نیروگاه بادی
در حال حاضر افزایش بكارگيري از منابع انرژی تجديدپذير به ويژه باد در توليد برق، باعث افزايش احتمال عدم تعادل بين ميزان توليد و مقدار مصرف انرژی الكتريكي شده است. از اين رو ميزان ذخایر مورد نياز مزارع بادی و كاهش هزينه تامين آن در سيستم هاي قدرت با نفوذ بالای انرژی باد، اهميت بالایی دارد.
یک نیروگاه بادی یا مزرعهٔ بادی، یک مجموعه از چندین توربین بادی است که در یک مکان به صورت پراکنده قرار گرفته‌اند. یک نیروگاه بادی بزرگ می‌تواند شامل صد ها توربین بادی باشد. اینگونه مجموعه ها می‌تواند بر روی دریا قرار گرفته باشد.
با توسعه افکار زیست‌محیطی و مسیر های صرفه جویانه در بهره‌برداری از انرژی‌های تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر در بسیاری از کشورهای دنیا رو به افزایش است.
یکی از زمینه هایی که سرو نیرو توس در آن فعالیت میکند احداث نیرو گاه بادی است.
کمک در مسیر اشتغالزایی در کشور
ادامه روند تغییرات آب و هوایی و اثرات مخرب استفاده از سوخت های فسیلی برای محیط زیست، توسعه انرژی های پاک را بیش از پیش در کانون توجه جهان قرار داده است.
به گزارش تاسیسات نیوز،انرژی پاک در اصل از منابعی تامین می شود که تجدید پذیر بوده و باعث نشر گازهای گلخانه ای نمیشود.
بر همین اساس، خورشید و باد، دو منبع تجدید پذیراند که از ظرفیت های بسیار زیادی برای تامین انرژی مورد نیاز جهان برخوردار هستند.
در چند سال گذشته، پیشرفت های بسیار زیادی در این حوزه شاهد بودیم و اخیرا نیز دانشمندان به پتانسیل بسیار بالای بادهای کره زمین برای تامین انرژی مورد نیاز جهان پی برده اند.
بر اساس پژوهش های انجام شده، ظرفیت تولید انرژی الکتریسیته توربین های بادی زمینی و هوایی به تریب برابر با ۴۰۰ و ۱۸۰۰ تراوات است که در برابر مجموعه تقاضای ۱۸ تراواتی فعلی جهان، ارقام بسیار بالایی محسوب می شوند.
پیشرفت و توسعه حاصل شده در بخش انرژی های پاک، بعضی کارشناسان همچنان مسیری طولانی برای جایگزینی انرژی با سوخت های سنتی و پرطرفدار فسیلی را متصور هستند.
تاریخچه
اولین استفاده از انرژی باد در استفاده جهت در توربین‌های چرخان به آسیاب‌های بادی برمی‌گردد. اولین آسیاب های بادی ، کاملاً از آسیاب‌های بادی معروف هلندی، که تصویر آن‌ها در ذهن بسیاری از ما ثبت شده‌است، متفاوت بود. پره‌های این آسیاب‌ها به تعداد ۱۲ عدد می‌رسید و پره‌ها از بالای یک دیرک عمودی، مثل بادبان‌های یک کشتی که از بالای دکل و بازوی افقی دکل آویزانند، آویخته شده بود. میتوان گفت شکل کلی این آسیاب‌ها را با چرخ و فلک‌های شهربازی‌های امروزی مقایسه کرد که محور اصلی آن‌ها در مرکز دایره روی زمین نصب شده و اتاقک‌های چرخ و فلک همیشه اندازه ثابتی از سطح زمین دارند. این طراحی برای آسیاب‌های بادی، شاید ازاز چرخ‌های دعای بودایی‌های آسیایی،یا بادبان‌های یک کشتی، که با نیروی باد می‌چرخید، الهام گرفته شده باشد.
استفاده از انرژی باد قدمتی دراز مدت داشته و به حدود 200 سال پیش از میلاد در ایران باستان بازمی‌گردد.برای اولین بار، ایرانیان موفق شدند با استفاده از نیروی باد، دلو(دولاب) یا چرخ چاه را به گردش دربیارد و آب را از چاه‌ها به سطح مزارع برسانند.
اولین ماشین که با استفاده از نیروی باد به حرکت درآمد، چرخ بادی هرون بود؛ ولی نخستین آسیاب بادی عملی، در 700 سال پس از میلاد مسیح در سیستان ساخته شد. ظهور آسیاب‌های بادی در اروپا مربوط به سده‌های میانه است. اولین مورد در استفاده از آسیاب‌هاب بادی در انگلستان مربوط به 1100 و 1200 سال پس از میلاد مسیح است.
توربین بادی با محور افقی
در توربین‌های بادی با محور افقی : که HAWT هم نامیده می‌شوند، روتور و ژنراتور الکتریکی بالای یک برج بلند قرار دارد که باید در راستای باد قرار گیرند. توربین‌های بادی کوچیک برای مشخص کردن جهت وزیدن باد از یک بادنما استفاده میشود ، اما توربین‌های بزرگ‌تر اکثرا از یک سنسور باد که با یک سرووموتور ارتباط دارد، استفاده می‌کنند. اکثر این توربین‌های بادی، با استفاده از یک جعبه دنده برای سرعت چرخش کُند پره‌ها به سرعت بیشتری برای ژنراتور تبدیل می‌کنند.
توربین‌های بادی امروزی
معمولا این توربین‌های بادی که امروزه میبینید در نیروگاه های بادی برای تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولاً سه-پره بوده و در استفاده از یکسری سامانه‌های کنترل رایانه‌ای در جهت وزیدن باد قرار دارند. اما توربین‌های باد با دو پره و حتی یک پره هم وجود دارند. پره‌های استفاده شده در این توربین‌ها، معمولاً طولی برابر با ۲۰ تا ۴۰ متر و حتی ممکن است بیشتر باشد و سرعت چرخش دورانی حدود ۱۰ تا ۲۲ دور بر دقیقه دارد. اگر اندازه پره یک توربین بادی، ۴۰ متر باشد و با سرعت نزدیک به ۲۰ دور در دقیقه بچرخد، سرعت خطی نوک پره‌های توربین ها، حدود ۸۴ متر در ثانیه معادل (۳۰۲ کیلو متر بر ساعت) میباشد. برجی که پره‌ها بر روی سر آن نصب میشود، به شکل لوله فولادی و به ارتفاع قد ۶۰ تا ۹۰ متر است. اکثرا با استفاده از جعبه‌دنده، سرعت چرخش محور بیشتر میشود، اما در بعضی از طراحی‌ها، محور چرخش با همون سرعت، ژنراتور حلقوی را می‌چرخاند. بعضی از انواع توربین بادی، سرعت ثابت دارند اما توربین‌هایی با سرعت متغیر انرژی خیلی زیادی می‌توانند تولید بکنند؛ که اینطوری نیروی لیفت و دراگ پره‌ها به حرکت در می‌آیند.
تیم بازرگانی سروین توس به شما مشاوره خواهند داد تا به نتیجه دلخواهتان برسید.
توربین بادی با محور عمودی
توربین‌های بادی با محور عمودی :یا به اختصار VAWT صدا زده میشود، روتور مادر به‌صورت عمودی قرار می‌گیرد. مهم‌ترین اهمیت این توربین‌های بادی آن است که به تنظیم جهت قرارگیری نسبت به جهت وزیدن باد نیازی ندارند. این اصل در مکان‌هایی که جهت وزش باد خیلی متغیر است دیده میشود، به عنوان مثال در بالای ساختمان‌ها قابل سکونت، یک امتیاز محسوب میشود. مهم‌ترین ایراد این توربین‌ها، ضعیف بودن سرعت چرخشی آن‌ها و در نتیجه زیاد بودن گشتاور و هزینهٔ بیشتر سیستم انتقال قدرت، بارگذاری دینامیکی زیاد پره‌ها و همینطور پیچیدگی زیاد طراحی و تحلیل ایرفویل پره‌ها پیش از ساخت (پروتوتایپ) است. با توجه به این نکته که عمودی بودن محور، جعبه‌دنده و ژنراتور می‌توانند در نزدیکی زمین قرار گیرند باعث این موضوع میشود که دسترسی به این تجهیزات و امکانات را برای نگهداری و تعمیر آسان‌تر میکند.
اهمیت مزرعه بادی
توان تولید شده از طریق توربین بادی به شدت به میزان باد وزیده شونده بستگی دارد. و به همین دلیل باید در بادگیرترین منطقه و ارتفاع مناسب نصب گردد تا بتوانیم ضریب کاری نسبت به بی کاری نیروگاه را که در ابتدا بیان نمودم را افزایش دهیم و در کلام ساده تر در ساعات بیشتر باد برای چرخاندن توربین بادی موردنظرمان داشته باشیم.
مزایای استفاده از انرژی بادی
انرژی بادی در مقایسه با سوخت های فسیلی دارای مزایای زیر است:
- الودگی ندارد
- تجدید پذیرند
از مزایای دیگر نیاز نداشتن توربین های بادی به سوخت، رایگان بودن این منبع انرژی، فراهم کردن بخشی از تقاضای انرژی برق، ارزان تر بودن قیمت انرژی نسبت به انرژی فسیلی، نداشتن وابستگ به آب(دوست دار محیط زیست)، کمتر بودن هزینه ها و سرمایه گذاری.
معایب استفاده از انرژی باد
به دلیل تفاوت سرعت باد در فصول مختلف و یا در ساعات شبانه روز ،از باد به عنوان یک منبع متناوب یاد می شود به همین علت برخی از بادها امکان تولید برق را ندارند و این فقط باعث چرخش روتور می شوند به همین علت توربین ها به طور معمول با 25%تا35% ظرفیت خود کار می کنند.
منبع: