انرژی خورشیدی

مولد یا باتری خورشیدی (solar photovoltaic power plant) وسیله‌ای است که انرژی تابش خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند که ممکن است برای تبدیل نوع جریان از DC به AC نیازمند مبدل نیز باشد. این نوع مولدها از ماشین‌های دوار برای تولید انرژی الکتریکی استفاده نمی‌کنند. از انرژی خورشیدی به روش دیگری نیز برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌شود.





برعکس باتری‌های خورشیدی که انرژی تابشی را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند در صفحات گرمایی متمرکزکننده از انرژی تابشی برای گرم کردن آب و به حرکت درآوردن یک توربین استفاده می‌شود. در این روش از صفحات مخروطی شکل استفاده می‌شود این صفحات مخروطی نور را به سمت یک لوله محتوی یک سیال مثل روغن هدایت می‌کنند و در نهایت از روغن گرم شده برای گرم کردن آب و چرخاندن توربین استفاده می‌شود. یک نیروگاه از این نوع با گِردآورهای سهموی خطی در نزدیکی شیراز در حال ساخت می‌باشد.البته برای تولید انرژی الکتریکی از تابش خورشید روش دیگری نیز وجود دارد، در این روش با تاباندن نور به کف یک حوضچه و گرم کردن آب کف حوضچه و با استفاده از اختلاف دمای آب، انرژی الکتریکی تولید می‌شود. البته تعداد نیروگاه‌های ساخته شده به این روش بسیار کم است.






انرژی باد
توربین‌های بادی در مناطقی که دارای پتانسیل بادی مناسبی می‌باشند مورد استفاده قرار می‌گیرند. در گذشته برای این نوع توربین‌ها طراحی‌های زیادی وجود داشت اما امروزه تقریباً تمام توربین‌های ساخته شده از نوع هلندی سه‌پره هستند.در توربین‌های بزرگ امروزی پره‌ها کوچک‌تر هستند و آرام تر می‌چرخند که این باعث ایجاد ایمنی بیشتر برای پرندگان و ایجاد زیبایی دیداری بیشتر می‌شود. بااین حال هنوز هم در برخی استفاده‌های ویژه از توربین‌های قدیمی استفاده می‌شود. با پیشرفت علم طراحی این توربین‌ها به نحوی انجام می‌پذیرد که بتوان از آن‌ها در مقیاس‌های کوجک و در مناطق با پتانسیل کم انرژی بادی برای کاربردهای خانگی هم بهره جست و برق تولیدی از این روش را بتوان بعنوان کمکی هر چند کوچک در کاهش میزان تقاضای انرژی دانست و این امر باعث می‌شود تا مصرف‌کننده‌های قبلی انرژی حال به‌عنوان یک تولیدکننده توان مطرح شوند.





نیروگاه حرارتی

نیروگاه گرمایی نوعی از نیروگاه است که معمولاً از بخار به عنوان سیال و عامل محرک استفاده می‌کند. آب پس از گرم شدن به سمت توربین بخار که به یک ژنراتور متصل شده می‌رود و با استفاده از انرژی جنبشی خود آن را به حرکت در می‌آورد. پس از عبور بخار از توربین، بخار در کندانسور فشرده می‌شود. بزرگترین اختلاف در طراحی نیروگاه‌های گرمایی نیز به نوع سوخت مصرفی در نیروگاه مربوط است. تقریباً تمامی نیروگاه‌هایی که با استفاده از زغال سنگ، انرژی هسته‌ای، انرژی زمین‌گرمایی یا انرژی گرمایی خورشید کار می‌کنند نیروگاه حرارتی محسوب می‌شوند. گاز طبیعی نیز برخی اوقات در بویلرها یا توربین‌های گازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از مشکلات نیروگاه‌های حرارتی می‌توان به تولید کربن دی اکسید اشاره کرد.

این نیروگاه‌ها معمولاً در اندازه‌های بزرگ و برای استفاده مداوم ساخته می‌شوند.






تاریخچه

تا قرن ۱۸ میلادی از موتورهای بخار که توسط ادیسون اختراع شده بود برای کاربردهای صنعتی استفاده می‌شد. اولین نیروگاه‌های بزرگ تولید برق در نیویورک و لندن نیز از موتورهای بخار استفاده می‌کردند. زمانی که اندازهٔ ژنراتورها رفته‌رفته بزرگ شد، استفاده از توربین‌های بخار به دلیل بهره‌وری بالا و قیمت ساخت پایین‌ترشان گسترش یافت. پس از دههٔ ۱۹۲۰ تمامی نیروگاه‌های نسبتاً بزرگ با توان تولیدی حدود چند کیلووات نیز از توربین‌های بخار استفاده می‌کردند.






بهره‌وری

بهره‌وری الکتریکی یک نیروگاه حرارتی مرسوم با استفاده از نسبت برق تحویلی به شین‌های اصلی و حرارت تولیدی در کوره به دست می‌آید و معمولاً بین ۳۳ تا ۴۸ درصد است. میزان بهره‌وری نیروگاه‌های حرارتی نیز مانند تمامی موتورهای گرمایی محدود به قانون ترمودینامیک (چرخه کارنو) است و بنابراین بقیهٔ انرژی به صورت گرما از نیروگاه خارج می‌شود. این گرمای اضافی را معمولاً با استفاده از آب یا برج‌های خنک‌کننده از نیروگاه خارج می‌کنند. اگر از این گرما برای کاربردهای دیگر مانند گرمایش محیط یا... استفاده شود به این چرخه، «چرخه ترکیبی» می‌گویند. یکی از کاربردهای اصلی این گرما در تاسیسات نمک‌زدایی است که بیشتر در کشورهای کویری که دارای منابع گاز طبیعی هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد و به این ترتیب آب شیرین و الکتریسیته با هم در چرخه‌هایی وابسته ایجاد می‌شوند.

با این که بهره‌وری این نیروگاه‌ها از نظر قوانین ترمودینامیک محدود است اما با افزایش حرارت و به مثابه آن افزایش فشار بخار می‌توان کارایی این نیروگاه‌ها را افزایش داد. در گذشته استفاده از جیوه به عنوان سیال در تحقیقات آزمایشگاهی نشان داده که این فلز می‌تواند فشار بیشتری را در حرارتی کمتر نسبت به آب ایجاد کند اما خطر غیرقابل چشم‌پوشی سمی بودن این فلز و امکان نشت آن استفاده از این عنصر را به عنوان سیال منتفی کرد.






هزینه‌ها

هزینه تولید انرژی الکتریکی در یک نیروگاه حرارتی مستقیم به هزینه سوخت آن بر می‌گردد. هم چنین عواملی مانند اپراتور کار، نگهداری، دسترسی و مکان نیروگاه بر می‌توانند بر هزینه نیروگاه تاثیر بگذارند.






کوره بویلر و سیلندر بخار

تا زمانی که آب داخل بویلر قرار دارد عملیات مربوط به اضافه کردن گرمای بخار به آن صورت می‌گیرد. بویلر با استفاده از واکنش شیمیایی ناشی از سوختن سوخت‌ها، گرمایی تولیدی را به آب انتقال می‌دهد. آب قبل از وارد شدن به بویلر باید از قسمتی که به آن گرم‌کن مقدماتی می‌گویند بگذرد تا به این ترتیب بهره‌وری بویلر بالا رود.






آماده‌سازی سوخت

در نیروگاه‌های گرمایی که از زغال‌سنگ استفاده می‌کنند، پس از حمل زغال سنگ، آن را به وسیله آسیاب‌های مخصوص خرد کرده و سپس به محفظه سوخت بویلر انتقال می‌دهند. زغال‌سنگ مصرفی باید تا درجهٔ معینی خرد شده باشد تا آماده مصرف در بویلر شود.

برخی از نیروگاه‌ها از نفت به عنوان سوخت و به جای زغال‌سنگ استفاده می‌کنند. این نفت در طول حمل و نقل و در طول مدت ذخیره شدن باید گرم (گرم‌تر از نقطه ریزش) نگه‌داشته شود تا بتوان آن را به راحتی به اتاق احتراق پمپ کرد.

بویلرها در برخی از نیروگاه‌ها از گاز طبیعی به عنوان سوخت اصلی استفاده می‌کنند. از این سوخت در برخی از نیروگاه‌ها به عنوان سوخت کمکی نیز استفاده می‌شود و در صورتی که در روند تهیه سوخت اصلی (نفت یا زغال‌سنگ) اختلالی ایجاد شود به وسیله این سوخت از متوقف شدن عملکرد نیروگاه جلوگیری می‌کنند.






سیستم سوزاندن سوخت

زمانی‌که زغال پودر شده برای سوزاندن آماده شد از طریق یک مجرای خاص با فشار وارد کوره می‌شود. زاویه و نوع حرکت پودر طوری است که به راحتی با هوای وارد شده به کوره مخلوط شود و موجب تسهیل در سوختن سوخت شود. هوای وارد شده به کوره قبل از وارد شدن به کوره گرم می‌شود و به این ترتیب بهره‌وری کوره بالا خواهد رفت.

برای رساندن دمای کوره به دمای مناسب برای سوزاندن سوخت باید قبل از وارد کردن سوخت دمای کوره را به وسیله یک سوخت دیگر مانند نفت یا گاز طبیعی به دمای مناسب رساند.






مسیر هوا

برای تامین هوای لازم در روند سوزاندن سوخت از فن‌های خارجی خاصی استفاده می‌شود. این فن‌ها ابتدا هوا را از جو دریافت کرده و پس از عبور دادن آن از پیش گرم‌کن و گرم کردن هوا برای سوختن بهتر، هوا را از یک مجرای خاص و با فشار وارد کوره می‌کنند.

برای عادی نگه داشتن فشار داخل کوره و در نتیجه جلوگیری از انفجار کوره و همچنین خارج کردن گازهای ناشی از سوختن سوخت از فن‌های مکنده استفاده می‌شود. قبل از اینکه این فن‌ها گازها و گرد و غبار موجود در کوره را به محیط انتقال دهند باید گازها از داخل یک فیلتر عبور تا از آسیب‌های زیست محیطی ورود آنها به محیط زیست کاسته شود.






سیستم‌های پشتیبانی
جمع‌آوری خاکستر بادی

خاکستر بادی تولید شده در اثر سوختن سوخت به وسیله ته‌نشین کنندهٔ الکترواستاتیکی یا فیلتر کیسه‌ای (و یا هر دو) که در محل گازهای خروجی کوره قرار دارد جمع‌آوری می‌شود. پس از جمع‌آوری خاکسترها آنها را به صورت فشرده در انبار و تا زمانی که به محلی دیگر جابجا شوند نگه می‌دارند.
جمع‌آوری و دفع خاکستر کف کوره

کف هر کوره یک قیف برای جمع‌آوری خاکستر فراهم شده. این قیف به وسیله آب پر شده تا پراکنده شدن خاکسترها جلوگیری کند.





نیروی برق‌آبی
نیروی برق‌آبی یا هیدروالکتریسیته اصطلاحی است که به انرژی الکتریکی تولیدی از نیروی آب اطلاق می‌شود. در حال حاضر هیدروالکتریسیته چیزی در حدود ۷۱۵۰۰۰ مگاوات یا ۱۹٪ (۱۶٪ در سال ۲۰۰۳) از کل انرژی الکتریکی تولیدی جهان را پوشش می‌دهد. نیروی برق‌آبی همچنین ۶۳٪ از انرژی الکتریکی تولیدی از منابع تجدیدپذیر را نیز شامل می‌شود.






تولید انرژی الکتریکی
بیشتر نیروگاه‌های برق-آبی انرژی مورد نیاز خود را از انرژی پتانسیل آب پشت یک سد تامین می‌کنند. در این حالت انرژی تولیدی از آب به حجم آب پشت سد و اختلاف ارتفاع بین منبع و محل خروج آب سد وابسته‌است. به این اختلاف ارتفاع، ارتفاع فشاری می‌گویند و آن را با H (مخفف Head) نمایش می‌دهند. در واقع میزان انرژی پتانسیل آب با ارتفاع فشاری آن متناسب است. برای افزایش فاصله یا ارتفاع فشاری، آب معمولاً برای رسیدن به توربین آبی فاصله زیادی را در یک لوله بزرگ (penstock) طی می‌کند.

نیروگاه آب تلمبه‌ای، نوعی دیگر از نیروگاه آبی است. وظیفه یک نیروگاه آب تلمبه‌ای پشتیبانی شبکه الکتریکی در ساعات اوج مصرف (ساعات پیک) است. این نیروگاه تنها آب را در ساعات مختلف بین دو سطح جابجا می‌کند. در ساعاتی که تقاضای برای انرژی الکتریکی پایین است با پمپ کردن آب به یک منبع مرتفع انرژی الکتریکی را به انرژی پتانسیل گرانشی تبدیل می‌کند. در زمان اوج مصرف آب دوباره از مخزن به سمت پایین جاری می‌شود و با چرخاندن توربین آبی موجب تولید برق و رفع نیاز شبکه می‌گردد. این نیروگاه‌ها با ایجاد تعادل در ساعات مختلف موجب بهبود ضریب بار شبکه و کاهش هزینه‌های تولید انرژی الکتریکی می‌شوند.

از دیگر انواع نیروگاه‌های آبی می‌توان به نیروگاه‌های جزر و مدی اشاره کرد. همانطور که از نام این نیروگاه‌های مشخص است این نیروگاه‌ها نیروی مورد نیاز خود را از اختلاف ارتفاع آب در بین شبانه روز تامین می‌کنند. منابع در این دسته از نیروگاه‌ها نسبت به بقیه کاملاً قابل پیشبینی هستند. این نیروگاه‌ها همچنین می‌توانند در مواقع اوج مصرف به عنوان پشتیبان شبکه عمل کنند.

برخی نیروگاه‌های آبی که تعداد آنها زیاد هم نیست از انرژی جنبشی آب جاری استفاده می‌کنند. در این دسته از نیروگاه‌ها نیازی به احداث سد نیست توربین این نیروگاه‌ها شبیه یک چرخ آبی عمل می‌کند. این نوع استفاده از انرژی شاخه نسبتاً جدیدی از علم جنبش مایعات است.






سد
سد دیواری محکم از سنگ وسیمان و یا ساروج است که به منظور مهار کردن آب در عرض دره یا میان دو کوه ایجاد می‌شود. برعکس خاکریزها که برای جلوگیری از ورود آب رودخانه یا دریا به مناطق اطراف ساخته می‌شوند در سدها هدف از مهار کردن آب استفاده از آن است.

سدها از نظر مشخصه‌های مختلف طبقه‌بندی می‌شوند این مشخصه‌ها معمولاً شامل:

طول سد: از نظر طول سدهای با طول بیش از ۱۵ متر را سدهای بزرگ و سدهای با طول بیش از ۱۵۰ متر را سدهای بسیار بزرگ می‌نامند.
هدف از احداث سد: اهداف ساخت یک سد می‌توانند متفاوت باشند به طوری که بسیاری از سدها بیشتر از یک هدف را دنبال می‌کنند این اهداف می‌توانند شامل آبیاری یا تامین آب مناطق شهری یا زمین‌های کشاوزی، تولید انرژی الکتریکی، ایجاد فضای تفریحی، کنترل سیل و... باشند.
ساختار سد: از نظر ساختار، با توجه به مصالح مصرف شده یا تکنولوژی ساخت سدها باهم متفاوت هستند. سدها از نظر مصالح مصرف شده می‌توانند چوبی، خاکی یا بتنی باشند.







مزایا
ملاحظات اقتصادی

بیشترین مزیت استفاده از نیروگاه‌ها آبی عدم نیاز به استفاده از سوخت‌ها و در نتیجه حذف هزینه‌های مربوط به تامین سوخت است. درواقع هزینه انرژی الکتریکی تولیدی در یک نیروگاه آبی تقریباً از تغییرات قیمت سوخت‌های فسیلی نظیر نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ مصون است. همچنین عمر متوسط نیروگاه‌های آبی در مقایسه با نیروگاه‌های گرمایی بیشتر است، به طوری که عمر برخی از نیروگاه‌های آبی که هم‌اکنون در حال استفاده هستند به ۵۰ تا ۱۰۰ سال پیش بازمی‌گردد. هزینه کار این نیروگاه‌ها در حالی که به صورت خودکار کار کنند کم است و بجز در موارد اضطراری به پرسنل زیادی در نیروگاه نیاز نخواهد بود.

در موقعیت‌هایی که استفاده از سد چندین هدف را پوشش می‌دهد، ساخت یک نیروگاه آبی هزینه نسبتاً کمی را به هزینه‌های ساخت سد اضافه می‌کند. ایجاد یک نیروگاه هیمچنین می‌تواند هزینه‌های مربوط به ساخت سد را جبران کند. برای مثال درآمد ناشی از فروش انرژی الکتریکی در سد «Three Gorges» که بزرگ‌ترین سد جهان است با فروش انرژی الکتریکی تولیدی در سد در طول ۵ تا ۷ سال جبران شده‌است.






انتشار گازهای گلخانه‌ای

در صورتی که سوختی در نیروگاه سوخته نشود، دی اکسید کربن (که یک گاز کلخانه‌ای است) نیز در نیروگاه تولید نخواهد شد. البته در مراحل احداث نیروگاه مقدار ناچیزی گاز دی‌اکسید کربن تولید می‌شود که در مقابل میزان دی‌اکسید کربن تولیدی در نیروگاه‌های گرمایی که از سوخت‌های فسیلی برای تولید انرژی گرمایی استفاده می‌کنند بسیار ناچیزاست. البته در این نیروگاه‌ها بر اثر اجتماع آب پشت سد گازهایی متصاعد می‌شود که در پایین به آنها اشاره شده‌است.






فعالیت‌های وابسته

آب ذخیره شده در پشت یک سد در واقع می‌تواند بخشی از امکانات مربوط به ورزش‌های آبی باشد و به این ترتیب می‌تواند به جاذبه‌ای برای گردشگران تبدیل شود. در برخی از کشورها از این آب برای پرورش موجودات آبزی مانند ماهی‌ها استفاده می‌شود به این ترتیب که در برخی سدها محیط‌های خاصی برای پرورش موجودات آبزی اختصاص یافته که همیشه از نظر داشتن آب پشتیبانی می‌شوند.






معایب
آسیب به محیط زیست

پروژه‌های احداث سد معمولاً با تغییرات زیادی در اکوسیستم منطقه احداث سد همراه هستند. برای مثال تحقیقات نشان می‌دهد که سدهای ساخته شده در کرانه‌های اقیانوس اطلس و اقیانوس آرام در آمریکای شمالی از میزان ماهی‌های قزل‌آلای رودخانه‌ها به شدت کاسته‌است و این به دلیل جلوگیری سد از رسیدن ماهی‌ها به بالای رودخانه برای تخم‌گذاری است و این درحالی است که برای عبور این ماهی‌ها به بالای رودخانه محل‌های خاصی در سد در نظرگرفته شده‌است. همچنین ماهی‌های کوچک در طول مهاجرت از رودخانه به دریا در بین توربین‌ها آسیب می‌بینند که برای رفع این عیب نیز در قسمتی از سال ماهی‌ها را با قایق‌های کوچک به پایین رودخانه می‌برند. با تمام فعالیت‌هایی که برای ایجاد محیط مناسب برای ماهی‌ها انجام می‌شود بازهم با ساخت سد از میزان ماهی‌ها کاسته می‌شود. در کشورهایی مانند ایالات متحده بستن مسیر مهاجرت ماهی‌ها و دیگر موجودات آبزری به وسیله سد ممنوع است و حتماً باید برای عبور آنها تمهیداتی اندیشیده شود. به این ترتیب در برخی موارد سدها می‌توانند واقعاً برای ماهی‌ها آسیب رسان باشند که نمونه‌ای از آنها سد مارموت (Marmot Dam) در ایالات متحده‌است که عملیات حذف آن در ۲۰ اکتبر ۲۰۰۷ به پایان رسید. پس از تخریب این سد رودخانه برای اولین بار پس از۱۰۰ سال جریان آزاد خود را آغاز کرد. عملیات حذف این سد بزرگ‌ترین عملیات حذف سد در ایالات متحده بود.

ایجاد سدها معمولاً باعث به وجود آمدن تغییراتی در قسمت‌های پایینی رودخانه می‌شوند. آب خروجی از توربین‌ها معمولاً حامل مقدار کمتری از رسوبات است و این خود باعث پاک شدن بستر رودخانه و از بین رفتن حاشیه‌های رودخانه می‌شود. به دلیل اینکه توربین‌ها معمولاً به نوبت کار می‌کنند نوساناتی در جریان آب خروجی ایجاد می‌شود که شدت فرسایش بستر رودخانه را افزایش می‌دهد. همچنین ظرفیت اکسیژن حل شده در آب به دلیل کار توربین‌ها کاهش می‌یابد چراکه آب خروجی توربین‌ها معمولاً گرمتر از آب ورودی آنهاست که این خود می‌تواند جان برخی گونه‌های حساس را به خطر بیندازد. برخی دیگر از سدها برای افزایش ارتفاع فشار مسیر رودخانه را منحرف کرده و باعث عبور آب از مناطق پر شیب‌تر می‌شوند و به این ترتیب مسیر قبلی رودخانه را خشک می‌کنند. برای مثال در رودخانه‌های تپاکو (Tekapo) و پوکاکی (Pukaki) از این روش استفاده شده‌است که نه تنها موجب به خطر افتادن برخی گونه‌های موجودات آبزی شده بلکه پرندگان مهاجر منطقه را نیز به شدت در خطر قرار داده‌است.

سدهای بسیار بسیار بزرگ مانند سد اسوان (در مصر) و سد سه‌دره (در چین) تغییرات زیادی را در بالا و پایین رودخانه به وجود می‌آورند.






انتشار گازهای گلخانه‌ای

آب جمع شده در پشت سد در مناطق گرمسیری می‌تواند مقدار قابل توجهی از گاز متان و گاز کربنیک را تولید کند. این گازها در اثر پوسیدگی قسمت‌های مختلف گیاهان و زباله‌هایی به وجود می‌آیند که از بالای رودخانه آمده‌اند و به وسیله باکتری‌های ناهوازی تجزیه می‌شوند. بیشتر گاز تولیدی در اثر پوسیدگی را گاز متان تشکیل می‌دهد که از نظر آثار گلخانه‌ای از دی‌اکسیدکربن خطرناک‌تر است. براساس گزارش کمیسیون جهانی سدها، در سدهایی که منبع آنها نسبت به برق تولیدی آنها کوچک است (کمتر از ۱۰۰ وات به ازای هر مترمربع از آب) و درخت‌های اطراف مسیر رودخانه پاکسازی نشده‌اند، میزان گاز گلخانه‌ای تولیدی از یک نیروگاه گرمایی با سوخت نفت بیشتر است.






جابجایی جمعیت

از دیگر معایب ساخت سدها، جابجایی جمعیت ساکن در مناطق زیر آب رفته توسط آب پشت سد است. این مناطق ممکن است شامل مناطقی باشد که از نظر فرهنگی یا اعتقادی دارای ارزش بالایی هستند و بدین ترتیب دلبستگی زیادی بین مردم ساکن با منطقه و آن منطقه خاص وجود دارد و به این ترتیب با بالا آمدن آب این مکان‌های تاریخی یا فرهنگی از بین خواهند رفت. از جمله سدهایی که در مراحل ساخت با این قبیل مشکلات روبه‌رو شدند می‌توان به سد سه‌دره یا سد کلاید اشاره کرد.






شکست سد

شکسته شدن سدها گرچه به ندرت اتفاق می‌افتد اما خطری جدی و خطرناک است. برای نمونه می‌توان به شکسته شدن سد بانکیاو (Banqiao) در جنوب چین اشاره کرد که موجب کشته شدن ۱۷۱۰۰۰ تن و بی‌خانمان شدن حدود نیم میلیون نفر شد. همچنین سدها می‌توانند هدف خوبی برای دشمن در طول جنگ یا اقدامات خرابکارانه تروریست‌ها باشند. سدهای کوچک در این حملات کمتر آسیب‌رسان هستند.

انتخاب محلی نامناسب برای احداث سد می‌تواند به فاجعه منجر شود، برای مثال می‌توان به سد واجنت (Vajont) در ایتالیا اشاره کرد که در سال ۱۹۶۳ موجب مرگ حدوداً ۲۰۰۰ نفر شد.






مقایسه‌ای با دیگر روش‌های تولید انرژی الکتریکی

نیروی برق‌آبی با ایجاد انرژی الکتریکی بدون سوزاندن سوخت‌ها از ایجاد آلوده‌کننده‌های متصاعد شده از سوختن سوخت‌های فسیلی مانند دی‌اکسید گوگرد، اسید نیتریک، منواکسید کربن، گرد غبار و سرب (موجود در زغال سنگ) جلوگیری می‌کند. همچنین هیدروالکتریسیته با از بین بردن ضرورت استفاده از سوخت‌هایی مانند زغال سنگ به طور غیرمستقیم خطرات ناشی از استخراج زغال سنگ را کاهش می‌دهد.

در مقایسه با نیروگاه هسته‌ای این نیروگاه‌ها زباله هسته‌ای تولید نمی‌کنند. همچنین خطرات مربوط به تماس با اورانیوم در معادن یا نشت مواد هسته‌ای را نیز ندارند و برعکس اورانیوم در این دسته از نیروگاه‌ها از انرژی‌های تجدید پذیری استفاده می‌شود.

در مقایسه با مولدهای بادی، منابع انرژی در نیروگاه‌های آبی خیلی قابل پیش‌بینی‌تر هستند. همچنین این نیروگاه‌ها می‌توانند ضریب بار شبکه را بهبود دهند و در زمان نیاز شروع به تولید انرژی الکتریکی کرده و به این ترتیب موجب تعدیل شبکه در طول ساعات پیک شوند.

برعکس نیروگاه‌های گرمایی در نیروگاه‌های آبی زمان زیادی صرف مطالعات مربوط به سد می‌شود. معمولاً برای انجام دقیق محاسبات، داده‌های حدود ۵۰ سال از رفتارهای رودخانه برای انتخاب بهترین مکان احداث سد و روش ساخت آن لازم است. برعکس نیروگاه‌هایی که از سوخت‌ها برای تامین انرژی استفاده می‌کنند، مکان‌های مناسب برای احداث نیروگاه‌های آبی محدود هستند. همچنین بیشتر نیروگاه‌های آبی از مراکز تجمع جمعیت دور هستند و باید برای انتقال آنها نیز هزینه‌ای صرف کرد. از دیگر ضعف‌های این نیروگاه وابستگی شدید به میزان آب ورودی است و از آنجایکه میزان آب پشت سد به بارش‌ها وابسته‌است و در صورتیکه که میزان بارش برف و باران کاهش یابد میزان تولید انرژی الکتریکی نیز کاهش می‌یابد.





انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی به گرما و نور تولید شده توسط خورشید می‌گویند.






انرژی از خورشید

خورشید از گازهایی نظیر هیدروژن (۷۳٫۴۶درصد) هلیوم (۲۴٫۸۵ درصد) و عناصر دیگری تشکیل شده است که از جمله آن‌ها می‌توان به اکسیژن، کربن، نئون و نیتروژن اشاره نمود.

انرژی ستاره خورشید یکی از منابع عمده انرژی در منظومه شمسی می‌باشد. طبق آخرین برآوردهای رسمی اعلام شده عمر این انرژی بیش از ۱۴ میلیارد سال می‌باشد. در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به جرم خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر جرم زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.

میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.

زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید میزان کمی از کل انرژی تابشی آن می‌باشد. سرمنشاء تمام اشکال مختلف انرژیهای شناخته شده تاکنون شامل (سوختهای فسیلی ذخیره شده درزمین، انرژی‌های بادی، آبشارها، امواج دریاها و...) موجود در کره زمین از خورشید می‌باشد.

انرژی خورشید همانند سایر انرژی‌ها بطور مستقیم یا غیر مستقیم می‌تواند به دیگر اشکال انرژی تبدیل شود، همانند گرما و الکتریسیته و.... ولیکن موانعی شامل (ضعف علمی و تکنیکی در تبدیل بعلت کمبود دانش و تجربه میدانی - متغیر و متناوب بودن مقدار انرژی به دلیل تغییرات جوی و فصول سال و جهت تابش - محدوده توزیع بسیار وسیع) موجب گردیده تا استفاده کمی از این انرژی صورت گیرد.

استفاده ازمنابع عظیم انرژی خورشید برای تولید انرژی الکتریسته، استفاده دینامیکی، ایجاد گرمایش محوطه‌ها و ساختمانها، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تغییرات شیمیایی و..... اخیراً شروع گردیده‌است.






انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی منحصربه‌فردترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان است و منبع اصلی تمامی انرژی‌های موجود در زمین می‌باشد. انرژی خورشیدی به صورت مستقیم و غیرمستقیم می‌تواند به اشکال دیگر انرژی تبدیل گردد. بطور کلی انرژی متصاعد شده از خورشیدی در حدود ۳٫۸ در۱۰۲۳ کیلووات در ثانیه می‌باشد.

ایران با داشتن حدود ۳۰۰ روز آفتابی در سال جزو بهترین کشورهای دنیا در زمینه پتانسیل انرژی خورشیدی در جهان می‌باشد. با توجه به موقعیت جغرافیای ایران و پراکندگی روستای در کشور، استفاده از انرژی خورشیدی یکی از مهمترین عواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد. استفاده از انرژی خورشیدی یکی از بهترین راه‌های برق رسانی و تولید انرژی در مقایسه با دیگر مدل‌های انتقال انرژی به روستاها و نقاط دور افتاده در کشور از نظر هزینه، حمل‌نقل، نگهداری و عوامل مشابه می‌باشد.

با توجه به استانداردهای بین‌المللی اگر میانگین انرژی تابشی خورشید در روز بالاتر از ۳٫۵ کیلووات ساعت در مترمربع (۳۵۰۰ وات/ساعت) باشد استفاده از مدلهای انرژی خورشیدی نظیر کلکتورهای خورشیدی یا سیستم‌های فتوولتائیک بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه است.

در بسیاری از قسمتهای ایران انرژی تابشی خورشید بسیار بالاتر از این میانگین بین‌المللی می‌باشد و در برخی از نقاط حتی بالاتر از ۷ تا ۸ کیلو وات ساعت بر مترمربع اندازه‌گیری شده است ولی بطور متوسط انرژی تابشی خورشید بر سطح سرزمین ایران حدود ۴٫۵ کیلو وات ساعت بر مترمربع است.






تاریخچه

شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به زمان ماقبل تاریخ باز می‌گردد. شاید به دوران سفالگری، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جام‌های بزرگ طلائی صیقل داده شده و اشعه خورشید، آتشدان‌های محرابها را روشن می‌کردند. یکی از فراعنه مصر معبدی ساخته بود که با طلوع خورشید درب آن باز و با غروب خورشید درب بسته می‌شد.

ولی مهم‌ترین روایتی که درباره استفاده از خورشید بیان شده داستان ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان قدیم می‌باشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید گفته می‌شود که ارشمیدس با نصب تعداد زیادی آئینه‌های کوچک مربعی شکل در کنار یکدیگر که روی یک پایه متحرک قرار داشته‌است اشعه خورشید را از راه دور روی کشتی‌های رومیان متمرکز ساخته و به این ترتیب آنها را به آتش کشیده‌است. در ایران نیز معماری سنتی ایرانیان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان در استفاده صحیح و مؤثر از انرژی خورشید در زمان‌های قدیم بوده‌است.

با وجود آنکه انرژی خورشید و مزایای آن در قرون گذشته به خوبی شناخته شده بود ولی بالا بودن هزینه اولیه چنین سیستم‌هایی از یک طرف و عرضه نفت و گاز ارزان از طرف دیگر سد راه پیشرفت این سیستم‌ها شده بود تا اینکه افزایش قیمت نفت در سال ۱۹۷۳ باعث شد که کشورهای پیشرفته صنعتی مجبور شدند به مسئله تولید انرژی از راه‌های دیگر (غیر از استفاده سوختهای فسیلی) توجه جدی‌تری نمایند.

کاربردهای الکتریکی فتو ولتایک‌ها را آزمایش می‌کنند، یک فرایند که توسط آن انرژی نور خورشید به طور مستقیم به الکتریسیته تبدیل می‌شود. الکتریسیته می‌تواند به طور مستقیم از انرژی خورشید تولید شود و ابزارهای فتوولتایک استفاده کند یا به طور غیر مستقیم از ژنراتورهای بخار ذخایر حرارتی خورشیدی را برای گرما بخشیدن به یک سیال کاربردی مورد استفاده قرار می‌دهند.
کاربردهای انرژی خورشید

در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستم‌های مختلف استفاده می‌شود که عبارت‌اند از:

استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی، صنعتی و نیروگاهی.
تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته بوسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک.







انرژی فتوولتائیک

انرژی فتوولتایک به تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طریق یک سلول فوتوولتاییک (pvs) گفته می‌شود، که به طور معمول توسط یک سلول خورشیدی انجام می‌پذیرد. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولاً از آلیاژ سیلیکون ساخته می‌شود.

نور خورشید از فوتون‌ها یا ذرات انرژی خورشیدی ساخته شده‌است. این فوتون‌ها که مقادیر متغیر انرژی را شامل می‌شوند، درست مشابه با طول موجهای متفاوت طیف‌های نوری هستند.

وقتی فوتون‌ها به یک سلول فوتوولتاییک برخورد می‌کنند، ممکن است منعکس شوند، مستقیم از میان آن عبور کنند و یا جذب شوند. فقط فوتون‌های جذب شده انرژی را برای تولید الکتریسیته فراهم می‌کنند. وقتی که نور خورشید کافی یا انرژی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود، الکترون‌ها از اتم‌های جسم جدا می‌شوند. (به دلیل اینکه آخرین الکترون یک اتم با گرفتن انرزی فوتون به لایه بالاتر رفته و می‌تواند از میدان پروتون خلاص شده و آزادانه در نیمه رسانا حرکت کند.)

رفتار خاص سطح جسم در طول ساختن باعث می‌شود سطح جلویی سلول که برای الکترون‌های آزاد بیشتر پذیرش یابد. بنا براین الکترون‌ها بطور طبیعی به سطح مهاجرت می‌کنند.

زمانی که الکترون‌ها موقعیت n را ترک می‌کنند، سوراخ‌هایی شکل می‌گیرد. تعداد الکترونها زیاد بوده و هر کدام یک بار منفی را حمل می‌کنند و به طرف جلو سطح سلول پیش می‌روند، در نتیجه عدم توازون بار بین سلولهای جلویی وسطوح عقبی یک پتانسیل ولتاژ شبیه قطب‌های مثبت ومنفی یک باتری ایجاد می‌شود.

وقتی که دو سطح از میان یک راه داخلی مرتبط می‌شود، الکتریسیته جریان می‌باشد

با این وجود، توان ۱یا ۲ وات تولید می‌کند، که برای بیشتر کار بردها این مقدار از انرژی کافی نیست. برای اینکه بازده انرژی را افزایش دهیم، سلولها بطور الکتریکی به داخل هوای بسته یک مدول سخت مرتبط می‌شود.







این فوتون است

اصطلاح آرایش به کل صفحه انرژی اشاره می‌کند، اگر چه آن از یک یا چند هزار مدول ساخته شده باشد، آن تعداد مدولهای مورد نیاز می‌توانند بهم مرتبط شوند برای اینکه اندازه آرایش مورد نیاز (تولید انرژی) را تشکیل دهند. اجرای یک آرایش فوتوولتاییک به انرژی خورشید وابسته‌است.

شرایط آب وهوایی (همانند ابر و مه) تاثیر مهمی روی انرزی خورشیدی دریافت شده توسط یک آرایش pv و در عوض، اجرایی آن دارد. بیشتر تکنولوژی مدول‌های فوتوولتاییک در حدود ۱۰ درصد موثر هستند در تبدیل انرژیخورشید با تحقیق بیشتر مرتبط شوند برای اینکه این کار را به ۲۰ درصدافزایش دهند.

سلولهای pv که در سال ۱۹۵۴ توسط تحقیقات تلفنی بل bell کشف شد حساسیت یک آب سیلیکونی حاضر به خورشید را به طور خاصی آزمایش کرد. ابتدا در گذشته در دهه ۱۹۵۰،pvs برای تامین انرژی قمرهای فضا در یک مورد استفاده قرار گرفتند.

موفقیت pvs در فضا کار بردهای تجاری برای تکنو لوژی pvs تولید کرد. ساده‌ترین سیستم‌های فوتوولتاییک انرژی تعداد زیادی از ماشین حساب‌های کوچک و ساعتهای مچی که روزانه مورد استفاده قرار می‌گیرد را تأمین می‌کند.

بیشتر سیستم‌های پیچیده الکتریسیته را برای پمپاژ آب، انرژی ابزارهای ارتباطی، وحتی فراهم کردن الکتریسیته برای خانه هایمان فراهم می‌کنند.

تبدیل فوتوولتاییک به چندین دلیل مفید است. تبدیل نور خورشیدبه الکتریسیته مستقیم است، بنابراین سیستم‌های تولید کننده مکانیکی به حجم زیادی لازم نیستند. خصوصیت مدولی انرژی فوتوولتاییک اجازه می‌دهد به طور سریع آرایش‌ها در هر اندازه مورد نیاز یا اجازه داده شده نصب شوند.

همچنین، تاثیر محیطی یک سیستم فوتوولتاییک حد اقل است، آب را برای سیستم نیاز ندارد پختن و تولید محصول فرعی نیست. سلولهای فتوولتاتیک، همانند باتریها، جریان مستقیم (dc)را تولید می‌کنند که به طور عمومی برای برای راههای کوچکی مورد استفاده‌است (ابزار الکترونیک). وقتی که جریان مستقیم از سلولهای فتوولتاتیک برای کاربردهای تجاری یا لحیم کردن کار بردهای الکتریکی استفاده می‌شود. راندمان سلولهای فتوولتایک در سال ۲۰۱۰ حدود ۱۷٪ می‌باشد و توان آن در تابش مستقیم آفتاب (۱۰۰۰ وات بر متر مربع) به ازای هر متر مربع حدود ۱۷۰ وات است.

شبکه‌های الکتریکی بایستی به جریان متناوب (AC)برای استفاده تبدیل کننده‌ها تبدیل شوند، Inverterها ابزارهایی هستند که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می‌کنند. به طور تاریخی PVS در جاهای دور برای تولید الکتریسیته بکار گرفته شده‌است. با این وجود یک بازار برای تولید از PVS را توزیع کنند ممکن است با بی نظمی قیمتهای تبدیل و توزیع همزمان با بی نظمی الکتریکی توسعه داده شود.

جایگزین ژنراتوهای کوچک مقیاس عددی در تغذیه کنندهای الکتریکی می‌توانند اقتصاد واعتبار سیستم توزیع را بهبود بخشد.






استفاده از انرژی حرارتی خورشید

این بخش از کاربردهای انرژی خورشید شامل دو گروه نیروگاهی و غیر نیروگاهی می‌باشد.






کاربردهای نیروگاهی

تأسیساتی که با استفاده از آنها انرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می‌شود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می‌شود این تأسیسات بر اساس انواع متمرکز کننده‌های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:

نیروگاههایی که گیرنده آنها آینه‌های سهموی ناودانی هستند
نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها در یک برج قرار دارد و نور خورشید توسط آینه‌های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس می‌شود. (دریافت کننده مرکزی)
نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها بشقابی سهموی (دیش) می‌باشد

قبل از توضیح در خصوص نیروگاه خورشیدی بهتر است شرح مختصری از نحوه کارکرد نیروگاه‌های تولید الکتریسیته داده شود. بهتر است بدانیم در هر نیروگاهی اعم از نیروگاههای آبی، نیروگاههای بخاری و نیروگاههای گازی برای تولید برق از ژنراتورهای الکتریکی استفاده می‌شود که با چرخیدن این ژنراتورها برق تولید می‌شود. این ژنراتورهای الکتریکی انرژی دورانی خود را از دستگاهی بنام توربین تأمین می‌کنند. بدین ترتیب می‌توان گفت که ژنراتورها انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. تأمین کننده انرژی جنبشی ژنراتورها، توربین‌ها هستند که انواع مختلف دارند. در نیروگاه‌های بخاری توربین‌هایی وجود دارند که بخار با فشار و دمای بسیار بالا وارد آنها شده و موجب به گردش در آمدن پره‌های توربین می‌گردد. در نیروگاه‌های آبی که روی سدها نصب می‌شوند انرژی پتانسیل موجود در آب موجب به گردش در آمدن پره‌های توربین می‌شود.

بدین ترتیب می‌توان گفت در نیروگاههای آبی انرژی پتانسیل آب به انرژی جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود، در نیروگاههای حرارتی بر اثر سوختن سوختهای فسیلی مانند مازوت، آب موجود در سیستم بسته نیروگاه داخل دیگ بخار (بویلر) به بخار تبدیل می‌شود و بدین ترتیب انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود در نیروگاههای گازی توربینهایی وجود دارد که بطور مستقیم بر اثر سوختن گاز به حرکت درآمده و ژنراتور را می‌گرداند و انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود. و اما در نیروگاههای حرارتی خورشیدی وظیفه اصلی بخش‌های خورشیدی تولید بخار مورد نیاز برای تغذیه توربینها است یا به عبارت دیگر می‌توان گفت که این نوع نیروگاهها شامل دو قسمت هستند:

سیستم خورشیدی که پرتوهای خورشید را جذب کرده و با استفاده از حرارت جذب شده تولید بخار می‌نماید.
سیستمی موسوم به سیستم سنتی که همانند دیگر نیروگاههای حرارتی بخار تولید شده را توسط توربین و ژنراتور به الکتریسیته تبدیل می‌کند.







نیروگاه‌های حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی

در این نیروگاه‌ها، از منعکس کننده‌هایی که به صورت سهموی - خطی می‌باشند جهت تمرکز پرتوهای خورشید در خط کانونی آنها استفاده می‌شود و گیرنده به صورت لوله‌ای در خط کانونی منعکس کننده‌ها قرار دارد. در داخل این لوله روغن مخصوصی در جریان است که بر اثر حرارت پرتوهای خورشید گرم و داغ می‌گردد.

روغن داغ از مبدل حرارتی عبور کرده و آب را به بخار به مدارهای مرسوم در نیروگاه‌های حرارتی انتقال داده می‌شود تا به کمک توربین بخار و ژنراتور به توان الکتریکی تبدیل گردد.

برای بهره‌گیری بیشتر و افزایش بازدهی لوله دریافت کننده سطح آن را با اکسید فلزی که ضریب بالایی دارد پوشش می‌دهند و همچنین در محیط اطراف آن لوله شیشه‌ای به صورت لفاف پوشیده می‌شود تا از تلفات گرمایی و افت تشعشعی جلوگیری گردد و نیز از لوله دریافت کننده محافظت بعمل آید.

ضمناً بین این دو لوله خلاء بوجود می‌آوردند برای آنکه پرتوهای تابشی خورشید در تمام طول روز به صورت مستقیم به لوله دریافت کننده برسد.

در این نیروگاهها یک سیستم ردیاب خورشید نیز وجود دارد که بوسیله آن آینه‌های شلجمی دائماً خورشید را دنبال می‌کنند و پرتوهای آن را روی لوله دریافت کننده متمرکز می‌نمایند.

تغییرات تابش خورشید در این نیروگاهها توسط منبع ذخیره و گرمکن سوخت فسیلی جبران می‌شوند. در چند کشور نظیر ایالات متحده آمریکا، اسپانیا، مصر، مکزیک، هند و مراکش از نیروگاه‌های سهموی خطی استفاده شده‌است که این نیروگاه‌ها یا در مرحله ساخت و یا در مرحله بهره‌برداری قرار دارند. در ایران نیز تحقیقات و مطالعاتی در زمینه این نیروگاهها انجام شده و پروژه یک نیروگاه تحقیقاتی با ظرفیت ۳۵۰ کیلووات توسط سازمان انرژی‌های نو ایران در شیراز ساخته شده است.

کلیه مراحل مطالعاتی، طراحی و ساخت این نیروگاه به طور کامل توسط مختصصین و مهندسان ایرانی انجام شده است.

بدیهی است که با افزایش ظرفیت فنی و علمی که در اثر اجرای پروژه نیروگاه خورشیدی شیراز عاید محققین مجرب ایرانی می‌شود ایران در زمره محدود کشورهای سازنده نیروگاه‌های خورشید از نوع متمرکز کننده‌های سهموی خطی قرار خواهند گرفت.






نیروگاههای حرارتی از نوع دریافت کننده مرکزی

در این نیروگاه‌ها پرتوهای خورشیدی توسط مزرعه‌ای متشکل از تعداد زیادی آینه منعکس کننده بنام هلیوستات بر روی یک دریافت کننده که در بالای برج نسبتاً بلندی استقرار یافته‌است متمرکز می‌گردد. در نتیجه روی محل تمرکز پرتوها انرژی گرمایی زیادی بدست می‌آید که این انرژی بوسیله سیال عامل که داخل دریافت کننده در حرکت است، جذب می‌شود و بوسیله مبدل حرارتی به سیستم آب و بخار مرسوم در نیروگاه‌های سنتی منتقل شده و بخار فوق گرم در فشار و دمای طراحی شده برای استفاده در توربین ژنراتور تولید می‌گردد.

این سیال عامل در مبدلهای حرارتی در کنار آب قرار گرفته و موجب تبدیل آن به بخار با فشار و حرارت بالا می‌گردد. در برخی از سیستم‌ها سیال عامل آب است و مستقیماً در داخل دریافت کننده به بخار تبدیل می‌شود.

برای استفاده دائمی از این نوع نیروگاه در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد مثلاً ساعات ابری یا شبها از سیستم‌های ذخیره کننده حرارت و یا احیاناً از تجهیزات پشتیبانی که ممکن است از سوخت فسیلی استفاده کنند جهت ایجاد بخار برای تولید برق کمک گرفته می‌شود.

مطالعات و تحقیقات در زمینه فناوری و سیستمهای این نیروگاه‌ها ادامه دارد و آزمایشگاهها و مؤسسات متعددی در سراسر دنیا در این زمینه فعالیت می‌کنند.

مطالعات ساخت اولین نیروگاه خورشیدی ایران از نوع دریافت کننده مرکزی توسط سازمان انرژیهای نو ایران و با کمک شرکتهای مشاور و سازنده داخلی با ظرفیت یک مگاوات و سیال عامل آب و بخار در طالقان جریان دارد. کلیه مطالعات اولیه و پتانسیل سنجی و طراحی نیروگاه به انجام رسیده و یک نمونه هلیوستات نیز ساخته شده‌است.






نیروگاه‌های حرارتی از نوع بشقابی

در این نیروگاهها از منعکس کننده‌هایی که به صورت شلجمی بشقابی می‌باشد جهت تمرکز نقطه‌ای پرتوهای خورشیدی استفاده می‌گردد و گیرنده‌هایی که در کانون شلجمی قرار می‌گیرند به کمک سیال جاری در آن انرژی گرمایی را جذب نموده و به کمک یک ماشین حرارتی و ژنراتور آن را به نوع مکانیکی و الکتریکی تبدیل می‌نماید.






دودکش‌های خورشیدی

روش دیگر برای تولید الکتریسیته از انرژی خورشید استفاده از برج نیرو یا دودکش‌های خورشیدی می‌باشد در این سیستم از خاصیت دودکش‌ها استفاده می‌شود به این صورت که با استفاده از یک برج بلند به ارتفاع حدود ۲۰۰ متر و تعداد زیادی گرم خانه‌های خورشیدی که در اطراف آن است هوای گرمی که بوسیله انرژی خورشیدی در یک گرمخانه تولید می‌شود و به طرف دودکش یا برج که در مرکز گلخانه‌ها قرار دارد، هدایت می‌شود.

این هوای گرم بعلت ارتفاع زیاد برج با سرعت زیاد صعود کرده و با عث چرخیدن پروانه و ژنراتوری که در پایین برج نصب شده‌است می‌گردد و بوسیله این ژنراتور برق تولید می‌شود هم اکنون یک نمونه از این سیستم در ۱۶۰ کیلومتری جنوب مادرید احداث گردیده که ارتفاع برج آن به ۲۰۰ متر می‌رسد.






مزایای نیروگاههای خورشیدی

نیروگاه‌های خورشیدی که انرژی خورشید را به برق تبدیل می‌کنند امید است در آینده با مزایای قاطعی که در برابر نیروگاه‌های فسیلی و اتمی دارند به خصوص اینکه سازگار با محیط زیست می‌باشند، مشکل برق بخصوص در دوران اتمام ذخائر نفت و گاز را حل نمایند. تأسیس و بکارگیری نیروگاه‌های خورشیدی آینده‌ای پر ثمر و زمینه‌ای گسترده را برای کمک به خودکفایی و قطع وابستگی کشور به صادرات نفت فراهم خواهد کرد. اکنون شایسته‌است که به ذکر چند مورد از مزایای این نیروگاه‌ها بپردازیم.






الف) تولید برق بدون مصرف سوخت

نیروگاه‌های خورشیدی نیاز به سوخت ندارند و برخلاف نیروگاه‌های فسیلی که قیمت برق تولیدی آنها تابع قیمت نفت بوده و همیشه در حال تغییر می‌باشد. در نیروگاه‌های خورشیدی این نوسان وجود نداشته و می‌توان بهای برق مصرفی را برای مدت طولانی ثابت نگهداشت.






ب) عدم احتیاج به آب زیاد

نیروگاه‌های خورشیدی بخصوص دودکشهای خورشیدی با هوای گرم احتیاج به آب ندارند لذا برای مناطق خشک مثل ایران بسیار حائز اهمیت می‌باشند. (نیروگاه‌های حرارتی سنتی هنگام فعالیت نیاز به آب مصرفی زیادی دارند).






ت) امکان تأمین شبکه‌های کوچک و ناحیه‌ای

نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند با تولید برق به شبکه سراسری برق نیرو برسانند و در عین امکان تأمین شبکه‌های کوچک ناحیه‌ای، احتیاج به تأسیس خطوط فشار قوی طولانی جهت انتقال برق ندارند و نیاز به هزینه زیاد احداث شبکه‌های انتقال نمی‌باشد.






ث) استهلاک کم و عمر زیاد

نیروگاه‌های خورشیدی بدلایل فنی و نداشتن استهلاک زیاد دارای عمر طولانی می‌باشند در حالی که عمر نیروگاه‌های فسیلی بین ۱۵ تا ۳۰ سال محاسبه شده‌است.






ج) عدم احتیاج به متخصص

نیروگاه‌های خورشیدی احتیاج به متخصص عالی ندارند و می‌توان آنها را بطور اتوماتیک بکار انداخت، در صورتی که در نیروگاه‌های اتمی وجود متخصصین در سطح عالی ضروری بوده و این دستگاهها احتیاج به مراقبتهای دائمی و ویژه دارند.






کاربردهای غیر نیروگاهی

کابردهای غیر نیروگاهی از انرژی حرارتی خورشید شامل موارد متعددی می‌باشد که اهم آنها عبارت‌اند از: آبگرمکن و حمام خورشیدی – سرمایش و گرمایش خورشیدی – آب شیرین کن خورشیدی – خشک کن خورشیدی – اجاق خورشیدی – کوره‌های خورشیدی و خانه‌های خورشیدی.






الف – آبگرمکن‌های خورشیدی و حمام خورشیدی

تولید آب گرم تهیه آب گرم بهداشتی در منازل و اماکن عمومی به خصوص در مکانهایی که مشکل سوخت رسانی وجود دارد استفاده کرد. چنانچه ظرفیت این سیستمها افزایش یابد می‌توان از آنها در حمامهای خورشیدی نیز استفاده نمود. تاکنون با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران تعداد زیادی آب گرمکن خورشیدی و چندین دستگاه حمام خورشیدی در نقاط مختلف کشور از جمله استان‌های خراسان، سیستان و بلوچستان، یزد و کرمان نصب و راه‌اندازی شده‌است.






ب – گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشیدی

اولین خانه خورشیدی در سال ۱۹۳۹ساخته شد که در آن از مخزن گرمای فصلی برای بکارگیری گرمای آن در طول سال استفاده شده‌است. گرمایش و سرمایش ساختمانها با استفاده از انرژی خورشید، ایده تازه‌ای بود که در سالهای ۱۹۳۰ مطرح شد و در کمتر از یک دهه به پیشرفتهای قابل توجهی رسید. با افزودن سیستمی معروف به سیستم تبرید جذبی به سیستم‌های خورشیدی می‌توان علاوه بر آب گرم مصرفی و گرمایش از این سیستم‌ها در فصول گرما برای سرمایش ساختمان نیز استفاده کرد.






پ – آب شیرین کن خورشیدی

هنگامی که حرارت دریافت شده از خورشید با درجه حرارت کم روی آب شور اثر کند تنها آب تبخیر شده و املاح باقی می‌ماند.

سپس با استفاده از روشهای مختلف می‌توان آب تبخیر شده را تنظیم کرده و به این ترتیب آب شیرین تهیه کرد. با این روش می‌توان آب بهداشتی مورد نیاز در نقاطی که دسترسی به آب شیرین ندارند مانند جزایر را تأمین کرد.

آب شیرین کن خورشیدی در دو اندازه خانگی و صنعتی ساخته می‌شوند. در نوع صنعتی با حجم بالا می‌توان برای استفاده شهرها آب شیرین تولید کرد.






ت – خشک کن خورشیدی

خشک کردن مواد غذایی برای نگهداری آنها از زمانهای بسیار قدیم مرسوم بوده و انسان‌های نخستین خشک کردن را یک هنر می‌دانستند.

خشک کردن عبارت است از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و سایر محصولات که باعث افزایش عمر انباری محصول و جلوگیری از رشد باکتریها می‌باشد. در خشک کن‌های خورشیدی بطور مستقیم و یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی جهت خشک نمودن مواد استفاده می‌شود و هوا نیز به صورت طبیعی یا اجباری جریان یافته و باعث تسریع عمل خشک شدن محصول می‌گردد. خشک کن‌های خورشیدی در اندازه‌ها و طرحهای مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته می‌شوند.






ث – اجاق‌های خورشیدی

دستگاه‌های خوراک پز خورشیدی اولین بار بوسیله شخصی بنام نیکلاس ساخته شد. اجاق او شامل یک جعبه عایق بندی شده با صفحه سیاه رنگی بود که قطعات شیشه‌ای درپوش آن را تشکیل می‌داد اشعه خورشید با عبور از میان این شیشه‌ها وارد جعبه شده و بوسیله سطح سیاه جذب می‌شد سپس درجه حرارت داخل جعبه را به ۸۸ درجه افزایش می‌داد. اصول کار اجاق خورشیدی جمع‌آوری پرتوهای مستقیم خورشید در یک نقطه کانونی و افزایش دما در آن نقطه می‌باشد. امروزه طرح‌های متنوعی از این سیستم‌ها وجود دارد که این طرح‌ها در مکان‌های مختلفی از جمله آفریقای جنوبی آزمایش شده و به نتایج خوبی نیز رسیده‌اند. استفاده از این اجاق‌ها به ویژه در مناطق شرقی ایران که با مشکل کمبود سوخت مواجه می‌باشند بسیار مفید خواهد بود.






ج – کوره خورشیدی

در قرن هجدهم نوتورا اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ساخت و بوسیله آن یک تل چوبی را در فاصله ۶۰ متری آتش زد.

بسمر پدر فولاد جهان نیز حرارت مورد نیاز کوره خود را از انرژی خورشیدی تأمین می‌کرد. متداولترین سیستم یک کوره خورشیدی متشکل از دو آینه یکی تخت و دیگری کروی می‌باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و توسط این آینه به آینه کروی بازتابیده می‌شود. طبق قوانین اپتیک هر گاه دسته پرتوی موازی محور آینه با آن برخورد نماید در محل کانون متمرکز می‌شوند به این ترتیب انرژی حرارتی گسترده خورشید در یک نقطه جمع می‌شود که این نقطه به دماهای بالایی می‌رسد. امروزه پروژه‌های متعددی در زمینه کوره‌های خورشید در سراسر جهان در حال طراحی و اجراء می‌باشد.






چ – خانه‌های خورشیدی

ایرانیان باستان از انرژی خورشیدی برای کاهش مصرف چوب در گرم کردن خانه‌های خود در زمستان استفاده می‌کردند. آنان ساختمانها را به ترتیبی بنا می‌کردند که در زمستان نور خورشید به داخل اتاقهای نشیمن می‌تابید ولی در روزهای گرم تابستان فضای اتاق در سایه قرار داشت. در اغلب فرهنگ‌های دیگر دنیا نیز می‌توان نمونه‌هایی از این قبیل طرحها را مشاهده نمود. در سالهای بین دو جنگ جهانی در اروپا و ایالات متحده طرحهای فراوانی در زمینه خانه‌های خورشیدی مطرح و آزمایش شد. از آن زمان به بعد تحول خاصی در این زمینه صورت نگرفت. حدود چند سالی است که معماران بطور جدی ساخت خانه‌های خورشیدی را آغاز کرده‌اند و به دنبال تحول و پیشرفت این تکنولوژی به نتایج مفیدی نیز دست یافته‌اند مثلاً در ایالات متحده در سال ۱۸۹۰ به تنهایی حدود ۱۰ تا ۲۰ هزار خانه خورشیدی ساخته شده‌است. در این گونه خانه‌ها سعی می‌شود از انرژی خورشید برای روشنایی – تهیه آب گرم بهداشتی – سرمایش و گرمایش ساختمان استفاده شود و با بکار بردن مصالح ساختمانی مفید از اتلاف گرما و انرژی جلوگیری شود.

در ایران نیز پروژه ساخت اولین ساختمان خورشیدی واقع در ضلع شمالی دانشگاه علم و صنعت و به منظور مطالعه و پژوهش در خصوص بهینه‌سازی مصرف انرژی و امکان بررسی روشهای استفاده از انواع انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی اجرا گردیده‌است.






سیستمهای فتوولتاییک

به پدیده‌ای که در اثر تابش نور بدون استفاه از مکانیزم‌های محرک، الکتریسیته تولید کند پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده‌ها استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند. سیستم‌های فتوولتائیک یکی از پر مصرف‌ترین کاربرد انرژی‌های نو می‌باشند و تاکنون سیستم‌های گوناگونی با ظرفیت‌های مختلف (۵/۰ وات تا چند مگاوات) در سراسر جهان نصب و راه‌اندازی شده‌است و با توجه به قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستم‌ها هر روزه بر تعداد متقاضیان آنها افزوده می‌شود. از سری و موازی کردن سلولهای آفتابی می‌توان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در نتیجه به یک مجموعه از سلولهای سری و موازی شده پنل (Panel) فتوولتائیک می‌گویند. امروزه اینگونه سلولها عموماً از ماده سیلیسیم تهیه می‌شود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می‌شود که در مناطق کویری کشور، به فراوانی یافت می‌گردد. بنابراین از نظر تأمین ماده اولیه این سلولها هیچگونه کمبودی در ایران وجود ندارد. سیستمهای فتوولتائیک را می‌توان بطور کلی به دو بخش اصلی تقسیم نمود که بطور خلاصه به توضیح آنها می‌پردازیم.






۱ – صفحه‌های خورشیدی

این بخش در واقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسطه مکانیکی می‌باشد. این بخش در واقع کلیه مشخصات سیستم را کنترل کرده وتوان ورودی پنلها را طبق طراحی انجام شده و نیاز مصرف کننده به بار یا باتری تزریق و کنترل می‌کند. لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشکیل دهنده با توجه به نیازهای بار الکتریکی و مصرف کننده و نیز شرایط آب و هوایی محلی تغییر می‌کند.





نیروگاه بادی

یک نیروگاه بادی یا مزرعهٔ بادی، مجموعه‌ای از چندین توربین بادی است که در یک مکان قرار گرفته‌اند. یک نیروگاه بادی بزرگ می‌تواند شامل چندصد توربین بادی باشد. چنین مجموعه‌ای می‌تواند بر روی دریا قرار گرفته باشد.

کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می‌گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می‌باشد. با توسعه نگرشهای زیست محیطی و راهبردهای صرفه جویانه در بهره‌برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. استفاده از تکنولوژی توربینهای بادی به دلایل زیر می‌تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.







قیمت پایین توربینهای برق بادی در مقایسه با دیگر صور انرژیهای نو
کمک در جهت ایجاد اشتغال در کشور

بزرگ‌ترین نیروگاه بادی دنیا، نیروگاه بادی روسکو در تکزاس آمریکا است که توان نامی ۷۸۱٫۵ مگاوات دارد.

در سال ۲۰۰۶ برای اولین بار در اتحادیهٔ اروپا رشد تولید برق از انرژی‌های نو بیش از رشد تولید برق از منابع فسیلی بود.از سال ۱۳۷۹ تا ۱۳۸۶ شمسی، ظرفیت تولید برق بادی جهان از ۱۸۰۰۰ مگاوات به ۹۲۰۰۰ مگاوات افزایش یافته‌است. از سال ۲۰۰۰ تاکنون این صنعت سالانه ۲۵٪ رشد کرده و هر سه سال دو برابر شده‌است و این در شرایطی است که رشد اقتصاد جهانی از یک تا دو درصد در سال بیشتر نیست.






عوامل مهم در انتخاب محل استقرار توربین‌های بادی

موارد مهم جهت شناسایی یک منطقه مستعد برای نصب توربین‌های بادی عبارتند از:

استقرار ماشینهای بادی در مکان‌هایی که مقدار انرژی تولید شده جوابگوی مصرف باشد.
پرهیز از مکان‌هایی که سبب مخاطره توربین‌های بادی می‌شود. مثل اغتشاش، یخبندان، موانع، ذرات شن و نمک در هوا، نامسطح بودن و شیب زمین که سبب افزایش قیمت نگهداری توربین، کوتاهی عمر و افت انرژی تولیدی خواهد شد
اقتصادی بودن انرژی تولیدی در مقایسه با انرژی‌های دیگر.

دراحداث نیروگاه بادی پیدا کردن محل سایت عامل بسیار مهمی است تا حداکثر بهره‌برداری را از نیروی باد بدست آورد. اطلاعات اولیه برای احداث نیروگاه بادی بینالود توسط ایستگاه هواشناسی حسین‌آباد آغاز گردید و کارهای مقدماتی آن از سال ۷۴ شروع شد. اطلاعات بدست آمده از ایستگاه در اختیار مهندسین قرار داده شد و پس از مطالعات فراوان سر انجام محل فعلی برای احداث انتخاب گردید. تونل بادی که در این منطقه وجود دارد از امام تقی آغاز و تا کویر سبزوار ادامه دارد و محل احداث نیروگاه در دهانه این تونل است و بیشترین بهره‌برداری را از نیروی باد می‌کند.

نکته مهم بعدی پس از انتخاب محل نحوه چیدمان واحدها است تا بتوان حداکثر استفاده را از نیروی باد کرد. از چندین طرح ارائه شده سرانجام چیدمان ۱۰×۶ انتخاب گردید.

در فاز اول ۴۳ واحد از ۶۰ واحد با یستی به بهره‌برداری برسد. قدرت هر واحد ۶۶۰ ولت است. از ۴۳ واحد فوق ۵ واحد از خرداد ۸۳ به بهره‌برداری رسیده و مابقی در حال نصب و راه اندازی است. واحدها با مشارکت ایران و چند کشور خارجی از جمله آلمان و دانمارک به بهره‌برداری رسیده به طوری که ۶۰ درصد تولید داخل و ۴۰ درصد تولید خارج است. کل برق تولید شده توسط واحها توسط کابل به پست (۱۳۲/۲۰) برده می‌شود و توسط آن به شبکه اصلی منتقل می‌گردد.

خروجی هر واحد ۶۰۰ و توسط ترانسفورماتورهای مجزا به ۲۰۰۰۰ تبدیل می‌گردد.

در سطح سایتهای شناخته شده در سطح جهان دو سایت متمایز وجود دارد: سایت آلتامونت پاس کالیفرنیا که بیش از ۷۰۰۰ توربین دارد و حدود ۲ مگا ولت انرژی تولید می‌کند و دیگری سایت بینالود. وجه تمایز این دو سایت در این است که در تابستان بیشتر باد می‌آید و در نتیجه تولیدی این دو سایت در تابستان که پیک مصرف است پیک تولید هم است.






بخش‌بندی

یک واحد خود از ۴ قسمت اصلی تشکیل شده است:

امبیدر سیلندر (سیلندر مدنون)
برج (تهتانی وفوقانی)
نافل (ماشین فونه)
نویز کون (دماغه)

ژنراتور نیروگاههای بادی از نوع آسنکرون می‌باشند. در ژنراتور آسنکرون بر خلاف سنکرون لغزش می‌تواند بین ۳ تا ۵ درصد باشد و در کار ژنراتور اختلالی بوجود نیاورد. ولی نکته مهم در اینجا انرژی بسیار متغیر باد است که دائما در حال تغییر است و متناسب با آن دور تغییر می‌کند. لغزش مجاز این ژنراتورها ۱۰ درصد است. برای کارآیی بهتر لازم است تا ولتاژ القایی در روتور ثابت نگه داشته شود برای این کار از سه مقومت متغیر ۱ اهمی استفاده می‌شود به طوری که این مقومتها روی هر فاز قرار می‌گیرند و توسط یک مدار کنترلی بطور اتومات تغییر می‌کنند. برای انتقال انرژی باد به ژنراتور از مین گیربکس استفاده می‌گردد.







عموما توربین‌های بادی از لحاظ دور به سه دسته تقسیم می‌شوند:

دور ثابت
دور متغیر
دو دوره توربین‌های این نیروگاه از نوع دور ثابت هستند.

دور پره ۲۸ دور در دقیقه و دور ژنراتور ۱۶۰۰ دور در دقیقه است. گیربکس طوری طراحی گردیده است که ورودی آن متغیر ولی خروجی آن ثابت باشد. اگر باد از مقدار معینی بیشتر گردد تولید برق بطور اتومات قطع می‌گردد بطوری که اگر سرعت باد ۵ متر در ثانیه باشد تولید شروع می‌گردد و در ۱۶ متر بر ثانیه تولید حداکثر است و نهایتا در ۲۵ متر در ثانیه تولید بطور اتومات قطع می‌گردد تا به اجزا واحد آسیب نرسد. البته شرایط بالا با شرط ایزو می‌باشند (فشار ۱ اتمسفر و دمای ۲۵ درجه) و در جوی سایت بینالود (۱۵۵۰ متر ارتفاع از سطح دریا) فول تولید در سرعت ۱۴ متر در ثانیه بدست می‌آید.






شرایط راه اندازی و تولید

در زمان راه اندازی ژنراتور ابتدا بصورت موتور به را می‌افتد و تا زمانی که سرعت آن به سنکرون برسد ادامه دارد. در این زمان تغذیه موتور قطع می‌گردد و به صورت ژنراتور به کار خود ادامه می‌دهد.





پره‌ها

پره‌ها طوری طراحی شده‌اند که بطور اتومات تا ۹۰ درجه تغییر پیدا می‌کنند (پیچ کنترل) کلا برای توقف و ترمز واحدها دو روش وجود دارد: در نوک پره‌ها پره‌ای دیگر موجود است (پره آیرودینامیکی) که از نوک پره اصلی فاصله دارد و تغییر حالت آن موجب توقف پره‌های اصلی میگردد (ترمز دینامیکی)
پیچ کنترل

در این سیستم تمام پره تغییر وضعیت می‌دهد و نسبت به روش قبلی مدرنتر است. برای بهره بردای کامل پره طوری قرار می‌گیرد که بیشترین سطح تماس را باد داشته باشد و همچنین در مواقعی که طوفان است و یا به خاطر سرویس نبای واحد به کار خود ادامه دهد پره‌ها طوری قرار می‌گیرند که کمترین سطح تماس را باد داشته باشند.

در نیروگاههای بادی بر خلاف نیروگاه گازی انژی ورودی در اختیار ما نیست بلکه برای کنترل شرایط بایستی از وضعیت پره‌ها استفادده کنیم. اتاقک یا ژنراتور می‌تواند ۳۶۰ درجه به دور خود گردش کند و کابل ارتباط دهنده آن طوری است که می‌تواند تا ۴ دور به دور خود بپیچد و پس از آن بطور اتومات باز می‌گردد.

تمام فرمانهای اجرایی به واحد توسط واحد کنترلی کوچکی که در بالای اتاقک است انجام می‌گیرد و از سنسورهای مختلفی تشکیل شده است و پارامترهای مختلف را تحت کنترل دارند. در هنگام طوفان که سرعت باد بسار زیاد است واحد کنترل به یاو موتورها فرمان داده و آنها با چرخش ژنراتور به حول خود باعث می‌شوند تا ژنراتور در حالت پشت به باد قرار گیرد و از طوفان در امان باشد. تمام قسمتهای کنترلی به صورت اتومات انجام می‌گردد و اپراتور فقط بر کارکرد قسمتها نظارت دارد و تمام اطلاعات به طور لحظه‌ای ثبت می‌گردد و در حافظه کامپیوتر ذخیره می‌گردد.

تغییر دور ژنراتور بین ۱۵۰۰ تا ۱۶۵۰ دور است و تغییر دور پره بین بین ۲۸ تا ۳۰ دور است.
11:31 pm

عزیمت حسین به کوفه

با وجود توصیه‌های محمد حنفیه، عبدالله بن عمر و اصرارهای پی در پی ابن‌عباس در مکه و حتی توصیه‌های عبدالله بن زبیر (که جنبه ریاکارانه داشت، زیرا عبدالله بسیار تمایل داشت که مکه از وجود رقیبان دیگر حکومت پاک گردد) حسین از تصمیمش منصرف نشد. ابن‌عباس خیانت کوفیان به علی و حسن را به حسین یادآوری می‌نمود و از حسین التماس کرد که زنان و کودکان را در این سفر با خود نبرد.





حسین از توصیه‌هایش تقدیر نمود و بیان داشت که کار خود را به خدا واگذار کرده‌است. ویلفرد مادلونگ می‌نویسد که اکثر روایات حاکی از آنند که عبدالله بن زبیر به حسین اصرار می‌کرد تا به شیعیانش در کوفه بپیوندد تا عرصه مکه از رقیبی چون حسین پاک گردد. اما روایات دیگری هم هستند که حاکی از میل عبدالله بن زبیر به حمایت از حسین در صورت قیام در مکه هستند. حسین که از وقایع کوفه خبر نداشت و در تاریخ ۸ یا ۱۰ ذی حجه ۶۰/ ۱۰ یا ۱۲ سپتامبر ۶۸۰ آماده عزیمت به سمت کوفه گردید و به جای حج، عمره را در خارج از شهر مکه انجام داد تا بتواند از مهلکه فرار کند. ۵۰ مرد از خویشاوندان و دوستان حسین (که می‌توانستند در صورت نیاز بجنگند) به همراه زنان و کودکان، همراه حسین بودند. مکان‌های توقف حسین در مسیر مکه به کوفه در طبری و بلاذری ذکر شده و ولهاوزن تاریخ نگار آلمانی به آنها اشاره کرده‌است. بعد از عزیمت حسین، عبدالله بن جعفر نامه‌ای به همراه دو پسر خود عون و محمد به حسین نوشت و به وی التماس کرد که برگردد.

پسرعموی حسین عبدالله بن جعفر به عمرو بن سعید بن عاص نامه‌ای نوشت که از وی خواست که در صورت بازگشت حسین به مکه، ضمانت نامه‌ای برایش بنویسد که جانش تضمین گردد. عمرو بن سعید بن عاص حاکم مکه در پاسخ، عبدالله بن جعفر را با لشکری به سرکردگی برادر خود یحیی به تعقیبش فرستاد. اما وقتی که دو گروه به هم تلاقی کردند، از حسین خواستند که برگردد، اما حسین در پاسخ گفت که در عالم رویا پدربزرگش محمد را دیده‌است که از وی خواسته تا به راهش ادامه دهد و تقدیر را به خدا واگذار کند و در پی آن نزاع خفیفی بین دو گروه صورت گرفت و دو پسر عبدالله بن جعفر (عون و محمد) به حسین پیوستند و در عاشورا با وی کشته شدند.

در تنعیم، حسین با کاروانی از یمن که روناس و حله برای یزید بردند مواجه شد و بیان داشت که این حق را دارد که این کاروان را غارت کند. وی این کاروان را غارت نموده و به صاحبان شتر کاروان گفت که با وی تا عراق بیایند و در آنجا کرایه کل راه را به آنان بپردازد یا در همین جا به مقدار راهی که آمده‌اند، کرایه آنان را بدهد. حسین در راه با افراد گوناگونی روبرو شد. فرزدق شاعر را دید که به حسین گفت دلهای اهل عراق با تو اما شمشیرهایشان علیه توست. هر گاه در طی این مسیر از حسین خواسته می‌شد که از تصمیمش صرف نظر کند می‌گفت که مقدرات امور به دست خداست و خدا بهترین امر را برای بندگان می‌خواهد و خداوند با کسی که بر حق باشد دشمن نخواهد بود. زهیر بن قین بجلی که از حامیان عثمان بود و در سفر بود و در طی سفر خیمه‌اش را دور از خیمه‌های حسین برپا می‌داشت، در جایی مجبور به برپا داشتن خیمه‌اش نزدیک خیمه‌های حسین شد. حسین از وی دعوت نمود تا به گروهش بپیوندد و در خلال این دیدار زهیر دیدگاهش عوض شد و به حسین پیوست و از بهترین یارانش شد.

عبیدالله بن زیاد سربازانش را در جای جای مسیر حجاز تا کوفه گماشته بود و به هیچ کس اجازه نمی‌داد که از محدوده قلمروهای مسدود شده خارج شود یا به قلمرویی دیگر وارد گردد و رئیس پاسبانهایش حسین بن تمیم را به قادسیه فرستاد تا تمامی راههای حجاز به عراق را ببندد. حسین توسط بدویانی که از ورود به کوفه منع شده بودند از این دستور عبیدالله مطلع گردید اما تحت تاثیر قرار نگرفت و به مسیرش ادامه داد. در ثعلبیه، از برخی مسافران از خبر قتل مسلم بن عقیل و هانی بن عروه مطلع شد و تصمیم گرفت که برگردد. اما پسران عقیل تصمیم گرفتند که انتقام خود را از عبیدالله بگیرند یا در این راه کشته شوند. این بود که حسین از تصمیمش برای بازگشت تغییر عقیده داد. البته مادلونگ صحت این روایت فوق را مورد تردید می‌داند. رسول جعفریان معتقد است علت پیشروی حسین به سمت کوفه، حتّی پس از شنیدن خبر کشته‌شدن مسلم ابن عقیل، امید وی و همراهانش به پیروزی بوده‌است. وی به گفتارهای نقل‌شده در آن زمان در احتمال پیروزی اشاره می‌کند به این مضمون که جذبه حسین ابن علی از مسلم ابن عقیل بیشتر است و مردم کوفه با دیدن وی به یاریش می‌شتابند. جعفریان علت همراهی خانواده حسین در سفر به سمت کوفه را نیت او برای گرفتن حاکمیت از دست یزید می‌داند؛ چرا که در صورت پیروزی در عراق، حجاز همچنان در دست اموی‌ها می‌ماند و می‌توان حدس‌زد که آنها با اهل بیت حسین چگونه رفتار می‌کردند.

حسین در زباله دریافت که قاصدش قیس بن مسهر (مشیر) صیداوی (یا برادر رضاعی حسین عبدالله بن یقطر) که به کوفه فرستاده شده بود تا آمدن قریب‌الوقوع حسین را به کوفیان اطلاع دهد، مثله شده و با پرتاب شدن از بام قصر کوفه، کشته شده‌است. حسین با شنیدن این موضوع به حامیانش گفت که با توجه مسائل غم بار پیش آمده مانند خیانت کوفیان، هر کس مجاز است که از کاروان حسین جدا گردد که تعدادی از کسانی که در راه به حسین پیوسته بودند از وی جدا شدند اما کسانی که از حجاز با وی بودند وی را ترک نکردند. به گفته جعفریان این اخبار نشان می‌داد که اوضاع کوفه دگرگون‌شده و شرایط با زمانی که از زبان مسلم گزارش شده بود کاملاً فرق کرده‌است. برای حسین روشن شده بود که دیگر رفتن به کوفه با توجه به ارزیابی‌های سیاسی درست نیست.

در منطقه شراف یا ذوحسم سوارانی به سرکردگی حر بن یزید تمیمی یربوعی پدیدار شده و از آنجا که هوا گرم بود، حسین دستور داد به آنان آب داده شود و سپس در آنجا به لشکریان حر انگیزه‌های حرکتش را اعلام کرد. گفت که

شما امامی نداشتید و من وسیله اتحاد امت شدم. خاندان ما از همه کس به امر حکومت شایسته تر است و کسانی که این امر را در اختیار دارند شایستگی اش را نداشته و نا عادلانه حکومت می‌کنند. اگر حامی من باشید به سمت کوفه خواهم رفت. اما اگر دیگر مرا نمی‌خواهید من به مکان اولم باز خواهم گشت.

اما کوفیان (لشکریان حر) پاسخ ندادند. سپس حسین نماز عصر را به اقامه خودش برپا داشت. بعد از نماز، دوباره سخنانش را به کوفیان یادآوری نموده و از حق خاندان محمد و مستحق بودن این خاندان در امر خلافت سخن گفت و به نامه‌هایی که کوفیان به وی نوشته بودند، اشاره نمود. حر که از نامه‌هایی که کوفیان برای حسین فرستاده بودند خبر نداشت، با وجود اینکه حسین دو کیسه که پر از نامه‌های کوفیان بود را به وی نشان داد، تغییری در تصمیمش حاصل نشد و اذعان داشت که وی جزو کسانی که نامه به وی نوشته‌اند نبوده و تحت‌الامر ابن زیاد است. او فرمان داشت که حسین و همراهانش را بدون جنگ پیش ابن زیاد ببرد و بر آن بود که حسین را به این موضوع متقاعد کند. اما وقتی دید که حسین کاروانش را به حرکت درآورد، دیگر جرات نکرد این موضوع را پی گیری کند. اما مادلونگ می‌نویسد که وقتی حسین آماده حرکت شد، حر سد راهش شد و گفت که اگر حسین فرمانی که ابن زیاد به حر داده را نپذیرد، حر نخواهد گذاشت که به مدینه یا کوفه برود. و به حسین پیشنهاد داد که نه به کوفه و نه به مدینه رود، بلکه به یزید یا ابن زیاد نامه بنویسد و خودش هم نامه‌ای به ابن زیاد نوشت و منتظر دستور وی ماند تا این موضوع بدون خون ریزی حل و فصل شود. اما حسین پیشنهاداتش را نپذیرفت و به سمت چپ و به طرف عذیب یا قادسیه به راه افتاد. حر به وی گوش زد کرد که من به خاطر تو این کار را می‌کنم و اگر جنگی صورت گیرد تو کشته خواهی شد. اما حسین از مرگ نمی‌ترسید و در منطقه‌ای به نام نینوا (از بخش‌های سواد کوفه) توقف کرد. همچنین حر نتوانست مانع از ورود چهار تن از شیعیان کوفه به سپاه حسین گردد. قاصدی از ابن زیاد به سمت حر آمد و بدون اینکه به حسین سلام کند نامه‌ای به حر داد که در آن ابن زیاد فرمان داده بود که حسین در هیچ جایی که دسترسی به آب و دژ مستحکم داشته باشد، توقف نکند. عبیدالله با این نامه می‌خواست که حسین را به جنگ وادارد. زهیر بن قین به حسین پیشنهاد کرد که به لشکر حر که اندک بودند حمله کند و روستای مستحکم عکر را تصرف کند اما حسین نپذیرفت به این دلیل که نمی‌خواست آغاز کننده جنگ باشد.

در ۲ محرم، حسین در منطقه کربلا از توابع نینوا خیمه زد. در روز سوم وضعیت با ورود لشکر ۴۰۰۰ نفره به فرماندهی عمر بن سعد ابی وقاص (که پیشتر از طرف عبیدالله بن زیاد به دستبای ری فرستاده شده بود تا شورش دیلمیان را سرکوب کند) بدتر شد. عمر بن سعد به عنوان فرزند یکی از صحابیون محمد، تمایلی به جنگیدن با حسین نداشت و تلاش‌هایی بی فرجام برای رهایی از مسئولیت رویارویی با حسین انجام داد. اما ابن زیاد گفت که اگر از این فرمان سرپیچی کند، حکومت ری در کار نخواهد بود. ابن سعد با شنیدن این موضوع، از ابن زیاد اطاعت کرد به امید اینکه حداقل از جنگ با حسین جلوگیری کند. اول از هر کاری، عمر بن سعد نامه‌ای به حسین فرستاد از قصدش برای آمدن به عراق مطلع گردد. پیکی به ابن سعد رسید که حاکی از تمایل حسین به عقب نشینی بود و حسین گفت که به علت نامه‌های کوفیان به عراق آمده و اگر مردم عراق وی را دیگر نمی‌خواهند، وی به مدینه باز خواهد گشت. وقتی ابن سعد موضوع را به ابن زیاد گزارش داد، ابن زیاد اصرار کرد که حسین حتماً باید با یزید بیعت کند و در عین حال آب هنوز از وی منع می‌شود. عمر بن سعد لشکری ۵۰۰ نفره به فرماندهی عمرو بن حجاج زبیدی را بر فرات گماشت. به مدت ۳ روز، حسین و یارانش تنشگی را متحمل شدند. شبانه گروهی ۵۰ نفره و با شهامت به فرماندهی عباس به سمت فرات یورش بردند اما تنها مقدار کمی مشک آب توانستند بیاورند.

در عین حال ابن سعد تمایل داشت که با حسین به توافق برسد و مذاکرات شبانه را با حسین شروع کرد. این مذاکرات، بخش اعظم شب به درازا کشید. گفته می‌شود که حسین پیشنهاد داد که دو سپاه دست از جنگ کشیده و با هم به دیدار یزید بروند. اما عمر بن سعد از ترس توبیخ و تنبیه ابن زیاد، این پیشنهاد را نپذیرفت. گرچه کسی در این مذاکرات حضور نداشته، اما اکثر راویان نقل می‌کنند که حسین سه پیشنهاد داد:

به مرزها برود و همانند یک سرباز عادی با کفار بجنگد.
با یزید بیعت کند و به وی بپیوندد.
به جایی که از قبل آمده بود، بازگردد.

البته عقبه بن سمعان، غلام رباب (همسر حسین) که از بازماندگان لشکر حسین در واقعه کربلا بود، شدیداً این روایت را رد می‌کند. او گواهی می‌دهد که حسین هیچگاه پیشنهادی نداد و فقط سرزمین کربلا را ترک کرد و به جایی رفت تا تکلیف کار جنگ مشخص گردد. ویلفرد مادلونگ معتقد است که این روایت پیشنهاد از سوی حسین که تسلیم یزید شود با دیدگاههای مذهبی اش تناقض دارد و احتمالاً منابع اولیه قصد دارند که مسئولیت کشته شدن حسین را به گردن ابن زیاد بیندازند نه یزید. به‌گفته رسول جعفریان، شمر در تغییر نظر عبیدالله زیاد در ردّ پیشنهاد حسین مبنی بررفتن او به یکی از سرحدات کشور اسلامی یا بازگشت به مدینه موثر بود. وی با اشاره به منابع اولیه همچون تاریخ طبری و الکامل فی التاریخ تأکید می‌کند که حسین ابن علی در هیچ مرحله‌ای نخواست تا اجازه دهند نزد یزید برود و بیعت کند.

ابن زیاد موافق شرایط فعلی بود. اما در این زمان، شمر بن ذی الجوشن (از هواداران سابق علی که برای وی در صفین جنگیده بود.) به ابن زیاد پیشنهادی شیطانی داد. او اصرار داشت که ابن زیاد باید حسین را مجبور به تسلیم کند. چون حسین به قلمرو حکومتی ابن زیاد وارد شده بود و اگر با حسین مصالحه کند، نشان دهندهٔ ضعف ابن زیاد و قدرت حسین است. ابن زیاد با شنیدن سخنان شمر، رایش تغییر کرد. شمر حامل پیغامی برای ابن سعد بود که ابن زیاد به عمر بن سعد فرمان داد که اگر حسین تسلیم نشود، به وی حمله کند یا عمر بن سعد فرمان لشکریان را به شمر وا گذارد. شمر همچنین به این پیغام این را اضافه کرد که پیکر حسین بعد از کشته شدن لگد کوب شود. چون وی یاغی و شورشی است. ابن سعد با شنیدن سخنان شمر وی را مورد لعنت و دشنام قرار داد و گفت که تمام تلاشهایش برای پایان داده مساله به صورت صلح آمیز را بی اثر کرده‌است. ابن سعد می‌دانست که حسین به خاطر روحیه خاصش تسلیم نخواهد شد. ابن زیاد فرمان داده بود که اگر عمر بن سعد این فرمان را نپذیرد، شمر اجرای آن را برعهده گیرد. اما عمر بن سعد اجازه نداد و خودش مسئولیت انجامش را بر عهده گرفت.

غروب روز ۹ محرم، ابن سعد با سپاهیانش به سمت خیمه‌های حسین رفت، حسین که به شمشیرش تکیه داده بود و چرت می‌زد. او در عالم رویا محمد پدربزرگش را دید که به حسین گفت به زودی به وی ملحق می‌شود. زینب به حسین گفت که لشکر ابن سعد آمده‌است. حسین برادرش عباس را فرستاد از مقصودشان مطلع شود. در این حین، با شنیدن شرط جدید ابن سعد، دو سپاه به یکدیگر ناسزا و دشنام دادند. حسین که از موضوع مطلع شده بود، آن شب را مهلت خواست و به خویشاوندان و حامیانش خطابه‌ای راند که علی بن حسین بعدها آن را روایت کرد.

من خدا را ستایش می‌کنم که ما را به پیامبری محمد مفتخر نمود و قرآن و دین را به ما تعلیم نمود. من یارانی بهتر از یاران خود و خاندانی مخلصتر از خاندان خود نمی‌شناسم. خدا شما را پاداش دهد. من فکر می‌کنم که فردا کشته خواهیم شد. من از شما می‌خواهم که بروید و اصراری به ماندنتان ندارم. از تاریکی شب استفاده کنید و بروید.

اما یارانش نپذیرفتند و به بیعتشان وفادار ماندند. زینب از شدت ناامیدی غش کرد و بیهوش شد. اما حسین وی را تسکین داد. حسین آماده جنگ شد. خیمه‌ها را به هم نزدیک کرد و با طناب آنها را به هم بست. تپه‌ای از چوب و نی گرادگرد خیمه‌ها درست کرد تا در موقع لزوم با آتش زدنشان مانع از ورود دشمن به نزدیکی آنها گردد. حسین و یارانش تمامی آن شب را به نماز و مناجات پرداختند و جنگ فردا صبح شروع شد.




واقعه کربلا

صبح روز دهم محرم، حسین لشکریانش را که ۳۰ اسب سوار و ۴۲ پیاده بودند را آماده کرد. سمت چپ سپاه را به حبیب بن مظاهر، سمت راست را به زهیر بن قین و قلب را به عباس سپرد. وی همچنین دستور داد که دور تا دور خیمه‌ها، هیزم جمع آوری کنند و هیزمها را آتش بزنند. خود نیز به خیمه‌ای که قبلاً آماده کرده بود رفت و خود را معطر به مشک نمود و نوره (داروی موبر) به سر و تن مالید و خود را شست. سپس در حالی که سوار بر اسب بود و قرآنی به دست داشت، مناجاتی زیبا با خداوند نموده و با مردم کوفه نیز سخن نمود و گفت که خدا ولی اوست و دین را محافظت خواهد کرد. به مردم سخنان محمد که وی و حسن را سرور جوانان بهشت خوانده بود و جایگاه خانواده‌اش را یادآوری نموده و از آنان خواست تا فکر کنند که آیا کشتن وی، امری مشروع است؟ سپس مردم کوفه را به خاطر اینکه پیشتر از وی خواسته بودند تا پیششان بیاید، سرزنش نمود و درخواست کرد تا اجازه دهند وی به یکی از سرزمینهای اسلامی برود که در آنجا امنیتش تامین باشد. اما دوباره به وی گفته شد که اول از همه باید تسلیم یزید گردد. حسین در پاسخ گفت که هیچگاه خودش را همانند یک برده تسلیم نمی‌کند. حسین از اسب پیاده شد و دستور داد تا مهار اسب را ببندند به نشانهٔ اینکه هرگز از معرکه جنگ فرار نخواهد کرد. حر بن یزید بن ریاحی تحت تاثیر قرار گرفت و به سپاه حسین رفت و کوفیان را به خاطر خیانت به حسین سرزنش کرد که البته تاثیری بر روی آنان به وجود نیامد و سر انجام حر در میدان نبرد کشته شد. حسین به اتکای یارانش تا موقعی که تمامی یارانش کشته نشده بودند، وارد جنگ نشد و نمی‌جنگید.

زهیر بن قین از مردم کوفه خواست که به حرف حسین گوش داده و وی را نکشند. اما آنها با دشنام و تهدید پاسخ وی را دادند و شروع به تیراندازی نمودند. جنگ شروع شد. بال راست سپاه کوفه به فرماندهی عمرو بن حجاج حمله برد اما با مقاومت لشکر حسین مواجه شده و عقب نشست. عمرو دستور داد که لشکرش تن به نبردهای تن به تن درنداده و تنها از دور اقدام به تیر اندازی کنند. بال راست سپاه کوفه به رهبری شمر بن ذی الجوشن حمله و محاصره‌ای بی نتیجه انجام داد و فرمانده سواران سپاه، از ابن سعد خواست که پیاده‌نظام و کمانداران را به کمک وی بفرستد. شبث بن ربیع که قبلاً از حامیان علی بود، حال در لشکر کوفه و تحت امر پیاده‌نظام ابن زیاد بود. وقتی به وی فرمان حمله داده شد، آشکارا گفت که هیچ میلی به انجام این کار ندارد و سواره نظام و ۵۰۰ کماندار این کار را انجام دادند. سواران لشکر حسین که پاهای اسبانشان قطع شده بود مجبور به پیاده جنگیدن شدند. حسین و هاشمیان تنها از جلو می‌توانستند پیش روی داشته باشند و ابن سعد دستور داد که لشکریانش از همه جهات به سمت خیمه‌های حسین رفته تا آنها را خلع سلاح کنند. اما برخی از حامیان حسین که در خیمه‌ها خوابیده بودند با آنها سرسختانه جنگیده و مقاومت کردند. ابن سعد دستور داد که خیمه‌ها را آتش بزنند. قبلاً حسین دستور داده بود که دور تا دور خیمه‌ها آتش زده شود تا از ورود سپاهیان عمر بن سعد جلوگیری شود. شمر به سمت خیمه‌های زنان حسین پیش روی نمود و می‌خواست خیمه‌ها را بسوزاند که همراهانش وی را سرزنش نمودند که شرمگین شد و از این کار منصرف گردید. در یک حمله، سپاهیان ابن زیاد، خیمه‌های حسین را آتش زدند که این آتش مانع از پیش روی سپاهیان ابن زیاد گردید.

در ظهر، حسین و یارانش نماز ظهر را به صورت نماز خوف به جا آوردند. بعد از ظهر، سپاهیان حسین، به شدت تحت محاصره قرار گرفتند. سربازان حسین پیش رویش کشته می‌شدند و کشتار هاشمیان که تا به حال راهشان برای ترک میدان جنگ باز بود نیز شروع گردید. اولین هاشمی ای که کشته شد علی‌اکبر پسر حسین بود. سپس پسران مسلم بن عقیل، پسران عبدالله بن جعفر، پسران عقیل و قاسم بن حسن کشته شدند. قاسم جوان و زیبا بود و به شدت زخمی شده و از عمویش حسین درخواست یاری کرد. حسین خشمگینانه برجست و با شمشیرش ضارب قاسم را ضربتی زد. آن شخص زیر سم اسبهای سپاهیان ابن زیاد افتاده و لگد مال شد. وقتی گرد و غبار ناشی از سم اسبها کنار رفت، حسین پدیدار شد در حالی که بدن قاسم را در آغوش داشت و به قاتلینش لعنت می‌فرستاد. حسین جسم بی جان قاسم را به خیمه‌هایش برد و در کنار دیگر قربانیان قرار داد.

جزئیات کشته شدن عباس در طبری و بلاذری نیامده‌است. تنها به این اشاره شده که حسین که تشنگی بر وی غالب گردیده بود، از عباس خواست تا به فرات رفته و آب بیاورد. عباس با ممانعت لشکریان ابن زیاد روبرو گردید و از خداوند درخواست کرد که لشکریان ابن زیاد را که مانع از رساندن آب به وی می‌شوند را از تشنگی بمیراند و دعایش مستجاب گردید. عباس از ناحیه دهان و فک ضربت خورد. او خونی که از این دو ناحیه جاری شد را در کف دستانش جمع کرد و به آسمان پاشید و به درگاه خداوند به خاطر مصائبی که بر حسین فرود آمده بود، شکایت کرد. باید روایات دقیقی در مورد کشته شدن عباس در کربلا وجود داشته باشد که شیخ مفید به آنها اشاره کرده و می‌گوید که حسین و عباس در کنار هم در کنار رودخانه فرات پیش روی نموده اما عباس از حسین جدا شده و توسط دشمن محاصره گردیده و شجاعانه جنگید و در مکانی که امروز مزارش در آنجا است کشته شد.

در این هنگام سپاهیان ابن زیاد به حسین بسیار نزدیک شده بودند اما کسی جرات نمی‌کرد به سوی حسین دست دراز کند. تا اینکه مالک بن نسیر کندی ضربتی به سر حسین زد و کلاه‌خودش از خون سرش پر گردید. حسین کلاه خودش را عوض نموده و سرش را با عمامه بست. مرد کندی کلاه دریده را غارت نمود. اما این سودی به حالش نکرد. چرا که بعد از آن پیوسته فقیر بود و با خواری زندگی می‌کرد. بخش حزن انگیز دیگر این لحظات، کشته شدن طفلی است که حسین وی را بر زانوانش قرار داده بود. بر طبق یعقوبی، این طفل، نوزاد بود. تیری گردن طفل را درید و حسین خون طفل را در کف دستانش جمع نمود و بر زمین ریخت و خشم خدا را از قوم پیرو شیطان خواستار گردید.

شمر با سپاهی به سمت حسین رفت، اما جرات ننمود به وی حمله کند و تنها درگیری لفظی بین آن دو شکل گرفت. حسین آماده جنگ شد. باید توجه داشت که حسین در آن زمان ۵۵ سال سن داشت و به اقتضای سنش نمی‌توانست مداوم بجنگد. پسری خود را سر راه حسین قرار داد و هر چه حسین و زینب به وی می‌گفتند که به خیمه‌ها برگردد، گوش نمی‌کرد. عاقبت دست این پسر بر اثر ضربت شمشیر قطع شد و حسین به وی وعدهٔ دیدار پدرانش را در بهشت می‌داد و سعی در تسکین درد پسر داشت. از یاران حسین، ۳ یا ۴ تن بیشتر نمانده بودند و حسین به سپاهیان ابن زیاد حمله برد. حسین چون بیم داشت که پس از مرگش عریان در صحرا رها شود، چندین جامه درخشان مرغوب پوشیده بود. اما بعد از کشته شدنش تمامی آن لباس‌ها را غارت نموده و بدنش عریان در صحرای کربلا رها شد. ابن سعد ظاهر گردید و زینب به او گفت: حسین دارد کشته می‌شود و تو تنها تماشا می‌کنی. ابن سعد اشکهایش با شنیدن این سخن جاری گشت. حسین شجاعانه می‌جنگید و یعقوبی و چند منبع شیعی دیگر می‌گویند که دهها تن را کشت. اما برخی منابع دیگر حاکی از آن هستند که سربازان ابن زیاد اگر می‌خواستند می‌توانستند حسین را در جا بکشند. حسین وقتی به طرف فرات می‌رفت تا آب بنوشد، تیری به چانه‌اش یا گلویش خورد. سرانجام حسین از ناحیه سر و بازو آسیب دیده و بر صورت به زمین افتاد. به خولی بن یزید اصبحی دستور داده شد که سر حسین را از بدن جدا کند، اما وی متزلزل شد و نتوانست این کار را بکند. از همین رو، سنان بن انس عمرو نخعی بعد از اینکه ضربتی دیگر به حسین زد، سر وی را از بدن جدا نمود. سنان سر حسین را به خولی داده و خولی سر را پیش ابن زیاد برد.

نبرد به پایان رسید و سربازان ابن زیاد رو به غارت آوردند. لباس‌های حسین، شمشیر و اثاثیه‌اش، کفشها و روپوش یمانی‌اش همگی غارت گردیدند. همچنین زیورآلات و چادر زنان نیز غارت گردید. زین العابدین علی بن حسین که بیمار بود در یکی از خیمه‌ها بود و شمر می‌خواست او را بکشد. اما ابن سعد مانع شد و اجازه نداد کسی به خیمهٔ وی وارد شود. صفوف عزاداران حسین به خاطر وجود علی بن حسین است و نام «شهدای کربلا و طف» با نام وی عجین شده‌است. ۷۲ تن یاران حسین که ۱۷ تن از آنان هاشمی بودند و بر طبق محسن الامین، از لشکریان ابن زیاد ۸۸ تن کشته شدند. حر بن زیاد ریاحی، ۴۰ نفر و بریر بن خضیر ۳۰ نفر، نافع ۱۲ یا ۱۳ نفر و حسین تعداد زیادی از لشکریان ابن زیاد را کشتند. سن حسین را هنگام کشته شدن، ۵۶ سال پنج ماه، ۵۷ سال و چند ماه یا ۵۸ سال نوشته‌اند. روز عاشورا را در تاریخ روز جمعه، شنبه یا دوشنبه دانسته‌اند که در این میان روز جمعه صحیح تر به نظر می‌رسد و ابوالفرج اصفهانی روز دوشنبه را از لحاظ تقویمی رد می‌کند. تاریخ کشته شدن حسین را نیز به غیر از ۱۰ محرم ۶۱، در ماه صفر یا سال ۶۰ نیز ذکر کرده‌اند.




حوداث بعد از جنگ کربلا
۱۰ نفر داوطلب شدند که بر بدن پر زخم حسین اسب بتازانند تا آخرین هتک حرمت را به وی کرده باشند. بعد از اینکه ابن سعد محل جنگ را ترک کرد، اسدیان روستای القاظریه بدن حسین را به همراه دیگر کشتگان، در همان محل وقوع کشتار دفن نمودند. سر حسین به همراه سر دیگر هاشمیان به کوفه و دمشق برده شد. لارا وسیا وگلییری در دانشنامه اسلام بر این باور است که ابن زیاد و یزید برخورد متفاوتی در قبال سر حسین داشتند. ابن زیاد با زدن چوب به دندانهای حسین به وی اهانت می‌کرد اما یزید بر طبق اکثر روایات با احترام با سر حسین برخورد نموده و به خاطر تعجیل ابن زیاد در کشتار حسین، ابن زیاد را با نام پسر سمیه یاد کرد تا وی را تحقیر کرده باشد. یزید اذعان می‌داشت که اگر حسین از وی تبعیت کرده بود او را عفو می‌نمود. زنان و کودکان هاشمی به کوفه و دمشق برده شدند. یزید ابتدا برخورد شدیدی با آنان نمود که به این برخورد شدید از سوی علی بن حسین و زینب پاسخ مشابهی داده شد. اما در انتها یزید با آنان با ملایمت برخورد نمود. زنان یزید نیز برای حسین و کشتگان گریه و زاری نموده و یزید برای جبران مالهایی که از زنان هاشمی در کربلا دزیده شده بود به آنها اموالی داد. علی بن حسین که به خاطر اینکه هنوز به بلوغ نرسیده بود، از اعدام رهایی یافت و یزید با ملایمت با وی رفتار نموده و چند روز پس از آن به همراه زنان هاشمی و محافظان مورد اعتماد به مدینه بازگشت.

روایات در منابع اولیه عموماً گرایش به انداختن مسئولیت قتل حسین به گردن ابن زیاد و مبرا کردن یزید دارند. ویلفرد مادلونگ می‌نویسد حریص بودن ابن زیاد به قتل حسین از سوگند خوردنش در باره لگدمال کردن جسد حسین توسط اسبها هویدا می‌شود و این کینه شدید از ماجرای اعتراض حسین به برادر خطاب کردن زیاد بن ابیه (پدر ابن زیاد) از سوی معاویه نشات می‌گیرد. ویلفرد مادلونگ معتقد است که یزید مسئول اصلی قتل حسین است چرا که وی می‌دانست که حسین حتی اگر موقتاً تسلیم گردد باز هم تهدیدی جدی برای خلافت یزید به شمار می‌آید و گرچه در نهان خواستار قتل حسین بود، اما به عنوان خلیفه مسلمانان نمی‌توانست این میل را بروز دهد و وی که از کینه شدید ابن زیاد به حسین آگاه بود، طی نامه‌ای به او هشدار می‌دهد که اگر حسین موفق به انجام کارش شود، ابن زیاد مجدداً به دوران بردگی اجدادش بر می‌گردد. یزید در نامه خود شدیداً به ابن زیاد توصیه می‌کند که مسلم بن عقیل را اعدام کند و ابن زیاد هم مشتاقانه این کار را انجام داد. یزید بعدها در ملاء عام مسئولیت قتل حسین را به گردن ابن زیاد می‌انداخت که ابن زیاد از این کار وی خشمگین گردید و از دستور یزید مبنی بر حمله به عبدالله بن زبیر در مکه سر باز زد.
کشته شدگان و باقی‌ماندگان از بنی هاشم در واقعه کربلا
کل کشته شدگان از طرف حسین، ۷۰ یا ۷۲ تن بودند که حداقل ۲۰ تن از آنان هاشمیان از نسل ابوطالب بودند. علی اکبر اولین کشته از بنی هاشم بود که یزید خلیفه وقت، پسر دایی مادرش می‌شد که به همین علت برای وی امان نامه آورده شد اما وی تبار پدری اش و ارتباطش به محمد را والاتر می‌داشت و این امان را نپذیرفت. ویلفرد مادلونگ معتقد است که عبدالله فرزند کوچک حسین در حالی که بر روی زانوانش بود تیر خورد و مادلونگ بر خلاف منابع دیگر، در نوزاد بودن این بچه تردید دارد. ۶ برادر پدری حسین در این جنگ کشته شدند که ۴ تن از آنان فرزندان ام‌البنین دختر حظام از قبیله بنی کلب بودند. برادر زاده‌ام‌البنین به نام عبدالله بن ابی محل بن حظام برای این ۴ برادر حسین امان نامه‌ای از سوی ابن زیاد آورد که ردش کردند. سه پسر از حسن، سه پسر از عبدالله بن جعفر و نیز سه پسر و سه نوه از عقیل بن ابی طالب در این واقعه کشته شدند. ابن سعد از میان دیگر کشتگان بنی هاشم، یک پسر از نسل ابولهب و یک پسر از نسل ابوسفیان بن حارث بن عبدالمطلب نام می‌برد. ابن سعد از میان باقی‌ماندگان که به اسارت گرفته شدند، دو پسر از حسن، یک پسر از عبدالله بن جعفر و یک پسر از عقیل به همراه ۵ زن را نام می‌برد. ابوالفرج اصفهانی می‌نویسد سه پسر از حسن باقی‌ماندند که در میان آنان حسن بن حسن به شدت زخمی گردید. علی بن حسین بیمار بود و نمی‌توانست بجنگد.




خانواده حسین

اولین ازدواج حسین با رباب دختر امراء القیس بود. امراء القیس در زمان عمر بن خطاب به مدینه آمد و از طرف عمر به رهبری قبایل قضاعه که به اسلام گرویده بودند، انتخاب گردید. علی مساله ازدواج پسرانش با دختران امراء را مطرح کرد و وی قبول کرد که سه تن از دخترانش را به ازدواج حسنین در بیاورد. اما هم حسنین و هم آن سه دختر در آن زمان بسیار کم سن و سال بودند و به نظر نمی‌رسد در همان موقع ازدواجی صورت گرفته باشد. حتی ممکن است که حسن با دختری که برایش برگزیده شده بود ازدواج نکرده باشد. حسین با رباب ازدواج کرد و اقوام امراء در اواخر خلافت علی گه گاه برای میانجیگری و قضاوت پیش علی می‌آمدند. رباب همسر محبوب حسین بود و با وجود اینکه رباب سال‌ها برای حسین فرزندی نیاورده بود، احتمالاً پس از مرگ علی، سکینه (در برخی منابع آمنه، امینه و...) را به دنیا آورد. ابوالفرج اصفهانی در کتاب اغانی از سکینه روایت می‌کند که حسن، حسین را به خاطر علاقه زیادش به رباب سرزنش می‌نمود، اما حسین در پاسخ سه بیت شعر در اثبات علاقه به رباب خواند. رباب فرزند پسری به نام عبدالله برای حسین به دنیا آورد که در خردسالی در کربلا کشته شد و احتمالاً حسین به خاطر این فرزند کنیه ابا عبدالله را دارد. برخی منابع شیعی در سال‌های بعد، این فرزند را علی اصغر نامیده‌اند که دانشنامه ایرانیکا این مطلب را بی‌اساس می‌داند. بعد از کشته شدن حسین، گفته می‌شود که رباب یک سال بر مزار حسین بود و عزادار بود و از ازدواج امنتاع می‌کرد. حسین با زن دیگری به نام سلافه از قبیله بنی قضاعه نیز ازدواج کرد که جزئیات این ازدواج در دسترس نیست و از وی صاحب فرزندی به نام جعفر شد که در زمان حیات حسین و در خردسالی درگذشت.

حسین دو پسر به نام علی داشت که از آن دو، علی زین العابدین امام چهارم شیعیان، از حادثه کربلا جان سالم به در برد و احتمالاً وی از دیگر پسر به نام علی بزرگ‌تر بود و در زمان واقعه کربلا، ۲۳ ساله بود. بنا براین باید در زمان خلافت علی به دنیا آمده باشد. مادر وی کنیزی از ناحیه سند است که بعد از کشته شدن حسین با یکی از غلامان حسین ازدواج کرد و پسری به نام عبدالله بن زبید را برای وی آورد. فرزندان عبدالله در ینبع زندگی می‌کردند. منابع اولیه سنی، با نام علی‌اصغر از زین العابدین و علی دوم را با نام علی‌اکبر یاد می‌کنند، اما شیخ مفید و دیگر نویسندگان شیعی عکس این مطلب را صحیح می‌دانند. علی دوم، در سن ۱۹ سالگی در کربلا کشته شد. مادر وی لیلا دختر مرٞه بن عروه ثقفی و میمونه بن ابی سفیان (خواهر معاویه) است. این ازدواج احتمالاً باید بعد از صلح حسن با معاویه صورت گرفته باشد و نمی‌توانسته در زمان علی بوده باشد. دانشنامه ایرانیکا معتقد است حسین نام این فرزند را نیز علی گذاشت چرا که وی به خاطر والا بودن نسب عربی مادرش از زین العابدین که از کنیزی زاده شده بود، برتر بوده‌است. معاویه در سخنی علی‌اکبر را بهترین شخص برای خلافت معرفی نمود به این دلیل که به اعتقاد معاویه وی، شجاعت بنی هاشم، بخشندگی بنی امیه و غرور ثقفیان را یکجا جمع کرده بود.

بعد از مرگ حسن، حسین با ام اسحاق دختر طلحه (صحابی مشهور محمد) ازدواج کرد و صاحب دختری به نام فاطمه از وی شد. دانشنامه ایرانیکا می‌نویسد که بر خلاف برخی گزارش‌ها، فاطمه باید از سکینه کوچکتر باشد. در زمان کشته شدن حسین، فاطمه به نامزدی پسر حسن بن علی (حسن بن حسن) درآمده بود.

ساعت : 11:31 pm | نویسنده : admin | مطلب قبلی | مطلب بعدی
نوای علمدار | next page | next page