[
عنوان ارائه : تولید نیرو گاه بادی
تولید نیروگاه بادی
. مقدمه
. تاریخچه
. منشاء
. توزیع باد
. مزایای بهره برداری و معایب آن
. انرژِی باد و توربین های بادی
. انواع توربین های بادی
. چگونگی کار توربین ها
. اجزای اصلی توربین ها
. کار برد های آن
. انرژی باد و محیط زیست
مقدمه
انرژی باد مانند سایر منابع انرژی تجدید پذیر از نظر چغرافیایی گسترده و در عین حال به صورت پراکنده تقریبا همیشه در دسترس میباشد.هزاران سا ل است که انسان هاب ااستفاده از اسیاب های بادی تنها جزع بسیار کوچکی از ان را استفاده میکنند .
این انرژی تا پیش از انقلاب صنعتی به عنوان یک منبع انرژی به طور گسترده مورد بهره برداری قرار میگرفت ولی در دوران انقلاب صنعتی استفاده از سوخت های فسیلی به دلیل ارزانی و قابل اطمینان بالا جایگزین انرژی باد شد .تا این که در سالهای 1973 و 1978 دو شوک بزرگ نفتی ضربه بزرگی به اقتصاد انرژی های حاصل از نفت و گاز وارد کرد به طوری که باعث ایجاد تمایلات جدیدی در زمینه کاربرد تکنولوژی باد جهت تولید برق متصل به شبکه پمپاژ اب و تامین انرژی الکتریکی نواحی دور افتاده شد .
همچنین در سالهای اخیر مشکلات زیست محیطی و مسائل مربوط به تغییرات اب و هوای کره زمین به علت استفاده از منابع انرژی فسیلی بر شدت این تمایلات افزوده است .
در سال 1980اولین توربین برق بادی متصل به شبکه سراسری نصب گردید . بعد از مدت کوتاهی اولین مزرعه برق بادی چند مگاواتی در امریکا نصب و به بهره برداری رسید . در پایان سال 1990 ضرفیت توربین های برق بادی متصل به شبکه در جهان به 200 MW رسید که توانایی تولید سالانه 3200 GW/H برق را داشته ک تقریبا تمام این تولید مربوط به ایالت کالیفورنیا و کشور دانمارک بود .
امروزه کشور های مبتکر نظیر بریتانیا ،ایتالیا،و هندوستان برنامه های ملی ویژه ای را در این راستا اغاز کرده اند به طوری که المان با تولید بیش از 18000 مگا وات برق سعی دارد بیشترین استفاده را از این انرژی تجدید پذیر ببرد .
ادامه مقدمه
انرژی بادی به انگلیسی: (Wind power) تبدیل انرژی باد به نوعی مفید از انرژی مانند انرژی الکتریکی با استفاده از توربین های بادی، انرژی مکانیکی مثلاً در آسیاب های بادی یا پمپ های بادی) یا پیش رانش قایق ها و کشتی ها (مثلاً در قایق های بادبانی) است. در آسیاب های بادی از انرژی باد مستقیماً برای خرد کردن دانه ها یا پمپ کردن آب استفاده می شود.
در پایان سال ۲۰۱۰، میزان ظرفیت نامی تولید برق بادی در سراسر جهان برابر ۱۹۷ گیگاوات بود.امروزه توان بادی در دنیا ظرفیت تولید سالانه ۴۳۰ تراوات ساعت انرژی الکتریکی را دارد که این میزان، ۲٫۵٪ مصرف برق دنیاست.
به عبارت دیگر
نخستین استفاده از انرژی باد توسط ایرانیان باستان برای آبیاری مزارع بود. آن ها از توان باد برای به حرکت درآوردن چرخ هایی استفاده می کردند تا آب را به سطح زمین و مزارعشان بیاورند.
آز آنجایی که منابع فسیلی مانند نفت و گاز تجدید ناپذیر بوده و روزی به پایان می رسند، باد به عنوان یک منبع انرژی پاک محسوب شده و هزینه تولید برق به وسیله آن کمتر از تولید برق با استفاده از سوخت های فسیلی است و همچنین آلودگی و گاز گلخانه ای کمتری تولید می کند.
معایبی هم برای این نوع انرژی ذکر شده است. جلوه بد و همچنین صدای بلند که برای حیوانات و بخصوص پرندگان آزار دهنده است، از معایب انرژی بادی می باشد.
نیروگاه های بادی به دلیل متغیر بودن وزش باد به صورت مداوم قادر به تولید برق نیستند.
برای استفاده از انرژی بادی و تولید برق، از توربین استفاده می شود. توربین سه پره ای مرسوم ترین توربین بادی می باشد. بسیار از کشورها به این انرژی روی آورده اند. کشور آمریکا رتبه نخست استفاده از انرژی باد و تبدیل آن به برق را در اختیار دارد.
نکات افزوده
انرژی بادی در مقادیر زیاد در مزارع بادی تولید و به شبکه الکتریکی متصل می شود. از توربین ها در تعداد کم معمولاً فقط برای تامین برق در مناطق دور افتاده استفاده می شود.
باد یکی از شاخصه های اصلی انرژی خورشیدی و هوای متحرک است و جزء کوچکی از خورشید که از تابش خورشید که از خارج به اتمسفر می رسد به انرژی بادتبدیل می شود.
اما از جمله دلایل تمایل کشورها برای افزایش ظرفیت تولید برق بادی مزایا بسیار زیاد این روش تولید انرژی الکتریکی است چراکه انرژی بادی فراوان، تجدیدپذیر و پاک است، در همه جای دنیا وجود دارد و همچنین در مقایسه با استفاده از انرژی سوخت های فسیلی میزان کمتری گاز گلخانه ای منتشر می کند.
نکات افزوده
سال های زیادی است که از توربین های کوچک برای تامین انرژی مورد نیاز خانه ها و مغازه های کوچک و روستاها و کلبه ها و راحتی ارتباط اماکن دوردست که از شبکه اصلی فاصله دارند استفاده می شود.
توربین های بادی کوچک برای سرعت 5/2 تا 10 متر بر ثانیه باد که در اثر مناطق قابل دسترسی است، طراحی می شوند. با بالا رفتن قیمت سوخت و آلودگی های محیط زیست در سال های اخیر سازندگان به این تدبیر که منابع دیگر انرژی را گسترش دهند، افتادند. توربین های بادی کوچک به عنوان منبع مهم تولید انرژی، قابلیت گسترش در صنایع ژنراتورهای دیزلی را دارند.
محل نصب توربین نقش مهمی در دستیابی به حداکثر استفاده از نیروی باد دارد. مطالعات نشان می دهد با افزایش سرعت و کاهش تلاطم با ارتفاع امکان نصب توربین در بالاترین نقطه برج که معمولا 80 متر است، فراهم می شود. قدرت خروجی توربین مستقیما با توان سوم سرعت گردش با در بالای برج تناسب دارد.
تا ریخچه
در زمان های بسیار دور نیز از انرژی باد استفاده می کردنند. به نحوی که برای کشیدن آب از چاه از وسیله ای به نام دولاب استفاده می کردند.در مصر و چین نیز برای آبیاری و قایقرانی از انرژی باد استفاده می کردنند .در سال های بعد توربین های بادی با محور قائم در خاورمیانه رایج شد. سربازان صلیبی این توربین ها را به در اوایل قرن سیزدهم به اروپا بردند و در اواسط قرن نوزدهم هلندی ها بیش از نه هزارماشین بادی برای استفاده در موارد مختلف مورد استفاده قرار می دادند.
بدین ترتیب در دهه های اول قرن بیستم، اغلب توربین های بادی، در انواع مختلف با به کارگیری قوانین آیرودینامیک و تکنولوژی جدید ساخته شدند.
باد برای سال های زیادی برای کشتی های بادبانی برقی استفاده شده است و در واقع تا قرن هیجدهم، (زمانی که جیمز وات، موتور بخار را اختراع کرد)، آن منبع اصلی برق برای این کشتی ها بود که به طور حتم در کل جهان کشف شده بود. در واقع تاریخ ثبت سابقه آن به قرن هفدهم پیش از میلاد بر می گردد، زمانی که امپراطور بابلی هامورابی استفاده از آسیاب های بادی را برای اهداف آبیاری برنامه ریزی کرد. ماشین با محور عمودی با تعدادی بادبان های نصب شده شعاعی نیز (در ثبت سابقه ای قرار دارد که توسط ایرانی ها) در سطح وسیعی تا اواسط قرن هفدهم بعد از میلاد، استفاده شده است.
گرچه ماشین ها خیلی غیر کارامد و ابتدایی بودند، آنها بسوی اثبات پتانسیل عظیم و چند منظوره برق از باد پیش می روند. به هر حال قرن بیستم ظهور دوباره نیروی باد را به عنوان منبع اساسی مشاهده کرد که به عنوان منبع انرژی دیگری استفاده شده است. تحت عنوانی که دنیا با چالش کاهش ذخایر سوخت فسیلی روبرو می شود و به طور مشابه از لحاظ محیطی به علت تغییر آب و هوا هوشیارتر می شود. این چالش های اصلی، جو درستی را برای تحقیقات بیشتر ایجاد کرده است که منجر به توسعه دستگاه های کارامدتر در مهار برق ار باد شده است.
برای نخستین بار، ایرانیان موفق شدند با استفاده از نیروی باد، دلو (دولاب) یا چرخ چاه را به گردش درآورده وآب را از چاه ها به سطح مزارع برسانند.
نخستین ماشینی که با استفاده از نیروی باد به حرکت درآمد، چرخ بادی هرون بود؛ ولی نخستین آسیاب بادیعملی، در سده۷ میلادی در سیستان ساخته شد. پیدایش آسیاب های بادی در اروپا مربوط به سده های میانهاست. نخستین مورد ثبت شده در مورد استفاده از آسیاب هاب بادی در انگلستان مربوط به سده های ۱۱ و ۱۲میلادی است.نخستین توربین بادی با کاربرد تولید برق، یک ماشین شارژ باتری بود که در ژوئیه ۱۸۸۷ توسط یک مهندس اسکاتلندی به نام جیمز بلایث ساخته شد. چند ماه بعد، مخترع آمریکایی چارلز فرانسیس براش نخستین توربین باد خودکار را برای تولید برق در کلیولند در اوهایو ساخت.در سال ۱۹۰۸، ۷۲ توربین بادی با کاربرد.تولید برق (بین ۵ تا ۲۵ کیلووات) در آمریکا فعال بودند.در دهه ۱۹۳۰، توربین های بادی کوچک برای تولید برق مورد نیاز مزارع در آمریکا، که هنوز سامانه سراسری توزیع برق راه اندازی نشده بود، بسیار متداول بودند. در پاییزسال ۱۹۴۱، نخستین توربین بادی در کلاس مگاوات در ورمونت راه اندازی شد. نخستین توربین بادی متصل به شبکه برق در بریتانیا در سال ۱۹۵۱ در جزایر اورکنی ساخته شد.
منشاء
جریان چرخشی هادلی
بین عرض های جغرافیایی 30 درجه شمالی و 30 درجه جنوبی هوای گرم استوایی به بالا سعود کرده و هوای سرد تر که از شمال وجنوب می اید جایگزین ان میشود این جریان را چرخش هادلی مینامند .
به دلیل کمتر بودن سرعت دوران زمین در این عرض ها نسبت به استوا این جریان ها به سمت شرق حرکت میکنند معملا در این عرض های جغرافیایی نواحی بیایانی مانند صحرا قرار دارد .
جریان چرخشی راسبی
حد فاصل عرض های جغرافیایی 30 در جه شمالی و جنوبی و 70 درجه شمالی و جنوبی عمدتا باد های غربی در جریان هستند .
این باد ها تشکیل یک چرخش موجی را میدهند که هوای سرد را به جنوب و هوای گرم را به شمال منتقل میکنند این الگو را جریان راسبی مینامند.
مزایای بهره برداری از انرژی باد
انرژی باد نیز مانند سایر منابع انرژِی تجدید پذیر مزایایی نسبت به انژِی های تجدید ناپذیر دارد
1)عدم نیاز به توربین های بادی به سوخت که در نتیجه از میزان مصرف سوخت های فسیلی میکاهد .
2) رایگان بودن انرژِی باد .
3)کمتر بودن نسبی قیمت انرژی حاصل از باد نسبت به انرژی های فسیلی
4) کمتر بودن هزینه های جاری و هزینه های سرمایه گذاری انرژی باد در بلند مدت
5)تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار
6)قدرت مانور زیاد جهت بهره برداری در هر ظرفیت و اندازه
7)عدم نیاز به اب
8)عدم نیاز به زمین زیاد برای نصب
9)نداشتن الودگی محیط زیست
معایب بهره برداری ازانرژی باد
وزش باد غیر قابل پیش بینی است، بنابراین به تنهایی قابل اعتماد نیست.
توربین های بادی آلودگی صوتی تولید می کنند.
امکان نصب توربین های بادی بزرگ در نزدیکی مناطق مسکونی وجود ندارد.
نصب توربین های بادی هزینه اولیه زیادی نیاز دارد. توربین های بادی بسیار آسیب پذیر هستند. (برخورد صاعقه، بادهای شدید و …) مزارع بادی بزرگ روی محیط زیست اثرات مخربی می گذارند. (احتمال برخورد پرندگان، تغییرات باد و …)
انرژی باد و تورهابین بادی
در توربین های بادی انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل میگردد .
توربین های بادی را میتوان جهت استفاده بهینه و تولید توان بیشتربا سلول های خورشیدی (فوتو ولتاییک)ترکیب نمود در حال حاظر بیشترین ظرفیت توربین های بادی نصب شده در چند دهه گذشته از نوع متصل به شبکه بوده است البته گاهی اوقات در نواحی دور افتاده از توربین های بادی متصل از شبکه استفاده میشود .
توربین بادی با محور چرخش عمودی
توربین های بادی با محور عمودی نظیر (ساوینوس ،داریوس ، صفحه ای و کاسه ای و غیره)از دو بخش اصلی تشکیل شده اند یک میله اصلی که در جهدت باد قرار میگیرد و میله های عمودی دیگری که عمود بر جهت باد کار گذاشته میشوند .این توربین ها قطعاتی با اشکالی گوناگون دارند که باد را در خود جمع میکنند و محور اصلی را میگردانند در این توربین ها یک طرف توربین باد را بیشتر از طرف دیگر جذب میکند و باعث میشود سیستم لنگر پیدا کند . سرعت چرخش این سیستم دقیقا با سرعت باد برابر بوده و در مناطقی ک سرعت باد کم است چندان کار امد نیست .
از مزایای این توربین ها وابسته نبودن به جهت وزش باد میباشد .
مزایای توربین های عمودی :
توربین های بادی عمودی به جهت باد و آشفتگی جریان حساسیت کمتری دارند، این مزیت باعث می شود بتوان از آن ها در مناطق مختلف از جمله پشت بام ساختمان ها استفاده کرد.
هنگام وزش باد های مغشوش و گردابه ای عملکرد مناسبی دارند.
توربین های بادی عمودی را می توان در فاصله نزدیک به زمین نصب کرد که این موضوع باعث امنیت و ارزانی، همچنین آسانی تعمیر و نگهداری می شود.
نیازی به سیستم جهت یابی یاودارند.
معایب توربین های عمودی :
در توربین های عمودی هنگام وزش باد، نیروی مخالفی به طرف دیگر توربین نیز وارد می شود. بنابراین بازدهی آن ها در هر دوره تناوب نسبت به توربین های محور افقی کمتر است.
نصب این نوع توربین روی برج های بلند مشکل است؛ بدین معنی که آنها باید در جریان های هوایی آهسته تر با اغتشاش بیشتر و نزدیک زمین با بازده استخراج انرژی پایین تر عمل کنند.
به دلیل مسائل ذکر شده، طراحی و تحلیل پره (ایرفویل) توربین های عمودی سخت تر و گران تر است.
به دلیل اغتشاش جریان زیاد، سازه ی توربین های بادی عمودی در معرض خستگی قرار دارد.
توربین بادی با محور چرخش افقی
این توربین ها نسبت به مدل محور عمودی رایج تر میباشد .توربین های بادی با محور افقی پیچیده تر و گرانتر و ساخت انها هم مشکل تر است ولی راندمان بسیار بالایی دارد . در همه سرعت ها حتی سرعت های پایین باد هم کار میکنند در انواع پیشرفته تر میتوان جهت انها را با جهت وزش باد تنظیم کرد . این توربین ها اغلب سه ویا دو پره هستند ک روی یک پایه نصب شده اند و این پره ها همواره در جهت وزش باد قرار میگیرند.
مزایای توربین افقی
بلندی برج امکان دسترسی به باد های پر توان را فراهم می کند.
در برخی مکان ها به ازای هر ۱۰ متر افزایش ارتفاع سرعت باد ۲۰ درصد و بازدهی ۳۴ درصد افزایش می یابد.
به دلیل پایه های بلند و مکانیزم پیشرفته، امکان استفاده از این توربین ها در دریا ها نیز وجود دارد.
به دلیل قرار گرفتن مستقیم در مقابل وزش باد، بازدهی بالایی دارند.
معایب توربین افقی
در ارتفاع کم کار نمی کنند.
حمل و نقل و نصب و راه اندازی آن ها مشکل است.
تعمیر و نگه داری آن ها سخت و پر هزینه است.
در مجاورت رادار تحت تاثیر قرار می گیرند.
ارتفاع زیاد و بزرگی آن ها ظاهر زیبایی ندارد آلودگی صوتی ایجاد می کند.
چگونگی کار توربین ها
مراحل کار یک توربین کاملا برعکس کار یک پنکه است . درپنکه انرژِی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل شده و باعث چرخیدن پنکه میشود .در توربین باد به پره ها برخورد میکند و انها را میچرخاند وچرخش پره ها سبب چرخش محور اصلی میشود و این محور به یک ژنراتو برق متصل است توربین ها بادی عمودی امروزه میتوانند بین 5 تا 6500 کیلو وات برق تولید کنند .
پره ها
بیشترین توربین ها 2 یا 3 پره دارند . باد به پره ها برخورد میکند و باعث چرخش پره ها میشود.
ترمز
با استفاده از سیستم ترمز دیسکی میتوان توربین را به طور هیدرولیکی در مواقع عادی و حتی اضطراری متوقف کرد
بخش کنترل
توربین را هنگامی که سرعت باد بین 4 تا 25 متر برثانیه است به کار می اندازند و هنگامی که سرعت باد بالا تر از 25 متر بر ثانیه میرسد بخاطر بالا رفتن استهلاک ومشکلات دیگر ان را متوقف میکنند در سرعت های بالای 30 متر بر ثانیه امکان سقوط برج ها نیز وجود دارد
جعبه دنده (گیر بکس)
گیر بکس توربین های بادی میتواند سرعت کم چرخش محور پره هارا با ضریب تبدیل مثبت به سرعت بالا که در ژنراتور استفاده میشود تبدیل کند.
ژنراتور
در حقیقت بخش تبدیل انرژی مکانیکی باد به انرژِی الکتریکی ژنراتور است ژنراتورهای به کار برده شده ژنراتو های آسنکرون و سنکرون میباشد
ناسل
قسمت اصلی توربین بادی که روتور به ان متصل است را ناسل گویند . ناسل در بالای برج قرار دارد شامل جعبه دنده شفت اصلی ژنراتور بخش کنترل و ترمز میباشد. بعضی از ناسل ها آنقدر بزرگ اند که تکنسین ها میتوانند داخل آن بایستند
روتور
به مجموعه تیغه ها و توپی وسط انها روتور میگوییم
در گذشته توربین های بادی با سرعت دورانی ثابت (دور روتور )کار میکردند اما مدل های امروزی تقریبا سیستم یک سرعته را کنار گذاشته اند .از میان 58 مدل توربین موجود دو مدل یک سرعته و 22 مدل دو سرعته و 34 مدل با سرعت متغیر وجود دارد.
دکل
معمولا از فولاد های استوانه ای و یا شبکه ای از میله های فولادی ساخته میشود چون سرعت باد با افزایش ارتفاع زیاد میشود دکل بلند باعث میشوند توربین انرژی بیشتری بگیرد و الکترسیته بیشتری تولید کند
سنسور های اندازه گیری
شامل دو سنسور سرعت سنج و جهت نما میباشند که اولی سرعت و دومی جهت باد را به دقت مشخص میکند . این سنسور ها اطلاعات را به بخش کنترل میدهند وبر اساس این داده ها زمان کار توربین و زاویه چرخش انحراف مشخص میشود.
موتور انحراف
یک سیستم ترکیبی الکتریکی مکانیکی است هدایت این سیستم توسط واحد کنترل انجام میشود این سیتم فقط در توربین های بزرگ متصل به شبکه کاربرد دارد در توربین های بادی کوچک به جای چرخ انحراف از بالچه استفاده میکنند این بالچه توسط جریان باد خود به خود توربین را در راستای مناسب قرار میدهد.
کاربرد های توربین های بادی
پمپ های بادی آب کش
کاربرد توربین های کوچک
کاربرد توربین های بادی در مزارع بادی (برق متصل به شبکه)
شارژباتری
پمپ های بادی آب کش
یکی از کاربردهای مهم غیر نیروگاهی انرژی باد ، پمپاژ آب می باشد. استفاده از پمپهای بادی در قرن گذشته و نیمه اول این قرن بطور گسترده صورت میگرفت ولی با افزایش کاربرد برق بعنوان انرژی برتر در طی دهه های 1950 و 1960 و جایگزینی روزافزون پمپ های الکتــروموتوری استفاده از آنها کاهش پیدا کرد، ولی هنوز پمپ های بادی عمدتاً در چین ، آفریقای جنوبی ،آرژانتین و ایالت متـحده آمریکا به فروش می رسند.پمپهای بادی بهره برداری شده ، عمدتاً از نوع توربینهای بادی پرپره کلاسیک می باشند که تکنولوژی در این زمینه ،در طی 15 سال گذشته بطور مداوم بهبود یافته است.
پاورقی
امروزه بطور کلی موارد استفاده از توربینهای بادی جهت پمپاژ آب عبارتند از:
تامین آب آشامیدن حیوانات در مناطق دورافتاده آبیاری درمقیاس کم آبکشی از عمق کم جهت پرورش آبزیان تامین آب مصرفی خانگی
شارژباتری
برای این کار بیشتر توربینهای بادی با قیمت ارزان و متوسط که روتورهایی با قطر 3 متر دارند استفاده می شود این نوع بهره برداری عموماً توربینهای بادی کوچک جهت مصارف خانگی را شامل می شوند. نمونه کاربرد چنین توربینهایی شامل تامین انرژی دستگاههای کمک ناوبری دریایی و مخابرات می شود.
کاربرد توربین های کوچک به عنوان تولید کننده برق
اصلی ترین کاربردهای غیر نیروگاهی توربین های برق بادی، تامین برق جزیره های مصرف میباشد.
جزیره مصرف محل یا منطقه ای است که تامین مصرف آن از طریق شبکه سراسری برق بسیار مشکل و غیر متطقی می باشد. تا چند سال پیش تامین برق این نقاط بسیار سخت و از طریق مولدهای کوچک دیزلی تامین می شد. امروزه از توربینهای بادی کوچک تا قدرت 10 کیلو وات برای تامین برق مورد نیاز این مناطق استفاده می شود. یک توربین بادی در مقیاس کوچک با نصب بسیار آسان و سریع حتی بر روی قایق حتی بر روی قایق ها و اتوبوس ها بدون هیچگونه هزینه ای برق مورد نیاز این مناطق را تامین می کند و قیمت این توربینها نسبت به مجموع قیمت موتور برق و هزینه سوخت آن اقتصادی نیز می باشد. این توربینها معمولاً به همراه باتریهای ذخیره کننده انرژی بکار برده می شوند و می توانند با سایر منابع مانندفتوولتائیک یا ژنراتور های دیزلی بصورت ترکیبی مورد بهره برداری قرار گیرند
توربین های بادی در مقیاس کوچک به توربین های بادی اطلاق می گردد که زیر با قطر پروانه بین متر و با نصب روی برج های به ارتفاع بین 8/19 متر و 6/36متر درجه بندی می شوند. تقاضای برق سالیانه خانوار نمونه حدود 100000 کیلووات در ساعت در محل با میانگین سرعت باد حدود 5/5 می تواند با استفاده از توربین درجه بندی شده 15-6 کیلوواتی تلاقی یابد. تولید اضافی حتی در خطوط توزیع منطقه ای تغذیه می شود و بدین وسیله، شبکه برق موجود را مستحکم و قوی می کند و درآمد اضافی را برای خانوار های اختصاصی فراهم می آورد. با توجه به موفقیت های حاصله تولید صنعت توربین بادی بازرگانی بزرگ، توسعه های مهمی در طراحی توربین های بادی کوچک صورت گرفته است،که آن ها را معتبر تر، ایمن تر و کم صدا تر نسبت به موارد ارائه شده در دهه های گذشته می سازد. در سال 1997 ، 55 تولید کننده توربین کوچک (8 تا آمریکایی و 47 تا بین المللی) را یافتند که 146 مدل توربین متفاوت را در تحقیقات خود ارائه کردند (23 تاامریکایی و 123تا بین المللی). جمع یا کج شدن خارج از باد و شیب پره غیر فعال به عنوان متداول ترین تکنیک های کنترل سرعت اضافی، گزارش شده است که 39% و 36% توربین های ارزیابی شده را در نظر گرفته است. 25% باقیمانده از تکنیک تنظیم در حال ثابت و شیب استفاده می کنند. باید توجه داشت که اکثر توربین ها سییستم ترمز مکانیکی یا الکترودینامیکی داشتند یا قابلیت های جمع شدن دستی داشتند.
بعضی از تولید کنندگان اصلی توربین های بادی در مقیاس کوچک در دنیا (در انگلستان) شرکت و منابع توربین بادی (در آمریکا) در (استرالیا) و (در فرانسه) هستند.
3- پیکره بندی توربین بادی در مقیاس کوچک
توربین بادی در مقیاس کوچک به طور کلی شامل پروانه ای با پنجره ها، ژنراتور، دکل و سیستم الکتریکی( سیم پیچ، کنترل کننده ها، معکوس کننده ها و یا باتری ها) می باشند. مثل توربین های بادی بزرگ، توربین های بادی در مقایس کوچک، به صورت انواع با محور افقی یا عمودی،
انواع تک پره ای یا چند پره ای قابل دسترس هستند. انواع آن با محور افقی و سه تیغه ای در این بازار بیشتر است. به طور کلی، توربین های سه پره ای به صورت هموار تری نسبت به دو پره ای ها عمل می کنند. توربین های باد با محور عمودی مشهور نشده اند، چون گرچه آن ها نیاز به برج ندارند، و صرفه جویی در پول می شوند، سرعت های باد خیلی نزدیک به زمین در میانگین پایین و کل خروجی توان پایینی قرار دارند. به طور مشابه اگرچه آن ها نیاز به مکانیسم نوسان برای چرخش به سمت باد ندارند، چون آن ها باد را از هر سمتی دریافت می کنند، آنها خود استارتی نیستند، و لذا به گرفتن توان و برق برای شروع کار ماشین نیاز دارند.
کاربرد توربین های بادی در مزارع بادی (برق متصل به شبکه)
مزارع بادی معمولا از چندین توربین بادی متمرکز تشکیل میشوند که به منظور تامین انرژِی شبکه طراحی شده و این موضوع در مقابل توربین ها ی بادی منفرد که به منظور تامین انرژی بار محلی طراحی میگردد . مطرح است سیاست های ملی تولید انرژی تایین کننده بازار پراکنده توربین های متصل به شبکه است به عنوان مثال در امریکا دانمارک هلند و المان به افراد اجازه داده میشود که توربین ها ی بادی در تملک خود را به شبکه وصل نموده و تولید اضافی خود را با سازمان برق محلی بفروشند
مزارع بادی
انرژی باد و محیط زیست
تاثیر بر محیط زیست دانشمندان نشان داد ه اند که تغییرات در آب و هوای جهانی به دلیل استفاده فراوان از سوختهای فسیلی است. به دلیل سوختن سوخت های فسیلی، مقدار زیادی گازهای گلخانه ساطع می شود که جو زمین را آلوده ساخته و همچنین موجب گرم شدن کره ی زمین می شوند. جایگزینی سوخت های فسیلی با برق تولید شده توسط باد، عامل مهمی جهت جلوگیری از آلودگی محیط زیست است. این انرژی تجدیدپذیر می باشد یعنی منبع (باد) هرگز تهی نمی شود. از این رو برق تولید توسط باد بسیار ارزان بوده و موجب انتشار گازهای گلخانه ای نمی شود، از این جهت آلودگی ایجادنمیکند مگاوات برق تولید شده شده توسط توربین های بادی هنگامی که با زغال سنگ و نفت مقایسه می شود، مشاهده می گردد که گازهای گلخانه ای به میزان 8ر0 تا 9ر0 تن کاهش انتشار دارند. بنابراین انرژی باد شکل پایدار انرژی است که در آینده می توان به آن در هر زمانی تکیه کرد.
چیدمان توربین ها در نیرو گاه های بادی
خطی
غیر خطی
میزان تولید برق توسط ده کشور برتر در زمینه توربین های بادی بر حسب مگا وات در سال 2013
در ادامه کلیپی را خواهیم دید …
موفق ، پیروز و سر بلند باشید