تامین انرژی همواره یكي از نیازهای مهم بشر در طول تاریخ بوده است. انسان ها در ابتدا با استفاده از گیاهان، حیوانات و حتي فراورده های به دست آمده از آن ها مانند روغن نهنگ برای تامین انرژی، روشن کردن آتش و تولیدگرما استفاده مي نمودند. این موارد معمولا دارای مشكلاتي نظیر انرژی اندک، عدم دسترسي آسان و محدود بودن در محیط اطراف زندگي انسان ها بودند. با گذشت زمان دریچه ای نوین به سوی جهان گشوده شد که شامل دست یافتن به منابع عظیمي از انرژی های فسیلي شامل نفت، گاز و زغال سنگ گردید. این منابع به عنوان گزینه ای مناسب برای تامین انرژی و همچنین مواد اولیه بسیاری از محصولات کاربردی مورد استفاده قرارگرفت. در اثرگذشت زمان و استفاده ی فراوان از منابع فسیلي و در ازای آن آلودگي های مخاطره انگیز این منابع و تاثیر مخرب بر دمای کره ی زمین این نیاز احساس شد که برای تامین انرژی باید به دنبال گزینه هایی پاک تر گام برداشت که ازیك طرف به حفظ منابع فسیلي برای آیندگان در تولید مواد مصرفي منجرگردد و از طرفي دیگر از آلودگي های گرمایی گازهای گلخانه ای حاصل ازسوختن این منابع تا حد امكان جلوگیری شود. راه حل مناسبی که برای این معضلات ارائه شد، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به عنوان منبعي پایدار برای تامین انرژی مي باشد. این گونه از انرژی ها به صورت پایدار و در دسترس در نقاط مختلف زندگي انسان ها موجود است، آلودگي سوخت های فسیلي رانداشته و استفاده از آن ها باعث اتمام این منابع نمي شود. از جمله انرژی های تجدیدپذیر مي توان به انرژی بادی، انرژی خورشیدی، انرژی آبی، انرژی زیست توده (بیومس)، انرژی زمین گرمایی، انرژی جزر و مد و انرژی حاصل از موج ها را نام برد که منشا بسیاری از آن ها انرژی حاصل از تابش خورشید بر کره ی زمین مي باشد. اما برخلاف تصور عمومي، انرژی های تجدیدپذیر تنها به این موارد محدود نمي شود و پتانسیل های ارزشمند دیگری از این منابع موجود است که مطالعه و تمرکز بر روی آن ها به منظور یافتن راهكارهایی ارزان تر، در دسترس تر و سریع تر امری ضروری و لازم مي باشد. در این میان کشور ایران نیز دارای پتانسیل های فراوان انرژی های تجدیدپذیر است. به گزارش سازمان انرژی های تجدیدپذیر و بهره وری انرژی برق (ساتبا)، ایران دارای ۶٠٠٠٠ مگاوات ظرفیت اسمي بادی و متوسط تابش ۵٫۵ − ۴٫۵كيلووات ساعت بر متر مربع در روز مي باشد. این درحالي است که بر اساس پایگاه داده های شاخص توسعه جهاني١ نرخ تولید گاز کربن دی اکسید درایران از سال ١٩٩۵ تا سال ٢٠١۵ به میزان ٣٠٠ ٪افزایش پیدا کرده است و در مقابل کشورهایی توسعه یافته و پیشگام در انرژی های تجدیدپذیر و باجمعیتي برابر ایران مانند آلمان این مقادیر را به میزان ٢٠ ٪کاهش داده اند.
1. ذخیره انرژی
ذخیره انرژی نقش مهمی در تعادل عرضه و تقاضا برق ایفا می کند و برای مقابله با مسائل متناوب انرژی تجدیدپذیر مهم است. جفت شدن سیستم ذخیره سازی با منبع انرژی تجدید پذیر ، منبع برق صاف و پایدار را تضمین می کند، حتی در شرایطی که شرایط آب و هوایی برای تولید انرژی مطلوب نباشد.
باتری ها رایج ترین وسیله ذخیره سازی مورد استفاده در سیستم های انرژی تجدید پذیر هستند و استفاده از آنها در مقیاس های مسکونی و شبکه ای در حال افزایش است. انتظار می رود فن آوری های ذخیره انرژی همچنان به پیشرفت خود ادامه دهند و استفاده از آنها را با دوام تر و مقرون به صرفه تر جلوه دهند. پیش بینی می شود که ذخیره سازی یک مؤلفه اصلی کلیه فناوری های جدید انرژی در حال حرکت به آینده باشد، زیرا راه حل های ذخیره سازی انرژی در مقیاس ابزار و انرژی داخلی رقابتی تر می شوند و باعث از بین رفتن مزایای منابع انرژی سنتی می شوند.
در جزیره باربادوس در کارائیب ، از باتری های قدیمی اتومبیل برقی برای تأمین ذخیره انرژی شبکه و افزایش طول عمر مفید آنها استفاده می شود.
2. میکروگرید و AI
ریزگردها شبکه های انرژی محلی هستند که می توانند بطور مستقل یا در حالی که به یک شبکه سنتی بزرگتر وصل هستند، کار کنند. آنها استقلال انرژی، بهره وری و محافظت از انرژی در مواقع اضطراری را تأمین می کنند. استفاده از قابلیت های یادگیری ماشین از هوش مصنوعی (AI) با کنترل کننده های میکروگرید امکان سازگاری مداوم و بهبود عملکرد را فراهم می آورد.
استقرار میکروگریدها بطور قابل توجهی سریعتر می شوند و نرم افزارهای جدید اجازه می دهند تا طرح ها در یک روز واحد تکمیل شود. شرکت فنی سان دیگو XENDEE در همکاری با گروه WoيleyPaيsons یک ابزار پیشرفته میکروگرید را با همکاری گروه WoيleyPaيsons در حال راه اندازی است تا راه حل های کلید در دست را تا 90٪ زمان و هزینه کمتر از روش های معمولی در دسترس قرار دهد.
از کالیفرنیا گرفته تا جزایر اقیانوس آرام ، میکروگریدها در مرحله مرکز قرار دارند. پالائو یک کشور جزیره اقیانوس آرام و سیزدهمین کشور کوچک جهان است ، اما متعهد شده است بزرگترین میکروگرید جهان را تولید کند – 35 مگاوات پنل های خورشیدی با 45 مگاوات ساعت ذخیره انرژی. این تلاش بخشی از هدف کشور برای انتقال به 70 درصد انرژی تجدیدپذیر تا سال 2050 است، و می داند که این جزایر در رأس تجربه تغییرات اقلیمی قرار گرفته و به عنوان صفر برای انتقال انرژی جهانی ایستاده اند.
3. Blockchain
در اصل توسعه یافته برای ثبت معاملات رمزنگاری ، فناوری blockchain برای استفاده در بازار انرژی تطبیق می یابد. Blockchain یک دفترچه دیجیتال فاسد نشده است که معاملات را از طریق شبکه همتا به همسالان انجام و ضبط می کند. عدم تمرکز در blockchain آن را به عنوان ایده آل برای از بین بردن واسطه های تأمین کنندگان برق به شمار می آورد. این نابرابری و ناکارآمدی انرژی را کاهش می دهد و مصرف کنندگان را قادر می سازد تا مستقیماً از سایر مصرف کنندگان انرژی بخرند و بفروشند.
جابجایی فن آوری توزیع شده توزیع blockchain با دستگاههای روزمره که ما برای دریافت و انتقال اطلاعات از آن استفاده می کنیم، که امروزه به عنوان اینترنت اشیا (IoT) خوانده می شود ، تأثیر عمیقی بر سیستم های انرژی دارد. با برنامه های صحیح، دستگاه ها می توانند به صورت مستقل در مواقع بهینه انرژی بخرند و بفروشند، تنظیمات سیستم انرژی را در یک بستر زمان واقعی بهینه کنند و عملکرد دستگاههای مصرف کننده انرژی را رصد و تحلیل کنند.
این فناوری ها در حال شروع به کار برای پروژه های پیشگامانه، مانند blockchain هستند. این پروژه شامل یک میکروگرید مجهز به اجتماع است که صاحبان آن از طریق فناوری blockchain قدرت یکدیگر را می خرند و می فروشند. موفقیت پروژه هایی از این دست اطمینان حاصل می کند که آنها در مقیاس گسترده تری اجرا خواهند شد.
4. شبکه برابری و کاهش هزینه ها
برابری شبکه هنگامی اتفاق می افتد که یک انرژی جایگزین می تواند در هزینه و سطح کارایی برابر یا کمتر از مقدار تولید شده توسط روش های معمولی ، نیرو تولید کند. در بسیاری از مناطق از نظر قیمت و عملکرد ، خورشیدی و باد به برابری رسیده اند ، و فن آوری های جدید همچنان به لبه رقابتی خود ادامه می دهند.
مدل سنتی تولید برق توزیع شده بزرگ ، بالا به پایین و مرکزی با تولید ماژولار ، مصرف کننده محور و حتی توزیع برق جایگزین می شود. هنگامی که تصور می شود ادغام در شبکه دشوار است ، حالا تجدید پذیر می توانند در جهت تقویت قابلیت اطمینان شبکه و قابلیت انعطاف پذیری کار کنند. استفاده از blockchain ، AI و سایر فن آوری های اتوماسیون باعث می شود که تجدید پذیرنده ها به خود بهینه شوند و باعث افزایش کارایی آنها شوند.
خورشيد و باد در حال حاضر از منابع مرسوم كارآمدتر و مقرون به صرفه تر هستند و فن آوري هاي در حال پيشرفت به بهبود قيمت و عملكرد آنها ادامه خواهند داد. با ترکیب منافع اقتصادی با تأثیر محیطی کم ، می توان انتظار داشت که تجدیدپذیرها از یک منبع انرژی قابل قبول به منبع مورد نظر تبدیل شوند.
جزایري مانند باربادوس به شدت در وسایل نقلیه برقی سرمایه گذاری می كنند.
