توربین بادی وسیلهای است که با بهره گرفتن از آن میتوان انرژی باد را به انرژی الکتریکی تبدیل نمود. اجزاء اصلی یک توربین بادی را پرهها، جعبه دنده و ژنراتور تشکیل میدهند. پرهها به نقطهای به نام توپی متصل شدهاند که بر اثر نیروهای ایرودینامیکی باد وارد بر آنها به چرخش در میآیند و سبب چرخش ژنراتور و تولید انرژی الکتریکی میگردد. معمولاً از ژنراتورهای القایی در سیستمهای مبدل باد استفاده میشود. تجمع تعدادی از توربینهای بادی در کنار یکدیگر یک مزرعه بادی را پدید میآورد که از دید سیستم قدرت یک نیروگاه تولید توان الکتریکی محسوب میگردد. از دهه ۱۹۷۰ میلادی میتوان به دوران پیشرفت در زمینه توربینهای بادی اشاره نمود. در این دوران توربینهای بادی با ظرفیت ۱۰ تا ۲۰ کیلووات ساخته شد تدریجا توربینهای بادی بزرگتر طراحی گردیدند (عدل ۱۳۸۰، ۳۱). در ابتدای دهه ۸۰ میلادی توربینهای بادی با ظرفیت ۵۰ تا۱۰۰ کیلووات در ایالت کالیفرنیای آمریکا ساخته شد (Gipe 1991, 756-767). یکی از مزایای ایجاد مزارع بادی این است که هزینه های ثابت مربوط به توربین بادی (نظیر هزینه های مدیریتی، هزینه های مربوط به سیستم قدرت و هزینه های توسعه پروژه) در یک پروژه عظیمتر پخش میشوند و باعث رقابتی شدن این صنعت میگردد . برای مثال در یک مزرعه بادی که شامل ۵۰ توربین بادی میباشد بررسیهای پتانسیل سنجی باد فقط برای یک مکان صورت میپذیرد و تنها نیاز به نصب یک سیستم اتصال شبکه قدرت و مزرعه بادی وجود دارد. در مقابل، در صورتی که این ۵۰ توربین به صورت مستقل و جداگانه به شبکه قدرت متصل گردند، پتانسیل سنجی باد برای هریک از مکانها بایستی صورت بگیرد و همچنین به ۵۰ سیستم اتصال توربین بادی به شبکه قدرت نیاز میباشد که در مقایسه با سیستم اتصال مزرعه بادی هزینه بسیار بیشتری را طلب مینماید. با قرار گرفتن همه توربینها در کنار هم و در یک مزرعه بادی، بهرهبرداری و تعمیر و نگهداری از توربینهای بادی سادهتر و اقتصادیتر میباشد. از معایب ایجاد مزارع بادی نیز میتوان به کاهش توان تولیدی توربینهای بادی به دلیل ایجاد اثر wake اشاره نمود. همچنین اثر wake به دلیل ایجاد تلاطم در باد، میتواند تا حدودی سبب افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری توربینهای بادی گردد. گفته می‌شود که یکی دیگر از بزرگترین موانع بهره برداری از نیروی باد، مسأله تأثیر زیست محیطی آن است (عدل ۱۳۸۰، ۳۱). بسیاری از مردم می‌گویند مولدهای بادی از نظر ظاهری ناخوشایند بوده و پر سر و صدا می‌باشند؛ بخصوص چون در نواحی زیبای خارج از مناطق شهری قرار دارند. اما باید گفت مولدی که سوخت آن زغال سنگ است، مسلما پر سر و صداتر و زشت تر از دکلهای آسیاب بادی خواهد بود. صدای متوالی توربینهای دکلهای آسیاب بادی برای کسانی که در نزدیکی آنها می‌باشند، یک موضوع مهم به شمار می‌رود. اکنون صدای این مولدها به کمک فناوری چرخ دنده‌ها توربینهای سه تیغه‌ای قابل کنترل می‌باشد.

مزایای بهره برداری از انرژی باد
عدم نیاز توربینهای بادی به سوخت که در نتیجه از میزان مصرف سوختهای فسیلی میکاهد.
رایگان بودن انرژی باد
توانایی تأمین بخشی از تقاضای انرژی برق
تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی
قدرت مانور زیاد جهت بهرهبرداری در هر ظرفیت و اندازه(از چند وات تا چندین مگاوات)
نداشتن آلودگی محیط زیست نسبت به سوخت های فسیلی
در کشور ما دفتر باد و امواج سازمان انرژی های نو ایران (سانا) به منظور توسعه، ترویج، برنامه ریزی، نظارت و مدیریت اجرای طرحها و بهرهبرداری از انرژی بادی اقدام به مدیریت، ساخت، نصب و خرید توربین های برق بادی به شرح ذیل نموده است:
۱-مدیریت، طراحی، ساخت و نصب توربینهای بادی۶۰۰ کیلووات منجیل و۱۰ کیلووات تبریز.
۲- مدیریت و بهره برداری ۲ واحد توربین بادی ۱۳۰ کیلووات دیزآباد استان خراسان.
۳-پروژه اجرای مزرعه بادی ۶۰ مگاوات منجیل با وام ینی ژاپنی.
۴-همکاری با سازمان GEF جهت شناخت موانع و توسعه نیروگاههای برق بادی.
۵-مدیریت طراحی، ساخت، نصب و بهرهبرداری توربین محور ۶۰ کیلووات بجنورد و توربین محور عمودی موجود در منجیل.
۲-۳-۴ زمین گرمایی
تولید برق با بهره گرفتن از منابع انرژی زمین گرمایی با درجه حرارت بالا طی ده سال اخیر رشد قابل ملاحظهای داشته است، در این روش از گرمای پوسته زمین برای تولید برق استفاده میشود. این انرژی یا به صورت گرمای مستقیم استفاده میشود یا به توان مکانیکی تبدیل شده سپس به انرژی الکتریکی تبدیل میشود (عدل ۱۳۸۰، ۳۱).
نخستین تلاشها در لاردرلو (ایتالیا) در سال ۱۹۰۴ برای تولید برق با بهره گرفتن از انرژی زمین گرمایی صورت گرفت و از آن زمان تاکنون فعالیتهای زیادی در سراسر دنیا صورت گرفته است. ساخت نیروگاههای دو مداری باعث پیشرفتهای چشمگیری در تولید برق با بهره گرفتن از انرژی زمین گرمایی شده است و در حال حاضر با به تکامل رسیدن این تکنولوژی به طور تجاری از آبهای گرم زیرزمینی با درجه حرارت معمولی (بیشتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد) برق تولید میشود.
۲-۳-۴-۱ فرایند تولید برق در نیروگاه زمین گرمایی
بطور ساده میتوان گفت که نیروگاههای زمین گرمایی به دو دسته مهم تقسیم میشوند:
نیروگاه زمین گرمایی با سیال دو فاز (بخار و مایع)
سیالی که معمولاً به شکل دو فاز مایع و بخار میباشد از چاه ای زمین گرمایی خارج میشود که هر چه تعداد این چاه ها بیشتر باشد میزان مایع و بخار خارج شده از چاه ها و متناسب با آن میزان تولید برق نیز بیشتر میشود. این سیالات در مخزن جدا کننده بخار از مایع جمع آوری شده و در این مخزن فاز بخار از مایع جدا میشود. بخار جدا شده وارد توربین شده و باعث چرخش پرههای توربین میشود. پرهها نیز به نوبه خود محور توربین و در نتیجه محور ژنراتور را به حرکت وا میدارند که باعث به وجود آمدن قطبهای مثبت و منفی در ژنراتور شده و در نتیجه برق تولید میشود (عدل ۱۳۸۰، ۳۱).
نیروگاه زمین گرمایی با سیال تک فاز (مایع)
در این نوع نیروگاهها نیاز به مخزن جدا کننده نمیباشد، زیرا آب گرم وارد مبدل حرارتی شده و حرارت خود را به سیال عامل دیگری که نقطه جوش پایینتری نسبت به آب دارد منتقل میکند. معمولاً سیال عامل را سیالهائی مانند: ایزوپنتان، ایزوبوتان و . . . در نظر میگیرند. در این فرایند سیال عامل به بخار تبدیل شده و به توربین منتقل میشود که در اینجا توربین و ژنراتور طبق توضیحات فوق میتوانند برق تولید کنند.
جهت بالا بردن راندمان نیروگاهها و تولید برق بیشتر میتوان این دو نوع نیروگاه را به صورت موازی و یا سری ترکیب نمود و یا با بهره گرفتن از مبدلهای حرارتی جهت عملیات پیش گرمایش راندمان نیروگاه را بیشتر نمود.
۲-۳-۵ انرژی زیست توده (بیوماس)
هر ارگانیسم زندهای که انرژی خورشید را جذب نموده و به صورت کلروفیل در خود ذخیره نماید بیوماس نام دارد. منابع بیوماس به طور کلی به موادی که منشا آنها از موجودات زنده و گیاهان  است اطلاق میشود. منابع بیوماس به صورت پراکنده در سراسر جهان یافت میشود هزینه جمع آوری این منابع در حجمهای زیاد به دلیل پراکنده بودن، پایین بودن چگالی انرژی قابل ملاحظه میباشد. بیوماس یک منبع تجدیدپذیر میباشد که ارزش بهای آن بسیار کم ودر برخی موارد منفی میباشد. استفاده از منابع زیست توده در مناطق دور افتاده روستایی برای ایجاد تولید انرژی الکتریکی باعث صرفه جویی در صنعت برق وسوختهای فسیلی میباشد. بیوماس با انعطاف پذیرترین منبع غیر نفتی است که هم به طور مستقیم وهم با تبدیل به سوختهای گازی یا مایع در تولید انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد بیوماس با عنوان چهارمین منبع اصلی انرژی بشر وبه عنوان بزرگترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان در تامین حدود ۱۴% از برق و۱۷% از کل انرژی اولیه جهان در سال ۱۹۹۸مشارکت داشته است.
از نقطه نظر تاریخی اصلیترین منبع بیوماس چوب و برگهای خشک درختان بوده است که بشر برای ایجاد حرارت از آن به صورت احتراق مستقیم بهره میگرفت. بعدها مواردی مانند گاز حاصل از دفن زباله در طبقات زیرین زمین و گاز متصاعد شده از مردابها نیز که به صورت اشتعال ناقص عمل میکند، نیز به این موارد افزوده گردید. در سال ۱۷۷۶ ولتا با بررسی و مطالعات بسیار دریافت که از تخمیر زباله و برگ و ساقه های پوسیده گیاهان با توجه به نوع خاک گاز متان تولید میشود که از ترکیب این گاز با نسبت معینی از هوا انفجار روی میدهد. طرحهای کاربرد انرژی بیوماس رفته رفته افزایش یافت تا اینکه در سال ۱۸۸۴ شخصی به نام گاین با کاربرد انرژی بیوماس روشنایی شهر پاریس را تامین نمود. اما در ایران نیز اولین کاربرد استفاده انرژی بیوماس به شکل جدید در سال ۱۳۵۴ در روستای نیازآباد لرستان شروع شد که منبع مورد استفاده آن فضولات گاوی روستا است و انرژی حاصله صرف گرم کردن حمامهای روستا میشود البته شایان ذکر است که کاربرد این چنینی از این منبع متفاوت از کاربرد قدیمی است که بصورت اشتعال مستقیم بهره گرفته میشد (عدل ۱۳۸۰، ۳۱).
مهمترین منابع بیوماس عبارتند از چوب، برگهای خشک درختان، زائدات جنگلی و کشاورزی و باغداری و صنایع غذایی، فضولات دامی، زبالههای جامد و شهری و صنعتی، فاضلاب پسماندها و زائدات آلی صنعتی، فاضلابهای شهری و . . .
هر کدام از منابع فوق الذکر دارای مواد آلی و ارزش حرارتی خاصی میباشند که با اعمال فرآیندهای خاص فیزیکی و شیمیایی چون تجزیه، ترکیب ، تخمیر و . . . بر روی هرکدام از این منابع گازی متصاعد میشود که بیوگاز نام دارد. این گاز پس از طی مراحل و فرآیندهای تصفیهای که بر طبق استانداردهای جهانی تدوین شده است میتواند به عنوان یک حامل انرژی زا نقش سوخت اصلی را برای ایجاد گرما از جمله در بویلر نیروگاههای بخار ایفا نماید. تکنولوژی های اصلی مورد استفاده در تبدیل انرژی بیوماس شامل: فرآیندهای احتراق مستقیم، فرآیندهای ترمو شیمیایی و فرآیندهای بیو شیمیایی میباشند.
فرایند احتراق غیر مستقیم در حال حاضر از اساسی ترین فرایندها برای تبدیل انرژی بیوماس به انرژی حرارتی میباشد.
با توجه به اینکه کورهها وبویلرهای مصرف کننده سوخت جامد از سالها پیش برای به کار بردن زغال سنگ طراحی ساخته شدهاند با کمی تغییر میتوان همین تاسیسات رابرای تغذیه با بیوماس به کار گرفت.
سیستمهای احتراق مستقیم به طور کلی مجهز به دو نوع کوره میباشد؛ کورههای بستر سیال و کورههای بستر ثابت.
در فرایند ترموشیمیایی بیوماس با دریافت گرما به محصولات با ارزشی که معمولاً از نوع یک مخلوط گازی، یک مایع نفت مانند و یا چیزی شبیه زغال کربنی خالص میباشد، تبدیل میگردد.
همچنین در فرآیندهای بیوشیمیایی مواد زیست توده به روش ذکر شده در ذیل در اثر فعالیت متابولیک ارگانیزم های میکروبی، به سوختهای گازی یا مایع تبدیل میشوند.
تخمیر بیهوازی برای تولید بیوگاز
در طی این فرایند ماده آلی (ارگانیکی) به طور کامل به صورت مواد گازی تبدیل میشوند. مواد ارگانیکی به طور کلی به موادی اطلاق میشوند که دارای حیات بوده و یا میباشند. گازهای حاصل از تخمیر اصولا شامل دی اکسید کربن ومتان میباشند مواد متعددی در فرایند حاصل میگردند که از قرار زیر میباشند: