اقلیم · مقاله
انرژی خورشیدی، بادی و آبی چگونه کار میکنند — و چرا شبکهها دوباره به دور آن‌ها ساخته می‌شوند
انتشار:
به‌طور خلاصه
پنلهای خورشیدی، توربین‌های بادی، نیروگاه‌های آبی و ژئوترمالی نور خورشید، حرکت هوا، آب افتان و گرمای زیرزمینی را مستقیماً به برق تبدیل میکنند، بدون سوزاندن سوخت. هنگامی که این منابع متغیر با سرعت رشد میکنند، آژانس بینالمللی انرژی (IEA) میگوید که شبکهها اکنون به ذخیرهسازی بیشتر، انتقال و عملیات انعطاف‌پذیر نیاز دارند تا برق را که با آب و هوا بالا و پایین می‌رود مدیریت کنند.
این نسخه ترجمهٔ ماشینی متن اصلی (English) است. خواندن متن اصلی
برق انرژی تجدیدپذیر از منابعی تولید میشود که به‌طور طبیعی دوباره پر می‌شوند — نور خورشید، باد، آب جاری، گرمای زیرزمینی و مواد آلی — به جای سوختی که سوخته میشود و تمام میشود. بر اساس اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده (EIA)، هر فناوری یک نیروی طبیعی متفاوت را از طریق مکانیسمی مشخص به برق تبدیل میکند، و آن‌ها باهم طریقه برنامه‌ریزی و عملیات شبکه‌های برق را در سراسر جهان دوباره شکل می‌دهند.
چگونه هر فناوری طبیعت را به برق تبدیل میکند
پنلهای خورشیدی فتوولتائی (PV) از سلولهای خورشیدی استفاده میکنند که نور خورشید را مستقیماً به برق تبدیل میکنند، همانطور که اداره اطلاعات انرژی توضیح میدهد، در حالی که فناوری جداگانهای به نام گرمایش خورشیدی حرارتی از جمعکنندهها برای جذب نور خورشید و گرم کردن آب یا هوا برای گرمایش فضا و آب جای میدهد، بجای تولید برق. توربین‌های بادی، معمولاً در مزارع بادی جمع‌آوری شده، انرژی جنبشی هوای متحرک را به برق تبدیل میکنند؛ در ایالات متحده، بیشتر مزارع بادی در منطقه مرکزی کار میکنند، با پروژه‌های دریایی برنامه‌ریزی شده.
نیروگاه‌های آبی از آب جاری یا افتان از سدها و رودخانه‌ها برای چرخاندن توربین متصل به مولد استفاده میکنند، بر اساس اداره اطلاعات انرژی. شکل مرتبطی به نام انرژی آبی پمپاژی شده آب را بین دو مخزن در ارتفاعات مختلف منتقل میکند، به‌طور موثر انرژی را با پمپ کردن آب به بالا هنگامی که برق فراوان است و تخلیه کردن آن به پایین برای تولید برق هنگام نیاز ذخیره میکند. نیروگاه‌های ژئوترمالی از گرمای داخل زمین استفاده میکنند، در حالی که تأسیسات زیست توده باقی‌مانده چوب، زباله جامد شهری یا گاز حیاتی را می‌سوزانند تا برق تولید کنند.
انرژیهای تجدیدپذیر سریعتر از هر منبع انرژی دیگر رشد میکنند
تولید برق تجدیدپذیر جهانی برآورد میشود از 9,900 تراوات-ساعت (TWh) در سال 2024 به 16,200 تراوات-ساعت در سال 2030 افزایش یابد، افزایش 60 درصدی، بر اساس گزارش انرژیهای تجدیدپذیر 2025 آژانس بینالمللی انرژی. این آژانس پیشبینی میکند که انرژیهای تجدیدپذیر تا پایان سال 2025 یا حداکثر تا میانه سال 2026 بسته به تولید انرژی آبی، از تولید برق زغالسنگ پیشی بگیرند، و انرژیهای تجدیدپذیر را بزرگترین منبع برق جهان می‌سازند. تا سال 2030، انرژیهای تجدیدپذیر برآورد میشود که حدود 43 درصد از تولید برق جهانی را تامین کنند، که از 32 درصد در سال 2024 افزایش یافته است، و بیش از 90 درصد از رشد تقاضای برق جهانی را در آن دوره برآورده کنند.
انرژی خورشیدی فتوولتائی بیشتر این گسترش را هدایت میکند، و بیش از نیمی از افزایش پیش‌بینی‌شده در تولید انرژی تجدیدپذیر تا سال 2030 را تشکیل میدهد، بر اساس آژانس بینالمللی انرژی. باد تقریباً 30 درصد از افزایش را تشکیل میدهد، با انتظار افزودن باد خشکی 732 گیگاوات (GW) ظرفیت جدید و باد دریایی 140 گیگاوات — بیش از دو برابر دوره پنج ساله قبلی. انرژی آبی برآورد میشود که بیش از 154 گیگاوات ظرفیت جدید اضافه کند، در حالی که ظرفیت انرژی آبی پمپاژی شده پیشبینی میشود که تا 16.5 گیگاوات از اضافات سالانه دو برابر شود تا سال 2030.
آژانس بینالمللی انرژی تجدیدپذیر (IRENA) گزارش کرد که ظرفیت انرژی تجدیدپذیر جهانی تا پایان سال 2025 به 5.14 تراوات (TW) رسید پس از افزودن 692 گیگاوات در طول سال، بر اساس خلاصه‌ای از داده‌های IRENA که توسط pv magazine USA منتشر شد. انرژی خورشیدی حدود 511 گیگاوات از این رشد را تشکیل داد — تقریباً 75 درصد از کل اضافات تجدیدپذیر — و انرژیهای تجدیدپذیر 49 درصد از کل ظرفیت نصب‌شده جهانی و 85.6 درصد از کل گسترش ظرفیت انرژی اضافه‌شده جهانی در سال 2025 را تشکیل دادند.
در ایالات متحده، باد و انرژی خورشیدی رکورد جدیدی را برقرار کرده‌اند
ارقام ملی روند جهانی را منعکس میکنند. اداره اطلاعات انرژی گزارش کرد که باد و انرژی خورشیدی در مقیاس ابزار باهم 17 درصد از برق ایالات متحده را در سال 2025 تولید کردند؛ شامل انرژی خورشیدی کوچکتر بر روی بام، سهم ترکیبی به 19 درصد از کل تولید خالص رسید. انرژی بادی 464,000 گیگاوات-ساعت (GWh) تولید کرد، 3 درصد بیشتر از سال 2024، در حالی که تولید انرژی خورشیدی در مقیاس ابزار 34 درصد به 296,000 گیگاوات-ساعت افزایش یافت و انرژی خورشیدی کوچکتر 11 درصد به 93,000 گیگاوات-ساعت افزایش یافت. دو دهه پیش، در سال 2005، باد و انرژی خورشیدی در مقیاس ابزار کمتر از 1 درصد از برق ایالات متحده را تامین می‌کردند، بر اساس اداره اطلاعات انرژی.
چرا انرژی متغیر شبکهها را مجبور به تغییر میکند
برخلاف نیروگاه سوختی که می‌تواند بر اساس تقاضا کار کند، تولید انرژی خورشیدی و بادی به آب و هوا و وقت روز بستگی دارد — آنچه آژانس بینالمللی انرژی و صنعت به آن انرژی تجدیدپذیر متغیر می‌گویند. گزارش انرژیهای تجدیدپذیر 2025 آژانس بینالمللی انرژی میگوید که با گسترش سریع انرژی خورشیدی فتوولتائی و باد، محدودیت — هنگامی که اپراتورهای شبکه تولید انرژی تجدیدپذیر را کاهش می‌دهند زیرا محدودیتهای انتقال، الزامات پایداری یا عرضه بیشتر سیستم را از جذب تمام برق محروم میکند — بیشتر و در اماکن بیشتری اتفاق می‌افتد. به‌طور جداگانه، به‌روزرسانی میانه‌سال برق 2025 آژانس بینالمللی انرژی افزایش حادی در ساعات قیمت برق منفی، هنگامی که عرضه از تقاضا بیشتر است را ثبت کرد: آلمان، هلند و اسپانیا در 8-9 درصد از ساعات در نیمه اول سال 2025 قیمت‌های منفی را دیدند، افزایشی از 4-5 درصد در سال 2024.
آژانس بینالمللی انرژی این را بهعنوان "نیاز فوری برای انعطاف بیشتر در عرضه و تقاضا" توصیف میکند، و ذخیرهسازی باتری، پاسخ تقاضا و قوانین بازار به‌روزشده را بهعنوان راه‌حل اشاره میکند. رفع عدم‌تطابق بین تولید متغیر و تقاضای ثابت نیاز به آنچه که آژانس استراتژی جامع می‌خواند شامل انتقال، انعطاف و برنامه‌ریزی سیستم هماهنگ — بجای هر یک درست.
| معیار | رقم | منبع / تاریخ |
|---|---|---|
| سهم انرژیهای تجدیدپذیر از تولید برق جهانی، 2024 | 32٪ | آژانس بینالمللی انرژی، انرژیهای تجدیدپذیر 2025 |
| سهم پیش‌بینی‌شده انرژیهای تجدیدپذیر از تولید جهانی، 2030 | 43٪ | آژانس بینالمللی انرژی، انرژیهای تجدیدپذیر 2025 |
| تولید انرژی تجدیدپذیر جهانی، 2024 → 2030 | 9,900 TWh → 16,200 TWh | آژانس بینالمللی انرژی، انرژیهای تجدیدپذیر 2025 |
| ظرفیت انرژی تجدیدپذیر جهانی اضافه‌شده در 2025 | 692 گیگاوات (511 گیگاوات خورشیدی) | داده‌های IRENA از طریق pv magazine USA، آوریل 2026 |
| ظرفیت انرژی تجدیدپذیر جهانی انباشتی، پایان 2025 | 5.14 تراوات (49٪ از ظرفیت جهانی) | داده‌های IRENA از طریق pv magazine USA، آوریل 2026 |
| سهم باد + انرژی خورشیدی از برق ایالات متحده، 2025 | 17٪ (19٪ شامل انرژی خورشیدی کوچکتر) | اداره اطلاعات انرژی، 2026 |
| ساعات قیمت منفی، آلمان/هلند/اسپانیا، نیمه اول 2025 | 8-9٪ از ساعات (افزایش از 4-5٪ در 2024) | آژانس بینالمللی انرژی، به‌روزرسانی میانه‌سال برق 2025 |
آنچه "تبدیل شبکه" واقعاً به معنی است
- ذخیرهسازی: باتری‌ها و انرژی آبی پمپاژی شده تولید اضافی انرژی خورشیدی و بادی را جذب میکنند و هنگام کاهش تولید آن را منتشر میکنند، که آژانس بینالمللی انرژی آن را برای مدیریت تغییرپذیری اساسی می‌داند.
- انتقال: خطوط برق جدید برق را از مناطق بادی یا آفتابی به مراکز جمعیت منتقل میکنند، بخشی از آنچه آژانس بینالمللی انرژی برنامه‌ریزی سیستم هماهنگ می‌خواند.
- تقاضای انعطاف‌پذیر: تغییر مصرف برق برای تطبیق با دوره‌های تولید بالای انرژی تجدیدپذیر، یکی از ابزارهایی که آژانس بینالمللی انرژی در کنار ذخیرهسازی توصیه میکند.
- اضافات ظرفیت انرژی آبی پمپاژی شده برآورد میشود که دو برابر به 16.5 گیگاوات اضافات سالانه شوند تا سال 2030، بر اساس آژانس بینالمللی انرژی، تا حدودی برای رفع چالش‌های ادغام در اروپا.
پرسش‌ها
- انرژی خورشیدی واقعاً چگونه برق تولید میکند؟
- پنلهای خورشیدی فتوولتائی (PV) از سلولهای خورشیدی تشکیل شدهاند که نور خورشید را مستقیماً به برق تبدیل میکنند، بر اساس اداره اطلاعات انرژی. فناوری جداگانهای به نام گرمایش خورشیدی حرارتی از جمعکنندهها برای جذب نور خورشید و گرم کردن آب یا هوا برای گرمایش فضا و آب استفاده میکند، بجای تولید برق.
- آیا انرژیهای تجدیدپذیر از زغالسنگ بهعنوان بزرگترین منبع برق جهان پیشی میگیرند؟
- آژانس بینالمللی انرژی پیشبینی میکند که انرژیهای تجدیدپذیر تا پایان سال 2025 یا حداکثر تا میانه سال 2026 بسته به دسترسی انرژی آبی، از تولید برق زغالسنگ پیشی بگیرند.
- چرا شبکهها با رشد انرژیهای تجدیدپذیر به ذخیرهسازی و انعطاف بیشتر نیاز دارند؟
- زیرا تولید انرژی خورشیدی و بادی به آب و هوا و وقت روز بستگی دارد، آژانس بینالمللی انرژی میگوید شبکهها به ذخیرهسازی باتری بیشتر، پاسخ تقاضا و ظرفیت انتقال نیاز دارند تا محدودیت را جلوگیری کنند و عرضه را با تقاضا متوازن کنند.
- محدودیت چیست و چرا افزایش مییابد؟
- محدودیت هنگامی است که تولید نیروگاه انرژی تجدیدپذیر کاهش مییابد یا کاهش میدهد زیرا شبکه نمیتواند تمام برق تولیدشده را جذب کند، به دلیل محدودیتهای انتقال، قوانین پایداری یا عرضه بیشتر. گزارش انرژیهای تجدیدپذیر 2025 آژانس بینالمللی انرژی میگوید که این با گسترش سریع ظرفیت انرژی خورشیدی فتوولتائی و باد سریعتر از انعطاف شبکه معمولی میشود.
- حالا چه بخشی از برق ایالات متحده از باد و انرژی خورشیدی میآید؟
- باد و انرژی خورشیدی در مقیاس ابزار باهم 17 درصد از برق ایالات متحده را در سال 2025 تولید کردند، که شامل انرژی خورشیدی کوچکتر بر روی بام به 19 درصد افزایش مییابد، بر اساس اداره اطلاعات انرژی.
منابع
- IEA — Renewables 2025: Renewable electricity
- IEA — Electricity Mid-Year Update 2025: Executive summary
- EIA — Renewable energy explained: types and usage
- EIA — Wind and solar generated a record 17% of U.S. electricity in 2025
- pv magazine USA — Global solar additions reached record 511 GW in 2025, says IRENA
این مطلب با هوش مصنوعی آماده شده و پیش از انتشار از بررسی خودکار منابع گذشته است. اگر خطایی دیدید، درخواست اصلاح کنید. درخواست اصلاح یا حق پاسخ · چگونه کار می‌کنیم
مطالب مرتبط
اقلیممقاله
مطالعه KfW: آلمان برای رسیدن به بی‌طرفی آب و هوایی تا 2045 نیاز به 6 تریلیون یورو دارد
یک مطالعه جدید از بانک توسعه دولتی آلمان KfW، که توسط مشاوره‌شرکت Prognos انجام شده است، کل سرمایه‌گذاری مورد نیاز برای آلمان تا 2045 برای رسیدن به بی‌طرفی آب و هوایی را حدود 6 تریلیون یورو یا حدود 290 میلیارد یورو در سال تعیین میکند. KfW هدف را «پرطموح اما قابل‌مدیریت» توصیف میکند، مشخص میکند که هزینه اضافی در مقایسه با ادامه فناوری‌های سوخت فسیلی 65 میلیارد یورو در سال است - کمتر از 2% از تولید ناخالص داخلی.
اقلیممقاله
چگونه تغییر اقلیم باعث آتش‌های خطرناک‌تر در ایالات متحده میشود
گرمای فصل‌نامتناسب، رطوبت پایین و بادهای شدید هشدارهای آتش‌سوزی را در جنوب میانی و میسی‌سیپی در اواسط اکتبر 2026 برانگیخت. منابع دولتی و علمی می‌گویند که افزایش دما و فضای جو‌ای خشک‌تر، هر دو مرتبط با تغییر اقلیم ناشی از فعالیت‌های انسانی، فصول آتش‌سوزی را تمدید کرده و آتش‌های خطرناک را بیشتر میکنند.
اقلیمداده
سوپر النينيو 2026: اقيانوس آرام درجات حرارت رکورد شکن را ثبت میکند
درجات حرارة سطح البحر در منطقه نينيو 3.4 اقيانوس آرام به بالاترين ميزان‌های روزانه ثبت‌شده در تاریخ در سپتامبر 2026 رسید، که از رکورد قبلی ثبت‌شده در نوامبر 2015 پیشی گرفت، طبق تحليل داده‌های NOAA، Copernicus و ساير اطلاعات سازمان‌های دولتی. سازمان هواشناسی جهانی می‌گويد که النينيو اکنون احتمال نزديک به 100% برای ماندن قوی تا فوريه 2027 دارد، با هشدار پيش‌بينی‌کنندگان که می‌تواند قبل از رسيدن به اوج، بيشتر شدت پيدا کند.
اقلیممقاله
توضیح تغییر اقلیم: علل، اثر گلخانه‌ای و تأثیرات سیاره‌ای
تغییر اقلیم به گرم‌تر شدن طولانی‌مدت فضای هوای زمین و اقیانوس‌ها اشاره دارد که عمدتاً توسط انتشار گازهای گلخانه‌ای انسانی ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی رانده میشود. ناسا و سازمان جهانی هواشناسی (WMO) گزارش می‌دهند که دمای جهانی اکنون حدود 1.4 درجه سانتی‌گراد بالاتر از میانگین قبل از صنعت‌گری است، با میزان دی‌اکسید کربن سال 2024 53 درصد بالاتر از سال 1750. گرمایش در حال حاضر یخ دریایی، سطح دریا و اقلیم‌های شدید جهانی را تغییر شکل میدهد.