طراحی کنترلر، مدارت دلخواه، پروژه ها و تمرینات درس میکروکنترلرها
یک کنترل کننده موتور با جریان خروجی 2 آمپر شامل کنترل جهت چرخش و سرعت می باشد. این مدار دارای نمایشگر LCD متنی بوده که سرعت و جهت چرخش موتور را نمایش می دهد.اندازه گیری ضربان قلب توسط تمامی انگشتان دست. نمایش بر روی سون سگمنت سه رقمی LED. ذخیره ضربان های اندازه گیری شده تا 250 مورد. نمایش اندازه گیری های ثبت شده توسط کلید های Up و downورودی این فرکانس متر قادر است با ولتاژهای 12 تا 500 ولت AC کار کند. ماکزیمم فرکانس اندازه گیری 20KHz می باشد. همچنین با تعیین نرخ نمونه برداری می توانید فرکانس را تا دو رقم اعشار اندازه گیری نمائید.این پروژه قادر خواهد بود که یک ماشین را به صورت بیسیم در جهات جلو و عقب و چپ و راست با سرعت دلخواه کنترل و همچین با کلید استپ ماشین را ثابت (ترمز) نماید.خروجی سه کاناله با کنترل سرعت به صورت مجزا، دو کلید افزایشی و کاهشی برای کنترل سرعت در هر کانال، فرکانس های مختلف و ثابت برای هر کانال، جریان خروجی بیش از 10 آمپر و ولتاژ بیش از 30 ولت
کنترل سرعت و جهت موتور DC

MCP-9

کنترل سرعت و جهت موتور DC
پروژه اندازه گیری ضربان قلب با نوک انگشتان و avr

MCP-17

پروژه اندازه گیری ضربان قلب با نوک انگشتان و avr
پروژه فرکانس متر صنعتی 500 ولت 20KHz با avr

MCP-1

پروژه فرکانس متر صنعتی 500 ولت 20KHz با avr
پروژه ماشین کنترلی بی سیم با avr

MCP-20

پروژه ماشین کنترلی بی سیم با avr
پروژه کنترل دور موتور با PWM و جریان خروجی بالا با avr

MCP-19

پروژه کنترل دور موتور با PWM و جریان خروجی بالا با avr
به این مقاله امتیاز بدهید   

نيروگاه آبي و اثرات زيست محيطي آن


اين نوشتار مصاحبه اي است با مايك و كوتانت از بخش علوم زيست محيطي آزمايشگاههاي ملي (ORNL) آمريكا. اين دو در پي يافتن مسائل مربوط به گسترش منابع برق توليدي از سدهاي آبي (برق آبي ) هستند. اين آزمايشگاهها انجام ارزيابي و مطالعات ديگر را به همراه صدور مجوز براي طرحهاي نيروگاههاي آبي در كميسيون فدرال قانونگذاري انرژي (FERC)، بر عهده دارند. به علاوه آنها در زمينه روشهاي اجتناب ياكاهش اثرات زيست محيطي اين طرحها، تحقيقاتي را براي وزارت انرژي آمريكا و برخي ديگر از مراكز انجام داده و به آژانسهاي دولتي و فدرال و نيز بخش خصوصي ، مشاوره مي دهند. مايك مسوول گروه Hydrosystems در بخش مطالعات اكوسيستمها و مدير برنامه طرحهاي FERC در بخش انرژي و >كوتانت < نيز يك اكولوژيست در بخش علوم زيست محيطي است .

چرا توليد برق از سدها براي آمريكا،اهميت دارد؟


ـ مايك : در حال حاضر انرژي موجود در آب جاري ، سهل الوصول ترين ، تجديدشونده ترين و تميزترين منبعي است كه براي توليد برق در كشور در اختيار است .اين منبع در بيشتر مناطق كشور كه داراي بارندگي زياد بوده و يا در مناطق كوهستاني ،قابل دسترسي است . ذكر اين نكته ضروري است كه انرژي برق آبي مهمترين منبع تجديدپذير انرژي براي آمريكا بوده و نسبت به انرژي زمين گرمايي ، زيست توده (Biomass)، انرژي خورشيدي و باد قابل اعتمادتر، كاراتر و ارزانتر است . تميزترين منبع نيز از آن جهت است كه فاقد انتشاردي اكسيد كربن ، دي اكسيد گوگرد، اكسيدهاي نيتروژن يا هرگونه آلودگي هواست . به علاوه زائدات جامد يا مايع نيز توليد نمي كند.

انرژي برق آبي ارزانترين منبع برق درآمريكاست . هر كيلووات ساعت برق توليدي به اين روش فقط نيازمند 0/6 سنت هزينه براي راهبري ، تعمير و نگهداري است و اين درحالي است كه اين هزينه براي نيروگاههاي اتمي و زغال سنگي به ترتيب 2/2 و1/2سنت به ازاي هر كيلووات ساعت است . درمنطقه ما يعني دره تنسي ، نرخ برق پايين بوده و دليل اصلي آن نيز وجود سهم زياد برق حاصل از سدهاست .
در حال حاضر انرژي برق آبي از اجزاي اصلي بيشتر سيستمهاي توليد برق جهان است . اين انرژي يك پنجم از انرژي مصرفي در كل جهان را تامين كرده و بعد از انرژي فسيلي در رتبه دوم منابع توليد برق است . در آمريكا قبلا اين انرژي تامين 14 درصد ازمصرف برق را بر عهده داشت و در حال حاضرتامين كننده 10 درصد برق كشور است .نيروگاههاي آبي آمريكا سالانه معادل 500ميليون بشكه نفت ، انرژي توليد مي كنند. البته سهم اين انرژي در مناطق مختلف كشور،تفاوت دارد مثلا در ايالتهاي اطراف كوه Rocky اين انرژي تامين كننده 14 درصد برق است و در Pacific Coast اين رقم به 63 درصدمي رسد. در Northwest Pacific كه شديدا متكي به انرژي برق آبي است حدودا دو سوم برق مصرفي از 58 سد بزرگ و كوچك تامين مي شود.
هدف من آن نيست كه انرژي برق آبي رابدون مشكل و مساله معرفي كنم بلكه مي خواهم با ارايه اين ارقام ، اهميت آن راگوشزد كنم .

وضعيت منابع ملي انرژي برق آبي به چه صورت است ؟
ـ مايك : تقريبا نيمي از پروژه هاي نيروگاه آبي آمريكا به صورت فدرال و نيمي به صورت غير فدرال است . پروژه هاي غير فدرال ازكميسيون فدرال قانونگذاري انرژي (FERC)موافقتنامه هاي 50 ساله دريافت مي كنند كه بايد هر دوره تجديد شود. براي مثال تعدادي از 156 پروژه توليد انرژي برق آبي كه در سال 1943 ساخته شده بايد پيش از تجديدموافقتنامه ، اصلاحاتي را براي دستيابي به استانداردها انجام مي دادند. گاهي نيز براي حفاظت از محيط زيست بايد اين اصلاحات انجام شوند كه در اين مورد مي توان به كاهش جمعيت ماهيان آزاد در منطقه
Pacific Northwest اشاره كرد. در بعضي مواردبه جاي تجديد موافقتنامه ، اين كميسيون ممكن است تصميم بگيرد كه سد را حذف كرده و براي كمك به مهاجرت ماهيان آزاد،جريان آزاد رودخانه را حفظ كند. اين تصميمات مي تواند منجر به كاهش توليدبرق و افزايش حدود هشت درصدي در نرخ برق براي مصرف كنندگان اين منطقه شود.
طبق قرارداد منعقده ميان ما و وزارت انرژي آمريكا و كميسيون مذبور،آزمايشگاههاي ORNL ارايه دهنده مشاوره در زمينه اصلاحاتي هستند كه نيروگاههاي آبي براي اخذ موافقتنامه بايد به مورد اجرا بگذارند. اين آزمايشگاهها از توسعه نيروگاههايي كه همخوان با محيط زيست باشند، حمايت مي كنند.

اگر نيروگاه متوقف شود، به چه صورت جايگزيني انجام خواهد شد؟
ـ مايك : احتمالا در مناطقي از آمريكا كه ازانرژي برق آبي براي زمانهاي اوج مصرف استفاده مي كنند، اثرات حذف توليد برق (طي اخذ مواد موافقتنامه مجدد) شديدتر از مناطق ديگر است . در اين سدها مقدار زيادي آب ذخيره مي شود تا هنگام اوج مصرف ، سريعا توربينها را به جريان اندازد. ايجاد نوسانات سطح آب رودخانه هنگام اين عمليات ، اثرات نامطلوب زيست محيطي و اجتماعي درپي دارد. باتوجه به حساسيت كنوني نسبت به مسائل زيست محيطي ، چنين پروژه هايي مجاز به ادامه اين عمليات نيستند. براي رفع مشكلات در دوره هاي اوج مصرف ، مي توان ازنيروگاه توربين گازي ، نيروگاه زغال سنگي يا برنامه هاي ذخيره سازي و تشويق به منظورمصرف كمتر انرژي استفاده كرد.
ـ كوتانت : بايد توجه داشت كه اگر قسمتي ازظرفيت برق آبي كاهش يابد، ديگرقسمتهاي شبكه برق مي توانند آن را تامين كنند. به همين دليل است كه كانادايي ها درمورد فروش انرژي برق آبي به آمريكا نگران هستند. قابل ذكر است كه بزرگترين منبع خارجي برق براي آمريكا، شركت Qubec Hydroاست كه برق بسيار زيادي رابه New England و شهر نيويورك مي فروشد.هر چند Pacific Northwestمي تواند برق بيشتري وارد كند ولي اين موضوع ، مساله موازنه پرداختها را بغرنج تر مي كند. بايد گفت كه پروژه هاي بزرگ توليد انرژي برق آبي كانادا، داراي
اثرات زيست محيطي شديدي است .

علاوه بر توليد تميز برق ، ديگر منافع نيروگاههاي آبي چيست ؟
ـ مايك : مخازن پشت اين گونه سدها داراي ارزش تفريحي است چون مي توان از آنجابراي ماهيگيري ، قايقراني ، اسكي روي آب وشنا استفاده كرد. آنجا مي تواند سكونتگاه مناسبي براي ماهي ، پليكان ، غاز، عقاب وعقاب دريايي باشد. به علاوه براي تامين آب نيز مخزن مناسبي بوده و مي تواند هنگام سيل به كنترل آن كمك كرده و فرسايش خاك را به حداقل برساند. معمولا با گسترش اين سدها و نيروگاهها، فرصتهاي تفريحي نيز بيشتر مي شود.

اثرات منفي ناشي از پروژه هاي نيروگاههاي آبي چيست ؟
ـ كوتانت : از آنجا كه بيشتر پروژه هاي نيروگاههاي آبي داراي سد است ، سكونتگاه رودخانه با يك سكونتگاه درياچه اي جايگزين مي شود. بنابراين سكونتگاه حيات وحش خشكي و سكونتگاه ارگانيزمهاي آب رودخانه يا نابود شده و يا به صورت يك مخزن در آمده كه ارگانيزمهاي خاص خود رادارد. در ايالت تنسي مي توان به Little Tennessee RiverوTellico Lake اشاره كرد. بزرگترين مساله در منطقه Northwestمسدود شدن حركت رو به پايين و رو به بالاي ماهيان است . ماهيان آزاد بايدبتوانند براي توليد مثل از اقيانوس به بالادست يعني مناطق تخم ريزي مهاجرت كنند.وجود سدها حتي با ساخت پلكان براي كمك به بالا رفتن ماهيان نيز باعث تغيير الگوي مهاجرت اين ماهيان مي شود. تعداد گونه هاي Chinook ,Sockeye ,Coho كه روزگاري درمنطقه Northwest بسيار زياد بود، يا در ليست گونه هاي در معرض خطر بوده و يا به زودي در اين ليست قرار خواهد گرفت . به دليل وجود نيروگاههاي آبي ، اين گونه ها دربالاي ليست قرار دارند. با اين وجود اساسٹ اين سدهاي فدرال هستند كه مسوول كاهش عمده جمعيت ماهيان آزاد منطقه
Pacific Northwestاز 16 ميليون به 300هزار ماهي وحشي در سال ، هستند. در انتهابايد گفت كه توليد انرژي برق آبي با تقويت حفاظتهاي زيست محيطي ، كاهش خواهديافت . مشكل عمده ديگر ورود ماهيان جوان به پايين دست و اقيانوس است چون عبور ازتوربين نيروگاه باعث مرگ آنها خواهد شد.
گسترش سدهاي برق آبي به چند صورت داراي اثرات منفي بر كيفيت آب است .
از بين بردن درختان منجر به فرسايش خاك شده و رسوباتي را فراهم خواهد كرد كه مي تواند باعث انسداد شود. تراوش آب ازسرريزهاي سد مي تواند باعث فوق اشباع شدن آب از گازهاي موجود در هوا شود. اين حبابهاي گاز در داخل بافتهاي ماهي جذب شده و مي تواند باعث بيماري و در نهايت مرگ ماهي شود. فوق اشباع شدن آب از گاز، مشكل مهمي در رودخانه كلمبيا بود. آنهادريافتند كه وجود فشار زياد ناشي از سقوطآب از سر ريزهاي سد (به درون مخزن ) باعث مي شود كه گازهاي اتمسفري در آب ، محلول شده و مخزن به صورت فوق اشباع در آيد.
پايين بودن كيفيت آب باعث بروزاشكال ، براي حيات دريايي دره تنسي شده است چون جريان طبيعي رودخانه ها درتابستان كم است و بنابراين چند لايه در آب به وجود مي آيد يعني آب گرمتر در بالا و آب سردتر در پايين قرار مي گيرد. چون امكان رساندن هوا به لايه هاي زيرين وجود ندارد،در اين لايه ها اكسيژن ، كاهش مي يابد. ازآنجا كه اين لايه ها بسيار سرد بوده و اكسيژن محلول آن نيز كم است ، ماهيان نمي توانند درآنجا زندگي كنند.
زماني كه آب لايه هاي زيرين ، از توربين نيروگاه عبور مي كند چون داراي اكسيژن محلول كمي است مي تواند باعث غيرقابل سكونت شدن رودخانه پايين دست سد شود.به علاوه نبود اكسيژن در آب لايه هاي زيرين باعث مي شود كه بعضي از فلزات موجود درسنگهاي اطراف ، راحت تر در آب حل شوندواين فلزات در رودخانه پايين دست سد آزاد شده و مشكل آفرين مي شوند.
ـ مايك : مساله ديگر سدها آن است كه حتي اگر كيفيت آب تخريب ، نشود، بايد گفت كه تغيير هيدرولوژي طبيعي رودخانه مي تواندباعث تغييرات عمده در سكونتگاه شود. اين مساله تحت عنوان مسائل instreamflowناميده مي شود. اگر مقدار آبي كه از سد خارج شده و وارد پايين مي شود، به صورت فصلي ياكوتاه مدت و حتي ساعتي تغيير كند بايددانست كه اين تغيير بر ماهيان و ديگرارگانيزمها تاثير خواهد گذارد.
ـ كوتانت : يكي از مزيتهاي استفاده ازنيروگاههاي آبي براي توليد برق آن است كه به راحتي مي توان الگوهاي توليد را كنترل كرده و الگوهايي براي خروج آب در نظر گرفت كه با سطح متغير تقاضا براي برق ، همخوان باشد. مثلا در يك روز تابستان بيشترين تقاضا متعلق به اواسط روز و بعدازظهر است كه به تهويه مطبوع بيشتري نياز است . سطح آب رودخانه نيز شبيه يويو عمل خواهد كرديعني زماني كه تقاضا براي برق زياد است ، سطح آب پايين رفته و زماني كه تقاضا كم است ، سطح آب بالا مي آيد. در رودخانه اي باعمق كم اين وضعيت شبيه جزر و مد خواهد بود و باعث مي شود ماهي در آب كم عمق يامناطق بدون آب قرار گيرد. به اين دليل بايدبراي حفاظت از محيط زيست ، تغييرات دبي آب كنترل شود.
ـ مايك : معمول ترين مشكل در صدورموافقتنامه يا تجديد آن براي سدهاي نيروگاهي ، تعيين كمترين جريان براي حفاظت از سكونتگاه آبزيان است چون اگراين جريان خيلي كم باشد، ماهيها و ديگر ارگانيزمها از بين مي روند. اين حداقل جريان ،براي حفاظت از انواع منابع طبيعي مثل ماهي ، مارآبي و درموارد غيرمعمول براي حفاظت ازمنابعي مثل فسيل دايناسورها نيزمورد نياز است . بسته به موقعيت پروژه ، جريان خروجي از سد بايد تأمين كننده نيازافراد در پايين دست سد نيز باشد. در اين باره مي توان به كاياك سواران ، افرادي كه ازرودخانه براي حمل الوار استفاده مي كنند و ياقبايل بومي آمريكا كه در آب رودخانه اعمال مذهبي انجام مي دهند، اشاره كرد. اين جريان بايد به نحوي تنظيم شود كه تمامي اين علاقه ها را تأمين كند.
* آيا مي توان اين مسائل زيست محيطي را حل كرد؟
ـ مايك : در مورد اين سوال بايد با قوت گفت كه در بيشتر موارد جواب آري است . تعدادزيادي از مسائل اين نيروگاهها قابل حل بوده و آزمايشگاههاي ملي ORNL سهم مهمي دراين زمينه دارد. انتخاب مكان مناسب براي سد، طراحي و راهبري مناسب ، مي تواند منجربه حل بيشتر اين مسائل شود. همان طور كه قبلا نيز گفته شد، استفاده از پلكانهاي ماهي ،هوادهي و كنترل جريان در سدهاي بزرگ ازاين گونه راه حلهاست . راه حلهاي زيست محيطي همواره وجود داشته است يعني مي توان فعاليتهايي انجام داد تا اثرات اين پروژه ها را از بين برده و يا به حداقل رسانده ويا در نهايت به نحوي آن را جبران كرد. درپروژه هاي نيروگاه آبي مي توان كارهايي انجام داد تا مشكل را پيش از وقوع ، حل كرده و يا تخفيف داد. كارشناسان ORNL طي يك دهه در تلاش بوده اند تا به نحو مؤثري اين مشكلات را ارزيابي كرده و راه حلهايي براي آنها ارايه كنند. در حال حاضر نيز ما درحال كمك به وزارت انرژي آمريكا هستيم تا با كمك صنعت ، برنامه اي براي توسعه فن آوري ساخت اين نيروگاهها به صورت همخوان بامحيط زيست ارايه كنيم .
كوتانت : در سدهاي بزرگ در منطقه Pacific Northwest پلكانهايي براي ماهي تعبيه شده است كه ماهيان آزاد بالغ مي توانندبه كمك آنها از اقيانوس وارد رودخانه شده ودر آنجا تخم ريزي ماهيان جوان را انجام دهند. پلكان ماهي نمونه اي كلاسيك از اين راه حلهاست . امروزه دريافته اند كه ماهيان مقيم يك منطقه نيز به صورت فصلي براي تخم ريزي به نواحي ديگر، مهاجرت مي كنندو از اين رو به گذرگاهي براي عبور نيازمندند. در ايالت اورگان ، ماهيان دهها مايل دررودخانه كلامات مهاجرت مي كنند و براي اين كار گذرگاههايي تعبيه شده است و با عبور ازپلكان ماهي از رودخانه اصلي كه محل مناسبي براي تخم ريزي نيست ، به سمت محلهايي مي روند تا تخم ريزي كنند. ماهيان جوان در رودخانه پراكنده شده و پس ازرسيدن به حد بلوغ ، از سد عبور كرده و به مناطق اجدادي خود باز مي گردند تا نسل جديدي را به وجود آورند.
در بيشتر موارد اگر توربينها به خوبي طراحي شده باشند مي توان مشكل كشيده شدن ماهيان به داخل توربين و تصادف باتيغه ها كه منجر به مرگ آنان مي شود را حل كرد. براي اين كارمي توان غربالهايي طراحي كرد كه از ورود ماهيان جلوگيري كند. بعضي ازطراحيهاي توربين به گونه اي است كه با فضاو چرخش مناسب ، ماهيان به تله نخواهند افتاد. آنچه كه در اين جا مورد نياز است ،طراحي استاندارد و مناسبي براي توربينهاست تا از ماهيان ، محافظت كرده ومورد توجه همه سدسازان نيز قرار گيرد. درهنگام راهبري توربين نيز مي توان به نحوي عمل كرد كه اثرات سوء آن به ماهيها به حداقل برسد. دراين مورد بايد متذكر شد كه كاربران اين نيروگاهها هنگام تغيير توان موردنياز براي ژنراتور، ترجيح مي دهند كه به جاي توقف ، وضعيت تيغه ها را تغيير دهند. چنين اعمالي باعث بروز اغتشاش شديدومرگ بيشتر ماهيان عبور كرده ، خواهد شد.اين در حالي است كه تحقيقات نشان مي دهد كه اگر توربين با كارايي نزديك به ماكزيمم حد ممكنه كار كند نه تنها بازده توليد برق بيشتر خواهد بود بلكه باعث خواهد شد كه ماهيان سالم بيشتري از توربين عبور كنند.امروزه در سدهاي بزرگي كه مثلا بر روي رودخانه كلمبيا زده شده است بيش از 10توربين و ژنراتور در خط قرار دارند كه موثرترين روش راهبري آنها اين است كه درصورت عدم نياز، تعدادي در توليد بوده و بقيه متوقف شوند.

راه حلهاي ديگر چيست ؟
ـ كوتانت : مثالهاي زيادي براي رعايت بعضي معيارهاي خاص وجود دارد. براي مثال اگر سازنده سد مي داند كه با شروع آب گيري سد، يك سكونتگاه مردابي از بين مي رود،مي تواند در نزديكي همان محل يك پناهگاه ديگر براي جانوران ، برپا كرده و به اين صورت نابودي يك سكونتگاه را با ايجاد يك سكونتگاه جديد در محل ديگر جبران كند. يااگر سازنده سد مي داند كه با شروع عمليات سد، روزانه تعداد مشخصي ماهي مي ميردمي تواند يك محل مناسب براي تخم ريزي وزاد و ولد ماهيان بسازد تا نسل آنها منقرض نشده و توازن ماهيان بر هم نخورد.

آيا مشاجرات و مسائل ديگري نيز به وجود مي آيد؟
ـ مايك : هنگام جمع آوري اطلاعات راجع به تاثير صدور موافقتنامه هاي مجدد، مادريافتيم كه سدهاي چند منظوره داراي بزرگترين نقاط قوت و ضعف هستند. نقطه ضعف از آن جهت كه در مورد نحوه استفاده ازيك مخزن ، بحثهايي وجود داشت . مثلا بين افرادي كه از رودخانه براي حمل الوار استفاده مي كردند و ماهيگيران ، در مورد ميزان عمق آب ، بحث بود. مالكان مناطق تفريحي نيزمنافعشان (در ساحل درياچه ) با كساني كه مي خواستند با حفظ جنگل از گونه حيوانات درحال انقراض محافظت كنند، در تضاد افتاده بود. به علاوه در مورد مصرف نيز يك بحث كلاسيك و دايمي وجود دارد چون گروهي مي خواهند از آب براي توليد برق استفاه كنند و گروه ديگر مي گويند كه اين سدها بايد به صنعت و كشاورزي اختصاص يابد. البته از آن بابت كه آب در نيروگاه آبي ، غير مصرفي است با معيارهاي زيست محيطي همخواني بيشتري دارد.
ـ كوتانت : جالب آن است كه در كاربردهاي مجاز نيروگاههاي آبي نيز مشاجره وجود دارد.يعني سدهاي منطقه دره تنسي براي توليدبرق ، كنترل سيل و اهداف تفريحي از قبيل ماهيگيري ، شنا و قايق سواري و اسكي روي آب ساخته شده اند. مساله اين جاست كه براي كنترل سيل ، بهتر است كه سطح آب سدبا خارج سازي آب پشت آن از طريق سرريزها به حداقل ارتفاع برسد تا فضا براي سيل ورودي به آن وجود داشته باشد و اين در حالي است كه اگر سطح آب از حد معيني كمتر باشدصاحبان لنگرگاه نمي توانند از كشتيها وقايقهاي خود استفاه كنند و از اين رو با كاهش 30 فوتي ارتفاع آب در تابستان شديدا مخالفند. بر اين اساس مسولان اين ناحيه قوانين استانداردي را طراحي كرده اند تا افزايش آب به حدي باشد كه بتواند نظر هر دوگروه را تامين كند.
ـ مايك : مشكل ديگر آن است كه در بعضي از مناطق آمريكا بايد حقوق بوميان ، رعايت شود حتي اگر در تقابل با حقوق ديگران باشد.حوادث گذشته باعث شده است كه دولت آمريكا آنان را به عنوان يك ملت جداگانه بپذيرد. آنان داراي قوانين محيط زيست وماهيگيري خاص خود هستند و اين حق رادارند كه به مقدار كافي ماهي آزاد در محلهاي معمول براي ماهيگيري داشته و آب كافي نيزبراي انجام مراسم مذهبي خود داشته باشند وبه علاوه بايد مطمئن شوند كه اين آب درتماس با سازه هاي ساخت بشر، مشكل مذهبي نيافته است .
در بعضي مناطق اطراف واشنگتن مامصاحبه هاي مفصلي با اعضاي اين قبايل انجام داديم تا بتوانيم مشكل را شناخته وتاسيسات سد را به نحو شايسته برپا كنيم .درباره اثرات احتمالي و نوع راه حلهاي ممكنه براي جبران اين آثار نيز سوالاتي مطرح كرديم .
ـ كوتانت : ما بايد در بررسي جنبه هاي اقتصادي - اجتماعي يك سد براي توليدبرق ، ارزش نسبي منابع زيست محيطي رانسبت به توليد برق بسنجيم . قبلا گفته مي شد كه ارزش نيروگاه آبي به حدي است كه فقط صدمات زيست محيطي بسيار بزرگ مي تواند اين ارزش را از بين ببرد.
در حال حاضر اين فرض زير سوال رفته ومردم كمتري به بي ضرر بودن نيروگاه آبي براي ماهيان و حيات وحش اعتقاد دارند. دراين جا بايد گفت كه چون نيروگاههاي آبي داراي منفعت اقتصادي هستند بايد براي حفاظت از منابع متاثر شده از نيروگاه ،هزينه هايي را متقبل شوند. از اين رو يكي ازبزرگترين مشاجرات اقتصادي - اجتماعي بر سر ايجاد توازن بين ارزش منابع زيست محيطي ونيروگاههاي آبي در جريان است .

شما چگونه منابع زيست محيطي را ارزش گذاري مي كنيد؟
ـ كوتانت : شايد به نظر برسد كه قيمت گذاري يك كيلو ماهي آزاد در بازار، كارساده اي است ولي موضوع ، پيچيده تر از اين است . ما قيمت در بازار را مي دانيم ولي ارزش غير مستقيم اين ماهي چقدر است ؟ ارزش انساني كه دوست دارد كوه پيمايي كرده و يك رودخانه آزاد و گردش ماهيان را به جاي نيروگاههاي آبي و خطوط انتقال تماشا كند،چقدر است ؟ اين ارزش گذاري كار مشكلي است .
مردم مايلند هزينه بيشتري براي برق بپردازند ولي بدانند كه يك اجتماعي ازماهيان در بيرون وجود دارد حتي اگر آنها به ماهيگيري نرفته و يا ماهي نخورند. اين ارزشي است كه بايد در حساب سود و زيان ، مورد توجه قرار گيرد. به منظور دستيابي به يك روند مناسب براي تعيين منابع زيست محيطي در پروژه هاي نيروگاههاي آبي انجام يك سلسله تحقيقات ، لازم است .به عنوان مثال ارزش هر ماهي آزاد مي تواند10، 500 يا 900 دلار تعيين شود كه اين امر به چگونگي ارزش گذاري ستگي دارد. در اين مورد اظهارات ، ضد و نقيض است چون اگر اين ارزش گذاري در مقدار كم انجام شود، نصب سيستم پلكان ماهي ، توجيه ندارد ولي اگرزياد باشد، مي توان تقاضاي چنين سيستمي را كرد.

آيا در ديگر نقاط آمريكا مشكلات خاص ديگري نيز وجود دارد؟
ـ كوتانت : احتمالا تخصيص آب در منطقه دره مركزي كاليفرنيا سخت ترين مساله منابع طبيعي جهان است كه نيروگاههاي آبي رانمي توان از آن جدا كرد.
ـ مايك : يكي از مثالهاي پر كردن اظهارنامه اثرات زيست محيطي درباره پروژه سد چندمنظوره روي Mokelumne River بود كه مابراي FERC انجام داديم . كاربران پروژه مجبور شدند كه منابع شيلات در پايين دست سد را حفظ كرده و به علاوه براي مصرف كنندگان حاضر در پايين دست سد، آن قدر آب رها كنند كه كشاورزان بتوانند از آن براي آبياري محصولات استفاده كنند. اخيرٹمسولان ، اهميت بيشتري نسبت به ابتداي كار، براي منابع شيلاتي قايل شده اند و از اين رو ما در حال مطالعه به منظور تخصيص مجدد منابع هستيم تا امكان تامين آب بيشتر را بدون اثر گذاري منفي برديگر مصرف كنندگان ، مورد بررسي قرار دهيم . انجام چنين كاري مشكل است . اين مشكل ازآن جهت مساله ساز است كه ارزش آب براي هر يك از مصارف ، متغير بوده و تعيين سهم هر يك ، كار سختي خواهد بود.
ـ كوتانت : نحوه اختصاص آب در ايالتهاي غربي به اين صورت است كه هر كسي زودتربيايد، آب بيشتري به دست خواهد آورد. يعني هر كس زودتر در خواست مقدار مورد نياز خودرا داده باشد مي تواند به همان مقدار آب براي آبياري يا هر كار ديگري پمپ كند. با گذشت زمان ، تقاضاها افزايش يافته و آب بيشتري نيز تخصيص يافته است . امروزه مصرف كنندگان جديد مانند اهالي
خليج شرقي سانفرانسيسكو بايد مقداري آب بردارند كه سهم نفرات قبل از آنها كاهش نيابد يعني آنها به نوعي مصرف كننده درجه دو شده اند. بنابراين براي پاسخگويي به نيازهاي در حال افزايش بايد سدهاي بيشتري ساخته شود. متاسفانه در تخصيص اصلي ، ميزان مصرف براي ماهيها هرگز درنظر گرفته نشده بود. فقط به تازگي حداقل جريان براي حفاظت از گونه هاي در حال انقراض تعيين شده است .

در منطقه Pacific Northwest و دركاليفرنيا درگير چند پروژه هستند؟
ـ مايك : در منطقه Pacific Northwest ما برروي 17 پروژه كار مي كنيم . از اين تعداد
9 پروژه كوچك مربوط به حوضه آبريزرودخانه Skagit ، هفت پروژه مربوط به حوضه رودخانه Nook Sack و يك پروژه اجازه مجددنيز براي يك پروژه بزرگ در روخانه Skagitاست . اين پروژه هاي كوچك كه در منطقه واشنگتن قرار دارند، هر يك پنج مگاوات برق توليد خواهد كرد. در كاليفرنيا ما مشغول ارزيابي يك مجوز براي پروژه بزرگي بر روي رودخانه Mokelumne و پروژه مشابهي برروي روخانه Tvolumne هستيم . در قسمت فوقاني آبريز رودخانه Mokelumne نير چندپروژه در دست داريم . به علاوه در كاليفرنيا ماارزيابي ايجاد تغييراتي در راهبري يك سدبزرگ بر روي رودخانه Tvolumne را بر عهده داريم . اين پروژه ، آب شرب شهر سانفرانسيسكو و نيز آب براي آبياري دو ناحيه از بزرگ ترين نواحي كشور را تامين مي كند.

آزمايشگاههاي شما چه نوع تحقيقاتي را براي حمايت از راه حلهاي زيست محيطي درنيروگاههاي آبي ارايه مي كنند؟
ـ مايك : مهمترين طرح دردست بررسي ،مطالعه راههاي تخفيف مشكلات زيست محيطي براي وزارت انرژي آمريكاست . در اين تحقيق ما به اقصي نقاطكشور سفر كرده و برنامه هاي موجود براي اين هدف را مورد بازديد قرار داديم تا تعيين كنيم كه كداميك كارايي خوبي داشته و كداميك مناسب نيست . ما در زمينه يافته هاي خودگزارشي نيز منتشر كرديم .
از وزارت انرژي خواسته ايم كه براي بهبودطراحيهاي استاندارد تله هاي سبدي وغربالهاي ماهي از ما حمايت كند تا به حركت ايمن ماهيان به بالا دست و پايين دست كمك شود. در دهه 1970 هيلدبرانت برنامه زيست محيطي نيروگاههاي آبي را در وزارت انرژي آمريكا بنيان نهاد. در اوايل دهه 1980ما با بررسي وضعيت در محل ، به تحقيق درزمينه روابط بين ماهي و سكونتگاه پرداختيم و پروژه هايي را نيز با اداره شيلات و حيات وحش آمريكا در زمينه نابودي ماهيان در توربينها انجام داديم .
ما علاقه منديم كه كارها را در آزمايشگاه و در محل انجام دهيم . امروزه كارهاي مدلسازي نيز انجام مي دهيم . در حال حاضرما چرخه زيست محيطي گونه Chinook ازماهيان آزاد را با توجه به اطلاعات موجودتحت مدلينگ قرار داده ايم . براي مثال اثرات شرايط مختلف بر روي مهاجرت ماهيان ، تخم ريزي و رشد تخمها را تعيين مي كنيم .سپس با استفاده از اطلاعات و شرايط رودخانه Mokelumne در قبل و بعد از ايجاد نيروگاه آبي ، مي توانيم تاثيرات سدهاي جديد بر روي جمعيت ماهيان را پيشگويي كنيم .
متاسفانه بعضي از اوقات مسائل غيرقابل حلي نيز وجود دارد كه ناشي از چند منظوره بودن سدهاست .
به اين صورت كه مثلا بعضي از راه حلهاضررهايي براي ماهيگيري تفريحي در پي دارد كه قابل صرفنظر كردن نيست . از اين روما وارد فرايندي مي شويم كه بتوانيم از طريق تعيين بهترين تركيب از كاربردهاي چندگانه از سد، توازني برقرار كنيم . موضوع ديگر اين است كه من فكر مي كنم آزمايشگاههاي ماداراي تجربه منحصر به فردي در زمينه مواجه شدن با مسائل و اهداف چندگانه است .

آيا مي توانيد مثال خوبي از ايجادموفقيت آميز اين توازن ذكر كنيد؟
ـ مايك : بله ، يك مثال خوب حوضه آبريزرودخانه اوهايو است . ما با صدور اجازه براي 26 سد در طول 500 مايل از رودخانه مواجه بوديم . اثرات تجمعي اين پروژه ها آن بود كه كيفيت آب رودخانه و بخصوص اكسيژن محلول را شديدا كاهش مي داد و ما بايدبهترين تركيب از پروژه ها را مشخص مي كرديم تا در كنار تاسيس سد،محيطزيست نيز حفاظت شود. براي اين كارتلفيقي از مدلها را بكار گرفتيم كه تاثيرمتقابل بين سدها را شبيه سازي كند و سپس بين به حداكثر رساندن توليد برق و حفاظت ازاكسيژن محلول رودخانه ، بهينه سازي انجام داديم .
نتيجه گيري خود را در اظهار نامه اثرات زيست محيطي ارايه كرديم كه به دليل نظرات اداره هاي شيلات و حيات وحش بحث به دادگاه كشيده شد.

چرا اين اداره ها نظرات شما را به چالش كشيدند؟
ـ مايك : اين موضوع ، يك مشاجره سياسي بود. اين اداره ها سعي مي كنند كه موضع راسياسي كرده و هيچ گونه بحث فني ارايه نمي كنند. در اين مورد خاص نيز اگر حفاظت 100 درصدي از كيفيت آب و منابع ماهي موردنظر باشد، ساخت هرگونه نيروگاه آبي ،غيرممكن خواهد بود. اين در حالي است كه تجزيه و تحليلهاي ما كه براساس مدلينگ كامپيوتري صورت گرفته بود، نشان مي داد كه مي توان به طور همزمان از محيط زيست تاحد استانداردها حفاظت كرده و انرژي برق آبي نيز توليد كرد. ابتدا سازندگان تصور مي كردندكه شرايط ارايه شده از سوي ما سخت است ولي سپس آنها دريافتند كه گفته هاي ماداراي پايه و اساس علمي و فني بوده و ساخت اين سدها به صرفه است .
نكته تاسف آور اين بود كه از 16 سدمذبور كه داراي مجوز نيز بودند، فقط چند تاساخته شد كه دليل آن نيز مسائل اقتصادي بود و نه دلايل زيست محيطي و سازندگان نتوانستند قراردادهايي براي فروش برق در منطقه ، امضا كنند.

در حال حاضر چه مطالعات خاصي درزمينه راه حلهاي زيست محيطي براي نيروگاههاي آبي در دست داريد؟
ـ مايك : كاري كه در حال حاضر براي وزارت انرژي آمريكا در دست داريم درباره يك سري مطالعات موردي براي منابع زيست محيطي وهزينه هاي جديدترين نوع تاسيسات عبورماهي است . ما مي خواهيم منافع شيلاتي اين تاسيسات و هزينه هاي اجراي اين سيستمهارا استخراج كنيم . اين در حالي است كه مطالعات انجام شده در سال 1992 راه حلهاي زيادي را نشان مي دهد كه بعضي از آنها داراي منافع بسيار زيادي نسبت به هزينه بوده اند وبعضي نيز داراي منافع كم و يا حتي صفر و ياهزينه بسيار بالا بوده اند. اين مطالعات موردي نشان خواهد داد كه براي هر سايت خاص چگونه مي توان بهترين طراحي را انجام داد.
هدف ديگر ما در اين مطالعات موردي آن است كه راه حلهاي مختلف را بيان كرده وبگوييم كدام موفقيت آميز بوده و كدام باشكست مواجه شده و دليل شكست آنها راتشريح كرده و بگوييم در بيشتر موارد، كدام سيستم بهتر است . اميدواريم كه تلاشهاي مااز دوباره كاري جلوگيري كرده و سازندگان اشتباهات مشابهي را در آينده انجام ندهند.به علاوه روشهاي پر هزينه را كه نبايد پيش از انجام تحقيقات محلي بكار گرفته شوند، معرفي خواهيم كرد.

چه كسي با شما در زمينه تعيين هزينه روشهاي زيست محيطي همكاري مي كند؟
ـ مايك : طرحي كه براي وزارت انرژي آمريكا انجام مي دهيم كار مشترك آزمايشگاه ملي ORNL و آزمايشگاه ملي مهندسي آيداهو (INEL) است كه مهندسان INELمطالعه هزينه ها را بر عهده داشته و ما بيشتر مشغول بررسي منافع هستيم . يكي ازهمكاران ما در بخش انرژي روي گذرگاهي براي ماهيان ، كار كرده است . او در حال حاضردر تلاش است تا نحوه ارزش گذاري جوامع ماهيان را بيابد. اين بحث موضع مشكلي است چون ارزشهاي زيادي در حفظ يك جامعه از ماهيان موثر است . چون علاوه برمصارف مستقيم ماهي ، موارد غيرمستقيم نيزوجود دارد.

چگونه يك اظهار نامه زيست محيطي براي پروژه هاي نيروگاه آبي تكميل مي شود؟
ـ مايك : معمولا ما براي هر پروژه يك اظهارنامه تكميل مي كنيم ولي FERC به اين جهت حركت مي كند كه ارزيابي اثرات بر روي كل حوضه آبريز انجام شود. از آنجا كه تعدادزيادي از پروژه هاي نيروگاههاي آبي ساخته شده روي حوضه آبريز رودخانه ها، نسبتا كوچك است ، FERC تمايل دارد كه همه آنهارا جمع كرده و يك ارزيابي بزرگ روي كل حوضه آبريز انجام دهد. در اواخر دهه 1980يكي از اين ارزيابي ها را بر روي حوضه رودخانه اوهايو و اخيرا نيز براي حوضه Nooksack , Skagit انجام داده ايم كه هر دو درايالت واشنگتن بوده اند. اين گونه ارزيابي هاي كلي نه تنها با صرفه تر بوده بلكه دولت رامجبور مي كند كه اثرات جمعي تعدادي ازنيروگاههاي آبي بر حوضه يك رودخانه رامورد ارزيابي قرار دهد. براي اين كار بايدتاثير متقابل چند سد در مورد نابودي كيفيت آب يا توقف مهاجرت ماهيان آزاد موردبررسي قرار گيرد.

بدترين مشكلاتي كه سازندگان وكاربران تاسيسات نيروگاه آبي با آن مواجه هستند، چيست ؟
ـ مايك : در اين مورد، نامشخص بودن قوانين ، يكي از مشكلات بزرگ است . طي چند سال گذشته چندين بار قوانين ، تغييركرده است . بايد توجه داشت سازندگاني كه مي خواهند سدهاي جديد طراحي كرده و بسازند بايد براي تاييد، آنها را به چندين موسسه فدرال و ايالتي ارسال كنند. اين دوره براي سازندگان ، زمان سختي خواهد بود چون آنان بايد با كابوس قوانين فدرال و ايالتي مواجه شوند.
مشكل ديگر هزينه عمومي اين بررسي قانوني است يعني بايد هزينه اي براي اين فرايند طولاني (از طراحي تا ساخت وراهبري ) در نظر گرفت . اين هزينه نيزنامشخص است چون اين فرايند ممكن است بين 6 تا 10 سال طول بكشد و طي اين مدت قوانين ، چندين بار تغيير كنند. به علاوه سازندگان نيز ترجيح مي دهند كه جز درمراحل پاياني اين فرايند، چيزي راجع به روشهاي كاهش اثرات زيست محيطي سدهافرا نگيرند. از اين رو براي يك سازنده سد،مشكل خواهد بود كه مقدار پولي را كه بايدقرض گرفته و سود آن را بپردازد، برآورد كند.
مشكل سوم اين است كه امروزه تشكلهاي زيست محيطي نسبت به سازندگان نيروگاههاي آبي حساس هستند.بايد اذعان كرد كه براي سازندگان ، شرايطسختي به وجود آمده است كه در بيشتر موارددلايل قابل قبولي نيز ارايه مي شود. جمعيت ماهيان آزاد در سواحل غربي و شرقي با خطرمواجه شده است و افراد شديدا نگران اين موضوع هستند. از اين رو از سوي مردمي كه سدها را مشكل زا مي دانند، فشار زيادي برسازندگان اعمال مي شود. در حال حاضربعضي از انجمنهاي زيست محيطي در تلاش هستند كه بعضي از رودخانه ها را تحت قوانين حفاظتي فدرال قرار داده و از ساخت سدهاجلوگيري كنند.
ـ كوتانت : در بعضي موارد مردم تلاش مي كنند كه سدهايي كه جلوي مهاجرت ماهيان را گرفته اند و يا با كاستن از جريان ،مانع مهاجرت ماهيان آزاد جوان به پايين دست سد شده اند را بر چينند. اين تلاشهامنجر به برچيدن يك سد كوچك در ناحيه Olympic Peninsula شده و سدهاي ديگر رانيز با مشكلاتي مواجه كرده است مثلا سد رودخانه Snake برچيده نخواهد شد ولي مجبور شده است شرايطي ايجاد كند كه جرياني شبيه رودخانه ، ماهيان آزاد جوان را به دريا برساند. هزينه برچيدن و يا انجام چنين اصلاحاتي بسيار زياد است . چنين اعمالي باعث شده است كه تجارت سدسازي بسيارحساس شود.

آيا آزمايشگاههاي ORNL در مقابل پيشنهاد طرح سد براي نيروگاههاي آبي نيز اعلام نظر مي كند؟
ـ مايك : بايد گفت كه بعضي از اين پروژه هاي پيشنهادي اساسا نبايد ساخته شوند چون محل آنها مناسب نيست . بعضي ازآنها مشكلات غيرقابل حلي دارند. به عنوان مثال سد در تقابل با جريان ماهيان و يا فرهنگ بوميان آمريكاست . در اين موارد ما به FERC پيشنهاد مي كنيم كه پروژه اجرا نشود.
ـ كوتانت : ناراحت كننده خواهد بود پروژه اي كه براي سدسازي ، مناسب به نظر مي آيد به يكي از اين دلايل متوقف شود. مثلا در منطقه Northwest محلي خالي از ماهيان مقيم قرار داشت كه براي سدسازي عالي بود ولي به دليل قرار گرفتن در ناحيه اي كه براي قبايل بومي آمريكا مقدس به شمار مي رفت ،مشكل آفرين شد چون اين قبايل از فرهنگ خود جدا نمي شوند و احتمالا سازنده سد بايداز تصميم خود منصرف شود.

  اگر توضيح خاصي داريد بفرماييد؟
ـ كوتانت : در تعداد زيادي از موارد مي توان بايك سرمايه گذاري نسبتا كم در تحقيقات ،بيشتر مسائل مطرح شده را حل كرده و درهزينه هاي طولاني مدت ، صرفه جويي كرد.البته براي بررسي اين موارد به اقتصاددانان نياز است . در يك تحقيق موفق بايدسدسازان ، سازندگان دستگاهها و محققان دست در دست يكديگر بدهند تا بتوان يك طراحي استاندارد در راستاي حفاظت ازمحيط زيست انجام داده و با تاييد موافقتنامه ها باعث تشويق اعمال اين گونه مسائل در بيشتر سدها شد. هر چند دولت درزمينه چنين تحقيقاتي ، سرمايه گذاري مي كند ولي ميزان اين سرمايه گذاريها كم بوده و بايد اين تحقيقات با همكاري آزمايشگاههاي دولتي ، سازندگان سد ودستگاههاي نيروگاهي و نيز سازمانهاي قانونگذار انجام شود.
ـ مايك : من معتقدم كه براي فراگير شدن نيروگاههاي آبي به عنوان يك منبع انرژي براي آمريكا بايد سه نياز شامل تحقيق وتوسعه ، آموزش و قوانين صحيح و معين برآورده شود.
احتمالا پيشرفت در هر سه زمينه به سرعتي كه ما تصور مي كنيم به دست نخواهدآمد ولي در جهت درست به پيش خواهدرفت.



برگردان : مهندس عبدا... مصطفايي

منابع :

1-ORNLResearch and DevelopmentReview,Vol.26, Summer/Fall,NO 3,4

2-C.C.Warnick, et al, HydropowerEngineering, Prentice Hall, 1984



نيروگاه آبي و اثرات زيست محيطي آن

در تاریخ : جمعه، 2 مهر ماه، 1389
نویسنده :
(6478 مشاهده)

آرشیو کامل مهندسی قدرت     آخرین مطالب موجود در این آرشیو:

معيارهاي انتخاب حلال مناسب براي شست و شوي شيميايي بويلر
بررسي جايگزين سيستم CPP نيروگاه طوس و انتخاب سيستم جايگزين مناسب
نيروگاه آبي و اثرات زيست محيطي آن
خورشيد روي خط اتصال برق
ساختار نيروگاه هاي اتمي جهان
توليد الكتريسيته از زغال سنگ در نيروگاهها
برق هسته ای
توليد برق توسط لرزش ديوار
كاربرد انرژي هسته اي در برق
با هواي اطرافتان موبایل شارژ کنید
پلاستیک جدید در تولید برق از نور خورشید !
توليد الكتريسيته با كمك جزر و مد
نيروگاه هاي توليدكننده برق
تاریخچه ساخت ترانسفور ماتور قدرت خشك
ترانسفور ماتورهاي برق
روغن ترانسفورماتور
نحوه فیلتر کردن روغن ترانسفورماتور
ژنراتورها
اساس موتورهاي القايي AC
الکترو موتور وعيب يابي آن
آشنايي با استپ موتور
طراحی و اجرای سیستم مانیتورینگ On-line ترانسفورماتور
درباره ترانسفورماتور
چند نوع موتور القایی
ژنراتورها
سیستم های خنک کنندگی در ترانسفورماتور
ماشينهاي الکتریکی
بررسی علل آسیب دیدن ترانس های توزیع و روش های پیشگیری
گروه برداری اتصالات ترانسفورماتورها
تست های ترانس قدرت
 
نام شما: [ کاربر جدید ]

نظر:
کد امنیتی
کد امنیتی

  [ بازگشت ]
Content ©