تولید انرژی از جت استریم

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 رییس گروه سنجش و توزیع آب شرب و صنعت، سازمان آب و برق خوزستان، اهواز

2 معاون آبرسانی، سازمان آب و برق خوزستان، اهواز

چکیده

به دلیل ملاحظات زیست محیطی اهمیت استفاده از انرژی پاک دو چندان شده است. در این راستا، یکی از راهکارهای پیشنهادی، تولید انرژی از بادهای ارتفاع بلند و یا جت استریم است. از سوی دیگر در تحقیقات پیشین موضوعات جت استریم، نحوه تشکیل بادهای ارتفاع بلند، اثرات تغییرات اقلیمی بر جت استریم و چگالی قدرت باد در نقاط مختلف جهان به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفته اند. در این مقاله ضمن تجمیع کلیه مباحث مرتبط با این موضوع، در ابتدا با بیان لایه های اتمسفر، حرکت هوا در اطراف زمین و نحوه تشکیل جت استریم، اثرات تغییرات آب و هوایی بر این بادها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند، وجود تغییرات دمایی ناشی از تابش خورشید و ایجاد سه سلول دمایی هادلی، فرل و قطبی همزمان با اثر نیروی کوریولیس بر روی توده های متحرک هوا، موجب ایجاد جت استریم در دو نیم کره شمالی و جنوبی در عرض های 30 درجه و 60 درجه می شود. تغییرات آب و هوایی، باعث افزایش دامنه موج جت استریم و توسعه آن به شمال و جنوب شده است. بررسی ها نشان دهنده این موضوع است که ایران حائز مقام دهم در خاورمیانه به لحاظ چگالی انرژی بادهای ارتفاع بلند در ارتفاع 500 متری از سطح زمین است. در ارتفاع 1000 متری نیز، در 50 درصد دوره زمانی، غرب و مرکز ایران دارای چگالی قدرت باد kW/m2 3/0 و در ارتفاع 10000 متری و در همین دوره زمانی، تمامی نواحی ایران دارای چگالی قدرت باد kW/m23 هستند.

کلیدواژه‌ها


[1] Hasan, A.Y., Hill D.R., Islamic Technology: An Illustrated History, Cambridge University Press, (1992).
[2] Nir Noori, A, Iran's Contribution in World Civilization, Histrolical Studies- Special Number,pp. 235-300, (1972 ). (in Persian فارسی )
[3] Redlinger, R.Y., Anderson, P.N., Morthorst, P.E, Wind Energy in the 21st Ecntury: Economics, Policy, Technology and the Changing Electricity Industry, UNEP Collaborating Centre on Energy and Environment, (2002)
[4] Graham, R., Wind Energy (Alternative Energy), New York: Gareth Stevens Pub, (1991).
[5] Ebrahimzadeh, M., Wind Energy Growth will be Stormy by 2050, Accessed on 16 June (2020); https://www.tahlilbazaar.com/news/16629/. (in Persian فارسی )
[6] Lantz, E., Owen R., Jake N., Edgar D., Katherine D., George S., Increasing Wind Turbine Tower Heights: Opportunities and Challenges, Technical Report, National Renewable Energy Laboratory, (2019).
[7] Airborne Wind Energy, Accessed on 14 November (2021); https://en.wikipedia.org/wiki/Airborne_win d_energy.
[8] Lyatkher, V., M., Rahman, Z., High Altitude Turbine (HAT): The Future of Wind Energy, New York: Wiley Online Library, (2022).
[9] Qazi Shahzad A., Man-Hoe K., Design and Performance Analysis of an Airborne wind turbine for high altitude energy harvesting, Energy Journal, Vol. 230, No. 120829, (2021).
[10] Mohammadi M. Mohammadi M., Mohammadi A., High Altitude Turbine, ISME Journal, No. 89, Vol. 22, (2013).
[11] NIWA, Education & Training, Accessed on 14 May (2021); https://niwa.co.nz/education-and-training /sc hools/students/layers.
[12] Danielson E.D., Levin J., Abrams E. Meteorology, New York: McGraw-Hill Higher Education, (2002).
[13] National Weather Service, Global Circulation, Accessed on 22 July (2019); https://www.weather.g ov/jetstream/circ.
[14] Barber, D, The Effects of Revolution and Rotation on Climate and Weather, Accessed on 22 November (2019); https://sciencing.com/about-6737591-effect-revolution-rotation-climate-weather.html
[15] What Is Coriolis Force or Coriolis Effect, Accessed on 11 September (2020); https://maharfanabzar.com.                 [16] Global Circulation Patterns-Met Office, Met Office College, Accessed on 17 April (2022); https://www.me toffice.gov.uk›weather›atmosphere.
[17] Hung J., Mcelroy M.B., Contributions of the Hadley and Ferrel Circulations to the Energetics of the Atmosphere over the Past 32 Year, Journal of Climate, Vol. 27, No.7, pp: 2656-2666, (2014). [18] What is Global Atmosphere Circulation, Accessed on 18 Januery (2022); https://www.Internetgeography.net/t opics/what-is-global atmospheric-circulation/. [19] The Discovery of Global Warming, Accessed on 1 February (2011); https://history.aip.org/climate/xGenCir c.htm.
[20] Piana M.E., Hadley Cells, Accessed on 7 July (2022); https://groups.seas.harvard.edu/climate/eli/resea rch/equable/hadley.html
[21] Mason J., A Rough Guide to the Jet Stream, Accessed on 22 May (2013); https://skepticalscience. com/jetstream-guide.html
[22] Toole E.O. The Jet Stream and Weather in UK. Accessed on 10 March (2011); https://www.Netweat her.tv/charts-and-data/jetstream /tutorial.
[23] National Weather Service, the Jet Stream, Accessed on 22 July (2019); https://www.weather.gov/jetstrea m/jet.
[24] Habibi, F., Investigation on the Effects of Indian Monsoon on Iran, Geographical Research, No. 39, pp. 29-45, (2000). (in Persian فارسی )
[25] Stendel M., Francis J., White R., Williams P.D., Woollings T., The Jet Stream and Climate Change. Chapter 15, U.K: Elsevier, pp. 327:357, (2021).
[26] Keel T., Examining the Link Between Changes in the Mid-Latitude Jet Stream in the northern Hemisphere and a Recent Amplification of Surface Temperature in the Arctic, BSc Degree, Kings College London, 2018.
[27] The Loss of Ice Reduces the reflection of Heat from the Arctic, Accessed on 21 November (2018); https://zistonline.com/vdcefv8v.jh8zzi9bbj.html.
[28] Ashourzadeh A., What is Albedo or Whiteness?, Accessed on 28 December (2021); https://weather
mashhad.ir/7192/.
[29] Frequency to Wavelenght Calculator, , Accessed on 1 April (2020); https://www.everythingrf.com/rf-calculators/frequency-to-wavelength.
[30] Woolings, T, Jet Stream, Oxford University Press, (2019).
[31] Osman, M., Jet Stream Changes that Could Amplify Extreme Weather Phenomena by 2026, Postdoctoral Research, University of Arizona Climate System Center, (2021).
[32] Shaffie S., Mozaffari G., Khosravi Y., Climatic Analysis of Effective Jet Streams Frequency on Extreme Precipitations in West of Iran, Journal of Water and Climate Change, Vol. 12, No.3, pp. 787-800, (2021).
[33] Archer C.L., Caldeira K., Global Assessment of High Altitude Wind Power, Energies, Vol. 2, pp. 307-319, (2009).
[34] Yip C.M.A, Gunturu U.B., Stenchikov G.L, High Altitude Wind Resource in the Middle East, Scientific Reports, Vol. 7, Article N