رد کردن لینک ها

نیروگاه بادی

در راستای توسعه انرژی های پاک این بار بنا داریم در مورد نیروگاه بادی که یکی از مهم ترین مدل های نیروگاهی در زمره ی تولید انرژی پاک می باشد بپردازیم که در حال حاضر از آن می توان به عنوان مقرون و بصرفه ترین نوع نیروگاه پاک نام برد.

امروزه شرکت های رده بالا در حوزه تولید انرژی تمایل بسیار زیادی به احداث نیروگاه های بادی از خود نشان می دهند و مسلما علت آن مزایای اقتصادی خوب این نوع نیروگاه نسبت به سایر روش های تولید انرژی پاک می باشد.

یکی از مشکلات انرژی های پاک مدت زمان در مدار و یا نسبت پاسخگویی می باشد؛ به طور مثال استفاده از نیروی خورشید تنها در طول روز و حتی در مواردی ساعاتی از روز امکان پذیر است که دلیل آن ابری بودن آسمان می باشد. در این میان باد دارای راندمان بالاتری بوده و نسبت به سایر موارد تقریبا در صدر جدول بازدهی قرار می گیرد و البته اگر در کنار این مورد هزینه های نگه داری و راه اندازی را در نظر بگیریم اینبار با اختلاف بیشتری نسبت به رقبا در جایگاه نخست جدول جای میگیرد که در نهایت باعث شده جهان کنونی روی خوش به آن نشان دهد.

در این میان اروپا به دلیل مشکلات منابع فسیلی در این زمینه بسیار درخشان عمل کرده و بر اساس گزارشات جهانی در سال 2006 میلادی (1385) تولید انرژی پاک از انرژی حاصله از منابع فسیلی پیشی گرفته است. کشورهای ایالات متحده آمریکا، آلمان و چین بیشترین مگاوات تولیدی در جهان به وسیله ی نیروگاه بادی را در اختیار دارند.

نیروگاه بادی کشور چین به نام نیروگاه “گانسو – Gansu” در حال حاضر از 8000 مگاوات برق تولید میکند( این درحالیست که بزرگترین نیروگاه سیکل ترکیبی خاورمیانه به نام دماوند که در کشورمان واقع شده است با 12 واحد دارای توان تولیدی 2500مگاوات می باشد!) نیروگاه گانسو در سال 2012 تاسیس گردیده و قرار است تا سال 2020 توان تولیدی خود را به 20000 مگاوات برساند.


همانگونه که از نام این نیروگاه بر می آید بر اساس وزش باد کار می کند به گونه ای که انرژی جنبشی باد را گرفته و تبدیل به نیروی اکتریکی می کند.

در این میان مکان یا به اصلاح “مزرعه بادی” یکی از مهمترین مسائل ساخت نیروگاه می باشد چرا که در نهایت 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 گرددد 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.

البته نباید فراموش کرد که در مراحل پروسه ساخت و نصب نیروگاه بادی مشکل ترین و چالشی ترین مسئله نصب توربین و بال های آن می باشد چرا که در منطقه ای قرار گرفته که بشدت وزش باد داریم و از طرفی خود توربین در ارتفاع بالایی از سطح زمین قرار میگیرد.

عمده نیروگاه ای بادی از نوع افقی بوده و شما به ندرت مدل عمودی آن را در سطح ی خارج از شهرها مشاهده خواهید کرد و دلیل آن بالا تر بودن راندمان نیروگاه های افقی می باشد و ممکن است در مناطق خاصی به دلیل محدود بودن فضا و یا مشکل بودن مراحل نصب از پایین بودن راندمان صرف نظر کرده و مبادرت به نصب مدل عمودی نمایند.

محاسباتی که توسط دو دانشمند درآمریکا صورت گرفته ناشی از آن است که انرژی که می توان در ارتفاع 80 متری از سطح زمین بدست اورد حدود 72 تریلیون وات در سطح جهان است. درارتفاع های بالاتر سرعت وزش باد بیشتر است بنابراین انرژی بدست امده در مناطق کم ارتفاع کره زمین کمتر است.

اندازه توربین های بادی

توربین های کوچک

توربین های کوچک قادرند 50 تا 70 کیلو وات انرژی تولید کنند اندازه هر پره از 0.5 متر تا7.5 متر می باشد

و روی دایره ای به قطر1 تا 15 متر می چرخند توربین های بادی کوچک اصولا در جاهای پرت وجاهای که برق رسانی به انها به صرفه نیست به کار می رود.

توربین های متوسط

قطر دایره چرخش 15 تا 60 متراست توان تولیدی 50 تا 1500 می باشد انواع متداول انها بین 500 تا 750 کیلووات برق تولید می کند و کاربرد انها در ژنراتورهای بادی تجاری می باشد.

توربین های بزرگ

قطر دایره چرخش پره ها 60 تا 100 متر است. توان تولیدی بین 2 تا 3 مگا وات است صرفه اقتصادی توربین های بزرگ وقابلیت اطمینان انها در مقابل توربین های متوسط به مراتب کمتر است.

 


انواع توربین های بادی

توربین های بادی در دو نوع با محور عمودی و محور افقی ساخته می شوند.

 

توربین بادی با محور افقی

در توربین های بادی با محور افقی که (HAWT(Horizontal Axis Wind Turbines هم نامیده می شوند روتور و ژنراتور الکتریکی در بالای یک برج قرار گرفته و باید در راستای باد قرار گیرند. توربین های بادی کوچک برای تعیین جهت وزش باد از یک بادنمای ساده استفاده می کنند ولی توربین های بزرگ از یک سنسورباد که با سرووموتور در ارتباط است, استفاده می کنند.

این توربین ها نسبت به مدل محور عمودی رایج تر بوده همچنین از لحاظ تکنولوژی پیچیده تر وگرانتر می باشند ساخت انها مشکلتر از نوع محور عمودی بوده ولی راندمان بسیار بالای دارند درسرعت های پایین نیز توان تولید انرژی الکتریکی را دارند وتوانای تنظیم جهت در مسیر وزش باد را نیز دارند این توربین ها 2 یا 3 پره ای می باشند که روی یک برج بلند نصب میشوند این پره ها همواره درجهت وزش باد قرار می گیرند.

توربین های افقی از نظر سرعت

الف-کم سرعت ب-پرسرعت

مهمترین عامل در تعیین سرعت توربین های بادی با محور افقی تعداد پره ها می باشد هر چه تعراد پره ها بیشتر باشد سرعت کمتر است وگشتاور بیشتر است پرطرفدارترین این توربین ها سه پره ای می باشد چرا که درنوع با پره بیشتر به دلیل پیچیدگی شکل ها صرفه اقتصادی ندارد

مزایای توربین های بادی با محور افقی

  1. تیغه ها برای قرار گیری در بهترین زاویه قابلیت پیچ و تاب دارند .
  2. با پیچ کردن تیغه ها به روتور , آسیب ها در طوفان به حداقل میرسد .
  3. بلندی برج این امکان را میدهد تا دسترسی به باد های شدید و قوی تر بیشتر شود .
  4. قابل استفاده در زمین های نا هموار

معایب توربین های بادی با محور افقی

  1. کارکرد سخت در نزدیک سطح زمین
  2. سختی در حمل و نقل
  3. مشکل در نصب و راه اندازی ان
  4. در مجاورت رادار تحت تاثیر قرار میگیرند .
  5. تعمیر و نگهداری آن سخت است .


توربین بادی با محور عمودی

در توربین های بادی با محور عمودی که (VAWT(Vertical Axis Wind Turbines نامیده میشوند , روتور اصلی به صورت عمودی قرار میگیرد . مهمترین برتری این نوع از توربین های بادی آن است که نیازی به تنظیم جهت قرارگیری نسبت به جهت باد ندارند .

این توربین ها از دو بخش اساسی تشکیل شده اند،یک میله ای اصلی که رو به باد قرار می گیرد ومیله های عمودی دیگر که عمود بر جهت باد گذاشته می شوند ساخت این توربین ها بسیار ساده بوده وهمچنین بازده پایینی دارند در این نوع،در یک طرف باد بیشتر جذب می شود که باعث میشود سیستم یک حالت لنگری پیدا کرده و بچرخد یکی از مزایای این سیستم وابسته نبودن آن به جهت وزش باد است.

انواع توربین های محورعمودی

  1. داریوس(Darrieus)
  2. ساوانیوس(Savonius)
  3. جیرومیل(giromil)

مزایای توربین بادی با محور عمودی

  1. عدم حساسیت به جهت باد و آشفتگی آن می باشد .
  2. عملکرد مناسب هنگام وزش باد های مغشوش و گردابه ای
  3. توربین بادی با محور عمودی می تواند در فاصله ای نزدیک تر نسبت به زمین نصب گردد که این موضوع سبب امنیت و ارزانی بیشتر در ساخت و نگهداری آن میشود .
  4. از انجا که نوک پره ها در این نوع توربین های بادی به محور دوران نزدیک تر است سر و صدای کمتری نسبت به توربین بادی با محور افقی تولید میکند .

معایب توربین های بادی با محور عمودی

  1. نصب توربین های محور عمودی روی برج ها سخت است .
  2. به دلیل کم بودن سرعت دورانی پره ها گشتاور زیاد است .
  3. هزینه ی بالای طراحی و تحلیل ایرفویل پره ها از دیگر مسائل است .

به گفتگو بپیوندید