امروزه گسترش بكارگيري منابع انرژي تجديدپذير به ويژه باد در توليد انرژي الكتريكي، موجب افزايش احتمال عدم تعادل بين ميزان توليد و مقدار مصرف انرژي الكتريكي شده است. از اين رو تخمين دقيق ميزان ذخيره مورد نياز مزارع بادي و كاهش هزينه تامين آن در سيستم هاي قدرت با نفوذ بالاي انرژي باد، اهميت بسيار فراواني دارد.
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.
با توسعه نگرش‌های زیست‌محیطی 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 گذاشته‌است. استفاده از تکنولوژی توربین‌های بادی به دلایل زیر می‌تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.
یکی از زمینه هایی که سرو نیرو توس در آن فعالیت میکند احداث نیرو گاه بادی است.
تداوم روند تغییرات آب و هوایی و پیامدهای 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 واقع از منابعی تامین می شود که تجدید پذیر بوده و فاقد انتشار گازهای گلخانه ای است.
بر همین اساس، خورشید و باد، دو منبع طبیعی بوده که از ظرفیت های بسیاری برای تامین انرژی مورد نیاز جهان برخوردار هستند.
طی چند سال گذشته، پیشرفت های بسیاری را در این حوزه شاهد بوده و اخیرا نیز دانشمندان به پتانسیل بسیار بالای بادهای کره زمین برای تامین انرژی مورد نیاز جهان اشاره داشته اند.
بنابر پژوهش های انجام شده، ظرفیت تولید برق توربین های بادی زمینی و هوایی به تریب برابر با ۴۰۰ و ۱۸۰۰ تراوات است که در مقابل مجموع تقاضای ۱۸ تراواتی فعلی جهان، ارقام چشمگیری محسوب می شوند.
به رغم پیشرفت و توسعه حاصل شده در بخش انرژی های پاک، برخی کارشناسان همچنان مسیری طولانی برای جایگزینی آنها با سوخت های سنتی و پرطرفدار فسیلی را متصور هستند. در ادامه این مطلب برخی از بزرگترین مزارع بادی جهان را معرفی می کنیم.
اولین استفاده‌ها از انرژی باد به استفاده جهت در توربین‌های چرخان به آسیاب‌های بادی برمی‌گردد. نخستین آسیاب های بادی ، کاملاً از آسیاب‌های بادی معروف هلندی، که تصویر آنها در ذهن بسیاری از ما ثبت شده‌است، متفاوت بود. تعداد پره‌های این آسیاب‌ها به ۱۲ عدد می‌رسید و پره‌ها از بالای یک دیرک عمودی، همانند بادبان‌های یک کشتی که از فراز دکل و بازوی افقی دکل آویزانند، آویخته شده بود. شاید بتوان شکل کلی این آسیاب‌ها را با چرخ و فلک‌های شهربازی‌های امروزی مقایسه کرد که محور اصلی آنها در مرکز یک دایره روی زمین نصب شده‌است و اتاقک‌های چرخ و فلک همیشه فاصله ثابتی از سطح زمین دارند. این نوع طراحی برای آسیاب‌های بادی، شاید از بادبان‌های یک کشتی، یا از چرخ‌های دعای بودایی‌های آسیایی، که با نیروی باد می‌چرخید، الهام گرفته شده باشد.
استفاده از انرژی باد پیشینهٔ دراز مدتی داشته و به حدود سده ۲ پیش از میلاد در ایران باستان بازمی‌گردد.برای نخستین بار، ایرانیان موفق شدند با استفاده از نیروی باد، دلو(دولاب) یا چرخ چاه را به گردش درآورده و آب را از چاه‌ها به سطح مزارع برسانند.
نخستین ماشینی که با استفاده از نیروی باد به حرکت درآمد، چرخ بادی هرون بود؛ ولی نخستین آسیاب بادی عملی، در سدهٔ ۷ میلادی در سیستان ساخته شد. پیدایش آسیاب‌های بادی در اروپا مربوط به سده‌های میانه است. نخستین مورد ثبت‌شده در مورد استفاده از آسیاب‌هاب بادی در انگلستان مربوط به سده‌های ۱۱ و ۱۲ میلادی است.
در توربین‌های بادی با محور افقی :که به اختصار HAWT هم نامیده می‌شوند، روتور و ژنراتور الکتریکی در بالای یک برج بلند قرار گرفته و باید در راستای باد قرار گیرند. توربین‌های بادی کوچک برای تعیین جهت وزش باد از یک بادنمای ساده استفاده می‌کنند، ولی توربین‌های بزرگ‌تر معمولاً از یک سنسور باد که با یک سرووموتور در ارتباط است، استفاده می‌کنند. بیشتر این توربین‌های بادی، با استفاده از یک جعبه دنده ، سرعت چرخش کُند پره‌ها را به سرعت بیشتری برای ژنراتور تبدیل می‌کنند.
توربین‌های بادی که امروزه در نیروگاه های بادی برای تولید تجاری برق مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولاً سه-پره بوده و با استفاده از سامانه‌های کنترل رایانه‌ای در جهت وزش باد قرار می‌گیرند. البته توربین‌های باد با دو پره و حتی یک پره هم استفاده می‌شوند. پره‌های این توربین‌ها، معمولاً طولی بین ۲۰ تا ۴۰ متر و حتی بیشتر و سرعت دورانی حدود ۱۰ تا ۲۲ دور بر دقیقه دارند. اگر طول پرهٔ یک توربین بادی، ۴۰ متر بوده و با سرعت ۲۰ دور بر دقیقه دوران کند، سرعت خطی نوک پره‌های آن، حدود ۸۴ متر بر ثانیه (۳۰۲ کیلو متر بر ساعت) خواهد بود. برجی که پره‌ها بر بالای آن نصب می‌شوند، به صورت لولهٔ فولادی و به ارتفاع ۶۰ تا ۹۰ متر است. معمولاً با استفاده از جعبه‌دنده، سرعت چرخش محور افزایش داده می‌شود، ولی در برخی از طراحی‌ها، محور با همان سرعت یک ژنراتور حلقوی را می‌چرخاند. برخی از مدل‌های توربین بادی، در سرعت ثابت کار می‌کنند ولی توربین‌های با سرعت متغیر انرژی بیشتری می‌توانند تولید کنند؛ که به واسطه نیروی لیفت و دراگ پره‌ها به حرکت در می‌آیند.
تیم بازرگانی سروین توس به شما مشاوره خواهند داد تا به نتیجه دلخواهتان برسید.
در توربین‌های بادی با محور عمودی :که به اختصار VAWT نامیده می‌شود، روتور اصلی به‌صورت عمودی قرار می‌گیرد. مهمترین برتری این نوع از توربین‌های بادی آن است که نیازی به تنظیم جهت قرارگیری نسبت به جهت وزش باد ندارند. این نکته در مکان‌هایی که جهت وزش باد خیلی متغیر است، مثلاً در بالای ساختمان‌های مسکونی، یک امتیاز به‌شمار می‌رود. مهمترین عیب این نوع توربین‌ها، کم‌بودن سرعت دورانی آنها و در نتیجه زیاد بودن گشتاور و هزینهٔ بیشتر سیستم انتقال قدرت، بارگذاری دینامیکی زیاد پره‌ها و همچنین پیچیدگی زیاد طراحی و تحلیل ایرفویل پره‌ها پیش از ساخت پیش‌نمونه (پروتوتایپ) است. با توجه به عمودی بودن محور، جعبه‌دنده و ژنراتور می‌توانند در نزدیکی زمین قرار گیرند که این موضوع دسترسی به این تجهیزات را برای نگهداری و تعمیر آسان‌تر میکند.
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.
انرژی بادی نسبت به سوخت های فسیلی دارای مزایای زیر است:
از مزایای دیگر عدم نیاز توربین های بادی به سوخت، رایگان بودن انرژی، توانایی تامین بخشی از تقاضای انرژی برق، کمتر بودن قیمت انرژی نسبت به انرژی فسیلی، عدم نیاز به آب(دوست دار محیط زیست)، کمتر بودن هزینه جاری و سرمایه گذاری.
به دلیل متفاوت بودن سرعت باد در فصول مختلف وحتی در ساعات شبانه روز ،از باد به عنوان یک منبع متناوب و نه مستمر یاد می شود به همین دلیل بعضی از بادها توانایی تولید برق را ندارند و تنها باعث چرخش رتور می شوند به همین دلیل توربین ها به طور متوسط با25%تا*35% ظرفیت خود کار می کنند.
منبع:
