انرژی های تجدیدپذیر انرژی است که از منابعی که به طور طبیعی در مقیاس زمانی انسانی دوباره پر می شوند جمع آوری می شود. این منابع شامل نور خورشید، باد، آب، گرمای زمین گرمایی و زیست توده است. برخلاف سوخت‌های فسیلی که محدود هستند و انتشارات مضری دارند، منابع انرژی تجدیدپذیر پاک و پایان ناپذیر هستند.
تغییر جهانی به سمت انرژی های تجدیدپذیر ناشی از نیاز به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و کاهش وابستگی ما به منابع محدودی مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی است. با انتقال به منابع تجدیدپذیر، هدف ما مبارزه با تغییرات آب و هوا و تضمین آینده انرژی پایدار و ایمن است.
انرژی خورشیدی با استفاده از پنل های فتوولتائیک (PV) یا آینه هایی که تشعشعات خورشیدی را متمرکز می کنند، نور خورشید را مهار می کند. سپس این انرژی می تواند به الکتریسیته تبدیل شود یا برای گرم کردن هوا، آب یا سایر سیالات استفاده شود.
انرژی باد از جریان هوا از طریق توربین ها برای تولید برق مکانیکی ژنراتورها استفاده می کند. مزارع بادی متشکل از بسیاری از توربین های بادی منفرد هستند که به شبکه انتقال نیروی برق متصل هستند.
برق آبی از جریان آب در رودخانه ها یا سدها برای تولید برق استفاده می کند. آب آزاد شده از طریق سدها، توربین ها را می چرخاند که ژنراتورها را برای تولید برق فعال می کنند.
انرژی زمین گرمایی از گرمای طبیعی زمین به دست می آید. از انرژی عظیم ذخیره شده به عنوان گرما در آب در عمق زیر سطح زمین استفاده می کند. نیروگاه ها این گرما را به برق تبدیل می کنند، در حالی که برخی از تاسیسات مستقیماً از آن برای گرمایش استفاده می کنند.
انرژی زیست توده از مواد آلی مانند فضولات گیاهی و حیوانی تولید می شود. می توان از آن به طور مستقیم از طریق احتراق برای تولید گرما یا غیر مستقیم پس از تبدیل آن به اشکال مختلف سوخت زیستی استفاده کرد.
استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مزایای متعددی از جمله کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، بهبود سلامت عمومی به دلیل هوای پاک‌تر، عرضه گسترده و پایان ناپذیر انرژی و افزایش امنیت انرژی را به همراه دارد. علاوه بر این، بخش انرژی های تجدیدپذیر پتانسیل قابل توجهی برای ایجاد شغل در بازارهای جدید دارد.
علیرغم مزایا، چالش های متعددی برای پذیرش گسترده انرژی های تجدیدپذیر وجود دارد. اینها شامل ماهیت متناوب برخی از منابع (مانند خورشید و باد)، نیاز به سرمایه گذاری اولیه قابل توجه و نیاز به زیرساخت ها و فناوری جدید است.
کشورهای مختلف بر اساس منابع طبیعی، ظرفیت اقتصادی و اولویت های سیاستی خود، انرژی های تجدیدپذیر را به میزان های متفاوتی پذیرفته اند. کشورهایی مانند ایسلند و نروژ بخش قابل توجهی از برق خود را به ترتیب از منابع زمین گرمایی و انرژی آبی تولید می کنند. در همین حال، چین و ایالات متحده در ظرفیت انرژی بادی و خورشیدی پیشتاز هستند.
انرژی خورشیدی یکی از در دسترس ترین انواع انرژی های تجدیدپذیر است. پنل های خورشیدی را می توان بر روی پشت بام ها، در زمین های باز و یا حتی به عنوان پنل های شناور بر روی بدنه های آبی نصب کرد. اصل اساسی پشت پنل های خورشیدی تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی با استفاده از سلول های فتوولتائیک (PV) است.
انرژی تولید شده توسط یک سلول PV را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:
\(E = P \times A \times T \times \eta\)جایی که:
توان تولید شده توسط یک توربین بادی را می توان با استفاده از فرمول تخمین زد:
\(P = \frac{1}{2} \rho A v^3 \eta\)جایی که:
انرژی های تجدیدپذیر نشان دهنده راه حلی پاک، پایدار و مقرون به صرفه برای نیازهای انرژی جهان است. در حالی که چالش ها باقی مانده است، پیشرفت در فناوری و افزایش سرمایه گذاری جهانی انرژی های تجدیدپذیر را کارآمدتر و در دسترس تر می کند. استقبال از انرژی های تجدیدپذیر برای حفاظت از محیط زیست، توسعه اقتصادی و تضمین آینده انرژی ایمن بسیار مهم است.
