2:33 ص
الانتاج الحيواني -
الانتاج النباتي -
كتب الزراعة
كتاب : المرجع الاساسي في : إستخدامات الطاقة الجديدة و المتجددة في الزراعة
عدد صفحات الكتاب : 129 صفحة
هناك إمكانات كبيرة للمشاركة الزراعية في إنتاج واستهلاك الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية وطاقة الكتلة الحيوية. الموارد المتجددة وفيرة وموزعة على نطاق واسع في جميع أنحاء الولايات المتحدة. وهناك عدد من التكنولوجيات التجارية المتاحة لتسخير هذه الموارد، ومع الدعم المناسب، يمكن طرح تكنولوجيات إضافية - بعضها قد يشكل تحولاً نموذجياً - في الأسواق.
ومن نواحٍ عديدة، يعد هذا سيناريو "العودة إلى المستقبل"، بما في ذلك التحرك نحو مزارع أكثر اكتفاءً ذاتيًا ودورًا مركزيًا للزراعة في إمدادات الطاقة الأمريكية. إن زيادة الطاقة المتجددة في الزراعة ومنها تستحضر إلى الأذهان تصور هنري فورد للسيارات التي تعمل بالكحول، وطواحين الهواء التي تعمل على تشغيل مضخات المياه. تعمل التقنيات المتجددة الآن على توفير أو استكمال العديد من احتياجات الطاقة في المزرعة، بدءًا من ضخ المياه وحتى تدفئة الأماكن. وعلى نحو متزايد، يبيع المزارعون ومربي الماشية الطاقة (على سبيل المثال، الكهرباء المولدة من توربينات الرياح، والوقود الحيوي، ومنتجات الكتلة الحيوية). ويساهم ذلك في تحقيق قدر أكبر من أمن الطاقة في الزراعة من خلال زيادة تنوع مصادر الطاقة، وزيادة الإمداد الذاتي بالطاقة، وتقليل التأثير البيئي.
وتواجه الولايات المتحدة خياراً بشأن مستقبل الطاقة. الاستمرار في المسار الحالي هو أحد البدائل. لقد كانت الطاقة الأحفورية المخصصة للزراعة الآلية محركاً مهماً لـ "الثورة الخضراء" لزيادة إنتاجية المزرعة. واليوم، تمثل ثلاثة مدخلات من الطاقة (وقود الديزل، والأسمدة، والكهرباء) أكثر من ثلاثة أرباع استخدام الطاقة الزراعية. . عند المستويات المتوقعة لإنتاج واستهلاك النفط، ستعتمد أمريكا بشكل متزايد على واردات النفط الأجنبية في السنوات المقبلة، مما يجعل الأمة أكثر عرضة لاضطرابات النفط وارتفاع الأسعار .
وفي الزراعة، قد يعني انقطاع إمدادات الطاقة ولو لفترة قصيرة انخفاضًا كبيرًا أو الخسارة الكاملة لموسم النمو بأكمله. وباعتبارهم من يتحملون أسعار سلعهم، فإن المزارعين عمومًا غير قادرين على تمرير الزيادات في أسعار الطاقة أو الأسمدة إلى المستهلك، وبالتالي يحصلون على عائد أقل لمنتجاتهم عندما ترتفع الأسعار.
يمكن للطاقة المتجددة أن تعالج العديد من المخاوف المتعلقة باستخدام الطاقة الأحفورية. وتنتج انبعاثات بيئية ضئيلة أو معدومة ولا تعتمد على الوقود المستورد. الموارد المتجددة ليست محدودة (مثل الوقود الأحفوري) والعديد منها متاح في جميع أنحاء البلاد. لقد كانت القدرة التنافسية السعرية مصدر قلق، لكن التكاليف انخفضت بشكل كبير منذ الموجة الأولى من الاهتمام بالطاقة المتجددة في السبعينيات. توفر هذه التقنيات الآن 6.1 كوادريليون وحدة حرارية بريطانية (Btu) لاستهلاك الطاقة المحلي .
تمر تقنيات الطاقة المتجددة المختلفة بنقاط مختلفة في تطورها. بعضها متاح تجاريًا أو تقريبًا، والبعض الآخر لديه إمكانات على المدى الطويل. ومن المؤسف أن العديد من الفوائد التي يمكن أن توفرها الطاقة المتجددة لا يتم تحويلها إلى أموال – ولا يمكن إدراكها من خلال إشارات الأسعار. وهناك حاجة إلى سياسات لدفع هذه التكنولوجيات الجديدة أو جذبها إلى التطوير التجاري الكامل. تتناول هذه المقالة الوضع المحلي والفرص المتاحة لعدد من تقنيات الطاقة المتجددة - الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية والكتلة الحيوية.
تنتج تقنيات الطاقة الشمسية طاقة كهربائية أو حرارية. الخلايا الكهروضوئية (أو "الخلايا الشمسية") التي تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء مصنوعة من أشباه الموصلات مثل السيليكون البلوري أو مواد الأغشية الرقيقة المختلفة. تقوم تقنيات الطاقة الشمسية الحرارية بجمع الحرارة من الشمس ومن ثم استخدامها مباشرة لتسخين الفضاء والمياه أو تحويلها إلى كهرباء من خلال دورات البخار التقليدية، أو المحركات الحرارية، أو تقنيات التوليد الأخرى (أنظمة الطاقة الشمسية المركزة). وفي المستقبل، يمكن للطاقة الشمسية أن تنتج الهيدروجين لتوفير وقود النقل والمواد الكيميائية والكهرباء، ولتكون بمثابة مخزن للطاقة في الأوقات التي لا تكون فيها الشمس مشرقة.
ونتيجة للتقدم التكنولوجي، فإن تكاليف هذه التكنولوجيات تتناقص بشكل مطرد، ويمكن لتكاليف الكهرباء المرتفعة أن تسد هذه الفجوة بشكل أكبر. على الرغم من أن موارد الطاقة الشمسية أكبر في الجنوب الغربي (حوالي 25 في المائة أعلى من المتوسط الوطني)، فإن الكهرباء الشمسية قد تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة في الولايات ذات تكاليف الكهرباء المرتفعة. على سبيل المثال، يمكن أن تكون أسعار الكهرباء في نيويورك أعلى بنسبة 50 في المائة مما هي عليه في أريزونا . في الزراعة، يمكن للطاقة الكهروضوئية توفير الكهرباء اقتصاديًا عندما تكون المسافة كبيرة جدًا بحيث لا تبرر مد خطوط كهرباء جديدة. تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية في توفير الكهرباء للإضاءة، وشحن البطاريات، والمحركات الصغيرة، وضخ المياه، والأسوار الكهربائية
غالبًا ما تتطلب عمليات تربية الماشية ومنتجات الألبان متطلبات كبيرة لتسخين الهواء والماء. على سبيل المثال، تستخدم مزارع الألبان التجارية كميات كبيرة من الطاقة لتسخين المياه اللازمة لمعدات التنظيف. يمكن أن يمثل تسخين المياه وتبريد الحليب ما يصل إلى 40 بالمائة من الطاقة المستخدمة في مزرعة الألبان. يمكن استخدام أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية لتوفير كل أو جزء من متطلبات الماء الساخن هذه. وتشمل تطبيقات الطاقة الشمسية الأخرى تسخين الدفيئة وتجفيف المحاصيل الشمسية (المختبر الوطني للطاقة المتجددة، بدون تاريخ).
ومن المتوقع أن ينمو عدد تطبيقات الطاقة الشمسية حيث تعمل التقنيات الجديدة على زيادة كفاءة الخلايا الشمسية وخفض التكاليف. يمكن لمواد "النقطة الكمومية" الجديدة نظريًا أن تزيد من كفاءتها بأكثر من الضعف، حيث تحول 65% من طاقة الشمس إلى كهرباء، مقارنة بأفضل الخلايا الشمسية المتاحة تجاريًا اليوم، والتي تتمتع بكفاءة تحويل تصل إلى 30%. كما يتم إجراء الأبحاث لتقليل تكلفة أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية من خلال استخدام مواد مثل البلاستيك بدلاً من المعادن والزجاج.
توفر تقنيات الرياح الطاقة الميكانيكية والكهربائية. تعمل توربينات الرياح على مبدأ بسيط: تقوم الرياح بتحويل الشفرات الدوارة، التي تقوم بتشغيل مولد كهربائي، وتحول الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية. تعتبر الرياح مصدرًا للطاقة المتجددة، ولا تنتج طواحين الهواء انبعاثات بيئية ضارة. يتراوح حجم توربينات المرافق من 750 كيلووات إلى 5 ميجاوات، وتتجاوز معظم التوربينات 1 ميجاوات. غالبًا ما يتم تجميع التوربينات في مزارع الرياح، والتي توفر الطاقة الكبيرة للشبكة الكهربائية. يتراوح حجم توربينات الرياح الصغيرة من 0.4 إلى 1.5 كيلووات للأحمال الصغيرة، مثل شحن البطاريات للمراكب الشراعية والكبائن الصغيرة، إلى أنظمة من 3 إلى 15 كيلووات للمنزل، إلى تلك التي تولد ما يصل إلى 100 كيلووات من الكهرباء للأحمال الأكبر، مثل العمليات التجارية الصغيرة.
يتم بالفعل استخدام تكنولوجيا طاقة الرياح على نطاق واسع بسبب التقدم الكبير في خفض التكاليف للمناطق ذات سرعات الرياح العالية باستمرار. في نهاية عام 2005، كانت الرياح مسؤولة عن 9149 ميغاواط من قدرة توليد الكهرباء في الولايات المتحدة. وبمتوسط قدرة يبلغ 31%، فإن هذا يعادل إنتاج الكمية السنوية من الكهرباء التي يستخدمها أكثر من مليوني أسرة أمريكية متوسطة الحجم. توجد منشآت تجارية لطاقة الرياح في 30 ولاية . ومن الممكن أن تنتج توربينات الرياح المتطورة اليوم، والتي تعمل في المناطق شديدة الرياح، الكهرباء مقابل بضعة سنتات لكل كيلووات/ساعة، وهو ما ينافس تكلفة المحطات التي تعمل بالوقود الأحفوري.....
-------------------
------------------------
ليست هناك تعليقات: