینه نیز یکی دیگر از مزیتهای بزرگ انرژی خورشیدی است. نصب پنل خورشیدی برای یک خانه معمولاً بین ۱۰ تا ۳۰ هزار دلار هزینه دارد، در حالی که قیمت یک توربین بادی بهطور متوسط بین ۲ تا ۴ میلیون دلار است.
همین سادگی نصب و هزینه کمتر باعث شده است که انرژی خورشیدی به سرعت گسترش پیدا کند؛ تا جایی که برای نخستین بار در ایالات متحده، میزان تولید برق خورشیدی از زغالسنگ پیشی گرفته است.
البته انرژی خورشیدی نیز نقطهضعف دیگری دارد. پنلهای خورشیدی از سیلیکون و فلزات کمیاب ساخته میشوند که استخراج آنها نیازمند عملیات معدنکاری است. از آنجا که صنعت معدن یکی از عوامل مؤثر در انتشار گازهای گلخانهای و تغییرات اقلیمی محسوب میشود، تولید پنلهای خورشیدی نیز بدون هزینه زیستمحیطی نیست.
با در نظر گرفتن همه این موارد، میتوان گفت اگر هدف تنها بیشترین بازده، تولید برق بیشتر و کارایی بالاتر باشد، انرژی بادی همچنان پادشاه انرژیهای پاک محسوب میشود.
