تبلیغات
علم و دانش - توربین های بادی 2

:درباره وبلاگ

:آرشیو

:نویسندگان

:آخرین پستها

آماروبلاگ

پنجشنبه 7 بهمن 1389-03:33 ب.ظ



انرژی بادی معمولاً به سایر اشكال انرژی مخصوصاً انرژی الكتریكی تبدیل می‌شود. در پایان سال 2006 ظرفیت ژنراتورهای بادی در سراسر جهان 74223 مگاوات بود. اگرچه هم اكنون بیش از 1 درصد مصرف برق جهان از این طریق تولید می‌شود، انرژی بادی تقریباً 20 درصد برق مصرفی در دانمارك، 9 درصد در اسپانیا و 7 درصد در آلمان را تأمین می‌كند.
جدیدترین روش استفاده از نیروی باد تولید انرژی الكتریكی به وسیله تبدیل حركت دورانی تیغه‌های توربین به جریان برق توسط ژنراتور الكتریكی است. در آسیاب‌های بادی (فناوری بسیار قدیمی) انرژی باد برای چرخش ماشین‌آلات مكانیكی به منظور انجام كار فیزیكی مانند خردكردن گندم یا پمپاژ آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نیروی باد در مزارع بادی بزرگ برای تأمین برق شبكه سراسری همچنین برای ساكنین روستاها یا مكان‌های جدا از شبكه سراسری در مقیاس كوچكتر استفاده می‌شود. در صورتی كه از انرژی بادی برای تولید برق بجای سوخت‌های فسیلی استفاده می‌شود انرژی بادی دارای مزیت‌های زیادی است. این مزیت‌ها عبارتند از مقدار فراوان، تجدیدپذیر بودن، گستردگی تولید، تمیزبودن و كاهش دهنده گازهای سمی و گازهای گلخانه‌ای در فضا.
انرژی باد حدود 50 تا 100 برابر بیشتر از انرژی زیست توده (بیومس) در جهان وجود دارد. اغلب انرژی بادی در ارتفاعات كه سرعت مداوم باد بیش از 160 كیلومتر در ساعت است وجود دارد. بالاخره انرژی بادی از طریق اصطكاك در سطح كره زمین و آتمسفر به حرارت تبدیل می‌شود. زمین به طور غیر یكنواخت در اثر نور خورشید گرم می‌شود و در قطب‌های شمال و جنوب انرژی خورشیدی كمتری دریافت می‌كند و در ناحیه استوائی انرژی خورشیدی بیشتری جذب می‌كند. همچنین زمین خشك سریع‌تر از دریا گرم و خنك می‌شود. اختلاف حرارت باعث ایجاد سیستم جابجائی جوی می‌شود و هوای سطح زمین را به طبقه فوقانی جو (از 11 كیلومتر به بالا) انتقال می‌دهد.

تغییرپذیری باد و قدرت توربین
با وزیدن باد در پره‌های توربین و اعمال نیروی گردنده به رتور (قسمت گردنده) از نیروی باد می‌توان استفاده كرد. مقدار قدرت انتقال با تراكم هوا نسبت مستقیم دارد.
قدرت یا نیروی باد توسط معادله زیر بدست می‌آید.
        1 
               2
P برحسب وات، آلفا مقدار ثابت راندمان، P تراكم هوا بر حسب كیلوگرم در متر مكعب، r شعاع توربین بادی برحسب متر و v سرعت هوا برحسب متر در ثانیه است. جریان توده هوا كه از طریق توربین بادی حركت می‌كند با سرعت و تراكم باد تغییر می‌كند. به عنوان مثال در یك روز خنك با درجه حرارت 15 درجه سانتی‌گراد در سطح دریا، تراكم هوا 225/1 كیلوگرم در متر مكعب است. نسیمی با سرعت 8 متر در ثانیه از روتوری با شعاع 100 تقریباً 77000 كیلوگرم هوا را در هر ثانیه از طریق توربین حركت می‌دهد. نیروی برق حاصل از نسیم فوق‌الذكر حدود 5/2 مگاوات خواهد بود.
از آنجائی كه سرعت باد ثابت نیست تولید انرژی سالیانه یك ژنراتور بادی هرگز به اندازه ظرفیت اسمی آن نیست. نسبت بهره‌وری واقعی آن در طول سال به حداكثر تئوری آن عامل ظرفیت نامیده می‌شود. یك ژنراتور بادی كه در جای مناسب نصب شده باشد از عامل ظرفیتی معادل حدود 35 درصد برخوردار خواهد بود. این درصد با عوامل ظرفیت 90 درصد برای نیروگاههای اتمی و 70 درصد برای نیروگاههای ذغال سنگی و 30 درصد برای سایر نیروگاههای فسیلی مقایسه می‌شود. وقتی كه نیروگاههای بادی را با نیروگاههای فسیلی مقایسه می‌كنیم متوجه می‌شویم كه از نیروگاه بادی 1000 كیلوواتی انتظار می‌رود در طول یك سال تقریباً معادل 500 كیلووات برق (از نیروگاه ذغال سنگی) تولید شود. اگرچه بازده كوتاه مدت (ساعت یا روز) نیروگاه بادی كاملاً قابل پیش‌بینی نیست، بازده انرژی سالیانه آن فقط چند درصد متغیر است.

تعیین محل توربین‌های بادی
به عنوان یك قانون كلی ژنراتورهای بادی جائی كه سرعت باد زیاد است (16 كیلومتر در ساعت یا 5/4 متر در ثانیه یا بیشتر). معمولاً محل اجرای نیروگاه بادی براساس اطلس باد تعیین می‌شود. واضح است هواشناسی در تعیین محل پارك‌های (نیروگاههای) بادی نقش مهمی ایفا می‌كند. اطلاعات هواشناسی باد معمولاً برای تعیین محل دقیق یك طرح بزرگ نیروگاه بادی كافی نیست. داده‌های مخصوص هواشناسی محلی برای تعیین پتانسیل محل اجرا بسیار لازم است. محل ایده‌آل برای یك نیروگاه بادی بایستی دارای جریان تقریباً ثابت و غیرمتلاطم باد در سراسر سال بوده و فاقد تلاطم‌های شدید و ناگهانی در طول سال باشد.
مهم‌ترین مرحله در توسعه نیروگاه بادی جمع‌آوری اطلاعات سرعت و مسیر دقیق باد و سایر پارامترها است.
به منظور جمع‌آوری اطلاعات مربوط به باد یك برج هواشناسی در محل مورد نظر با تجهیزات اندازه‌گیری كه در ارتفاعات مختلف بر روی آن نصب می‌شود لازم است. كلیه برج‌های هواشناسی برای تعیین سرعت باد و جهت باد مجهز به بادسنج و بادنما هستند. بطور كلی ارتفاع برج‌های هواشناسی از 30 تا 60 متر است. بعضی از برج‌های هواشناسی بسیار بلندتر و دائمی هستند مانند برج هواشناسی Obninsk (ابنینسك) در روسیه كه 315 متر ارتفاع دارد.
برج‌های هواشناسی كه برای تعیین امكان‌پذیری محل مزرعه‌های بادی استفاده می‌شوند از سازه‌های فولادی لوله‌ای ساخته می‌شوند و به مدت یك تا دو سال آنها را به حال خود رها می‌كنند تا در این مدت اطلاعات لازم را جمع‌آوری كنند و سپس آنها را پیاده می‌كنند. اطلاعات جمع‌آوری شده به سرور (Server) منتقل می‌شود. این اطلاعات در آنجا ذخیره و سپس تجزیه و تحلیل می‌شود.
باد در ارتفاعات بالاتر به دلیل اصطكاك كمتر با سطح زمین و دریا و چسبناكی كمتر هوا سرعت بیشتری دارد. در نزدیكی سطح زمین به دلیل وجود پستی بلندی در سطح زمین و موانعی مانند درخت و ساختمان سرعت باد كمتر است.
در مزارع یا پارك‌های بادی تعداد زیادی توربین نصب شده است. از آنجائی كه هر توربین مقداری از انرژی باد را دریافت می‌كند رعایت فاصله كافی بین توربین‌ها برای جلوگیری از اتلاف انرژی بسیار حائز اهمیت است.
ژنراتورها، توربین بادی محدودیت بهره‌برداری در حداقل درجه حرارت دارند كه كاربرد آنها را در مناطق سردسیر محدود می‌كند (20- درجه). توربین‌های بادی بایستی از جمع‌شدن یخ در اطراف آنها محافظت شود، در غیر اینصورت ممكن است به بادسنج آن آسیب وارد شود. بعضی از سازندگان توربین‌های بادی، توربین‌هائی را كه مجهز به دستگاه گرم‌كننده داخلی هستند با روغن متفاوت و آلیاژهای مختلف تولید كرده‌اند كه می‌توان آنها را در نقاط سردسیر با درجات پائین‌تر نصب كرد.
توربین‌هائی كه در ارتفاعات و مناطق كوهستانی نصب می‌شوند عموماً سه كیلومتر یا بیشتر از نزدیك‌ترین منطقه ساحلی فاصله دارند. در این صورت سرعت باد در ارتفاعات بیشتر است، و سرعت‌های بیشتر باد باعث می‌شود انرژی الكتریكی بیشتری تولید شود. درمورد محل انتخاب توربین‌ها بایستی بسیار دقت كرد چون یك تفاوت كوچك (مثلاً 30 متر) می‌تواند بازدهی توربین را دوبرابر كند. بادهای محلی را می‌توان برای مدت یكسال یا بیشتر به وسیله بادسنج و نقشه‌های دقیق باد قبل از اینكه ژنراتورها نصب شوند با دقت كنترل كرد.
برای نصب و تعیین محل توربین‌های بادی در نیروگاههای بادی با مقیاس كوچك‌تر در مكان‌هائی كه تهیه و جمع‌آوری اطلاعات بسیار گران تمام می‌شود یا بسیار وقت‌گیر است، روش عادی برای پیدا كردن جای دقیق‌ توربین شناسائی درختان است كه در اثر وزش دائم باد كج شده‌اند. روشی دیگر استفاده از نقشه سرعت باد یا دریافت اطلاعات از ایستگاه هواشناسی محل است، اگرچه این روش‌ها از قابلیت اطمینان كمتری برخوردار هستند.

نصب توربین‌ها نزدیك ساحل:
نصب توربین‌ها درآب و نزدیك ساحل در منطقه قرار می‌گیرند كه در روی زمین در فاصله 3 كیلومتری خط ساحلی و در آب در فاصله 10 كیلومتری زمین نصب می‌شوند.
سرعت باد در این مكان از مشخصه‌های سرعت باد در دو ناحیه دریا و ساحل دریا برخوردار می‌شود.

نصب توربین‌ها دور از ساحل:
محل نصب توربین‌ها در این شرایط عموماً حدود 10 كیلومتر یا بیشتر از خشكی فاصله دارد. توربین‌های بادی نصب شده در این مكان كمتر از توربین‌های نصب شده در روی خشكی مزاحم هستند چون از فاصله دور صدای آنها كمتر به گوش می‌رسد. از آنجائی كه ناهمواری‌های سطح آب مخصوصاً در ناحیه عمیق‌تر بسیار كمتر از پستی و بلندی‌های روی زمین است میانگین سرعت باد در منطقه باز آب به مراتب بیشتر از میانگین سرعت آن در خشكی است. عوامل ظرفیت در این نقطه از دریا بسیار بیشتر از محل نصب توربین‌های بادی در ساحل و نزدیك ساحل است بنابراین می‌توان برای توربین‌های بادی در این منطقه از برج‌های كوتاه‌تری استفاده كرد.

توربین‌های هوائی (معلق در هوا)
توربین‌های بادی ممكن است در ارتفاع زیاد جائی كه سرعت باد بسیار زیاد است قرار گیرند. یك شركت در انتاریو كانادا به نام مگن پاور (Magenn Power) سعی می‌كند توربین‌های هوائی را كه با گاز هلیوم در هوا معلق هستند بصورت تجاری تولید كند. یك پروژه ایتالیائی به نام كایت گن (Kitegen) به آدرس (http://www.treehugger.com/files/2005/12/ecablogitmassi.php) از یك نمونه توربین بادی با محور عمودی استفاده می‌كند. این پروژه یك برنامه ابتكاری است (هنوز در دست ساخت می‌باشد) كه شامل یك مزرعه بادی با یك محور عمودی است و برای بهره‌گیری از بادهای ارتفاعات زیاد از تعدادی كایت (بادبادك) بنام ژنراتورهای بادی كایت (KWG) یا kitegen استفاده می‌كند. در این پروژه مسئولین اجرای آن ادعا می‌كنند كه كلیه مسائل استاتیكی و دینامیكی كه مانع افزایش نیروی قابل دریافت از طریق ژنراتورهای توربین بادی با محور افقی می‌شد از بین می‌رود.
تعداد بسیار زیادی توربین بادی با ظرفیت كل 74223 مگاوات اكنون در جهان در حال بهره‌برداری است كه 65 درصد از این مقدار متعلق به اروپا است. میانگین یك مگاوات نیروی باد معادل میانگین مصرف 160 خانوار آمریكایی است. نیروی باد سریع‌ترین روش در حال رشد تولید برق در سال‌های اخیر است و بین سال‌های 1995 تا 2005 ظرفیت تولید برق از طریق انرژی باد در جهان چهار برابر شده است.

كل ظرفیت نصب شده نیروگاههای بادی به مگاوات
رتبه      كشور      سال 2005       سال 2006       اخیراً
1         آلمان        18415           20622         21283
2         اسپانیا       10028           11615         12801 
3         آمریكا       9149           11603         12634
4         هند         4430           6270         7113
5         دانمارك       3136           3140 
6         چین        1260           2604         2956
7         ایتالیا        1718           2123
8         انگلستان      1332           1963         2186
9         پرتغال       1022           1716         1874
10         فرانسه         757            1567    
11          هلند          1219           1560 
12      كانادا        683            1459          1588
13      ژاپن        1061           1394   
14      اطریش       819            965    
15      استرالیا       708            817    
16      یونان        573            746           753   
17      ایرلند        496            745           866    
18      سوئد        510            572   
19      نروژ        267            314    
20      برزیل        29             237   
21      مصر        145            230           580    
22      بلژیك       167            193   
23      تایوان       104            188    
24      كره جنوبی     98             173   
25      نیوزلند       169            171    
26      لهستان       83             153           216    
27      مراكش       64             124    
28      مكزیك       3              88   
29      فنلاند       82             86    
30      اكراین       77             86     
31      كستاریكا      71             74       
32      مجارستان     18             61    
33      لیتوانی       6              55   
34      تركیه        20             51   
35      جمهوری چك   28             50   
36      ایران        23             48   
37      بقیه اروپا      129            163   
38      بقیه آمریكا     109            109   
39      بقیه آسیا      38             38   
40   بقیه‌آفریقاوخاورمیانه   31             31    
41      بقیه اقیانوسیه    12             12   
81 درصد تاسیسات نیروگاههای بادی در آمریكا و اروپا است، ولی سهم پنج كشور بالای فهرست مذكور از نظر تاسیسات جدید از 71 درصد در سال 2004 تا 55 درصد در سال 2005 می‌باشد. سازمان انرژی بادی جهان انتظار دارد 160 گیگاوات تا سال 2010 و 9/73 گیگاوات در پایان سال 2006 با نرخ رشد بیش از 21 درصد در سال ظرفیت نصب شده نیروگاه بادی در سراسر جهان وجود داشته باشد.
كشورهای آلمان،‌اسپانیا، آمریكا، هند و دانمارك برای تولید برق بیشترین مبلغ سرمایه‌گذاری را در زمینه توسعه انرژی بادی اختصاص داده‌اند. دانمارك در ساخت و استفاده از توربین‌های بادی بسیار تسلط دارد به طوریكه در دهه 1970 بخش عمده برق خود را از طریق نیروگاه بادی تامین كرد. كشور دانمارك بیش از 20 درصد برق مصرفی خود را از انرژی بادی تامین می‌كند و از نظر تولید برق پنجمین كشور جهان به شمار می‌رود. كشورهای دانمارك و آلمان بزرگ‌ترین صادركننده توربین‌های بزرگ (66/0 تا 5 مگاوات) هستند. باد یك درصد از كل تولید برق را در سطح جهان (2005) به خود اختصاص داده است. آلمان با تولید كننده برجسته برق از طریق انرژی باد 28 درصد كل ظرفیت برق در جهان در سال 2006 (3/7 درصد برق آلمان) را به خود اختصاص داده است. هدف این كشور این است كه تا سال 2010، انرژی تجدیدپذیر 5/12 درصد نیازهای برق خود را تأمین كند. می‌توان پیش‌بینی كرد كه كشور آلمان حتی زودتر از تاریخ مذكور به هدف خود برسد. كشور مذكور 18600 توربین بادی در اختیار دارد كه اغلب در شمال آن نصب شده است.
اسپانیا و آمریكا از نظر ظرفیت نصب در مقام بعدی قرار می‌گیرند. در سال 2005، دولت اسپانیا برنامه ملی جدیدی را برای ظرفیت نیروگاه بادی نصب شده به مقدار 20000 مگاوات تا سال 2012 تصویب كرد. طبق گزارش سازمان انرژی بادی آمریكا، انرژی بادی 4/0 درصد برق (6/1 میلیون خانوار) كل آمریكا را در سال 1999 تولید كرد. در سال 2005 دو كشور آلمان و اسپانیا از نیروگاههای بادی بیشتر از نیروگاههای برق آبی، برق تولید كردند. مطالعات سازمان انرژی آمریكا نتیجه‌گیری كرده است از پنجاه ایالت فقط سه ایالت توانسته‌اند از طریق انرژی بادی برق كافی برای همه مردم تولید كنند. رشد نیروگاههای بادی در آمریكا در سال 2006 را تا 50 درصد تخمین زده‌اند و ظرفیت نصب آن به 11603 مگاوات رسید. در سال‌های اخیر آمریكا از هر كشور دیگری انرژی بادی بیشتری را به شبكه برق خود اضافه كرده است و این ظرفیت به نظر می‌رسد در سال 2007 حدود 3 گیگاوات (3000 مگاوات) رشد داشته باشد. ایالت تگزاس اولین تولیدكننده برق از طریق انرژی باد است و از این لحاظ از كالیفرنیا سبقت گرفته است. در سال 2007 تگزاس انتظار دارد 2 گیگاوات به ظرفیت كنونی خود اضافه كند و ظرفیت كل برق از طریق انرژی بادی خود را به 5/4 گیگاوات افزایش دهد. آیوا (Iowa) و مینسوتا (Minnesota) به نظر می‌رسد ظرفیت انرژی بادی خود را به 1 گیگاوات تا پایان سال 2007 افزایش دهند. تولید برق از طریق انرژی باد در آمریكا از فوریه 2006 تا فوریه 2007 به 31 درصد رسید.
هندوستان با ظرفیت تولید برق از طریق انرژی باد 6270 مگاوات در سال 2006 چهارمین كشور جهان به شمار می‌رود. انرژی بادی 3 درصد از كل تولید برق هندوستان را تشكیل می‌دهد. كنفرانس جهانی انرژی باد در دهلی‌نو نوامبر 2006 صنایع انرژی بادی هندوستان را تشویق كرده و انگیزه‌های جدیدی را به این زمینه اختصاص داده است. مزرعه بادی در نزدیكی Muppandal هندوستان برای یك روستای فقیر ایجاد شغل كرده است. كارخانه Suzlon Energy هندی یكی از بزرگترین كارخانجات توربین بادی‌سازی جهان است.
در دسامبر 2003 جنرال الكتریك بزرگ‌ترین توربین‌های بادی نصب شده دور از ساحل دریا را در ایرلند نصب كرد، و برای توسعه اینگونه تأسیسات درساحل غربی این كشور برنامه‌هائی از جمله استفاده از توربین‌های شناور در دست اقدام دارد.
در 15، آگوست 2005، چین اعلام كرد یك مزرعه بادی 1000 مگاواتی در هبی Hebei كه در سال 2020 به بهره‌برداری می‌رسد خواهد ساخت. طبق گزارش دریافتی كشور چین برای تولید 20000 مگاوات تولید برق از طریق منابع انرژی تجدیدپذیر تا سال 2020 هدف‌گذاری كرده است و اعلام می‌كند برق از طریق انرژی باد می‌تواند تا 253000 مگاوات در این كشور تولید شود.
پیرو كنفرانس جهانی انرژی بادی در نوامبر 2004 كه توسط كشور چین و سازمان جهانی انرژی بادی برگزار شد، قانون انرژی تجدیدپذیر چین پذیرفته و تصویب شد. در اواخر سال 2005، دولت چین هدف انرژی بادی در سال 2020 را از 20 گیگاوات به 30 گیگاوات افزایش داد.
مكزیك اخیراً پروژه تولید برق از طریق انرژی باد به نام Venta II را به عنوان اقدام مهمی در جهت كاهش مصرف سوخت‌های فسیلی شروع كرده است. این پروژه 88 مگاواتی كه در نوع خود در مكزیك اولین پروژه است 13 درصد نیازهای برقی ایالت Oaxaca را تأمین خواهد كرد و تا سال 2012 ظرفیتی معادل 3500 مگاوات خواهد داشت. بازار در حال رشد دیگر كشور برزیل است كه از 143 گیگاوات پتانسیل انرژی بادی جهت تولید برق برخوردار می‌باشد. دولت فدرال به منظور ساخت نیروگاه با ظرفیت تولید 3300 مگاوات انرژی تجدیدپذیر كه 1422 مگاوات آن از طریق انرژی بادی تأمین می‌شود برای سال 2008 برنامه تشویقی تدارك دیده است.
این برنامه در جهت تولید 10 درصد نیروی برق برزیل از طریق منابع تجدیدپذیر تهیه شده است. برزیل در سال 2004، 320 تراوات ساعت برق تولید كرد. كشور فرانسه اخیراً از ظرفیت 12500 مگاوات نیروگاه نصب شده تا سال 2010 خبر داد. كشور كانادا از سال 2000 تا 2006 نزدیك به 7 سال رشد سریع ظرفیت انرژی بادی را با افزایش ظرفیت نصب شده 137 مگاوات به 1451 مگاوات با نرخ رشد 38 درصد تجربه كرد.

نیروگاههای بادی كوچك
نیروگاههای بادی كوچك كه حدود 100 كیلووات یا كمتر ظرفیت دارند معمولاً به منظور تأمین برق مصرفی خانه، مزرعه و حرفه‌های كوچك مورد استفاده قرار می‌گیرند. مردم به منظور كاهش یا حذف صورت حساب‌های برق و اجتناب از پرداخت هزینه‌های غیرقابل پیش‌بینی گاز طبیعی این سیستم‌ها را خریداری می‌كنند. توربین‌های بادی برای تولید برق خانگی به صورت ذخیره باطری در نقاط دوردست سالها مورد استفاده قرار گرفته است ولی در آمریكا مصرف‌كنندگان ترجیح می‌دهند برای مصرف برق خانگی خود توربین‌های یك تا 10 كیلووات را كه با بیش از یك كیلووات ظرفیت اكنون در چندین كشور جهان و كلیه ایالت‌های آمریكا موجود است را مورد استفاده قرار دهند.
در مناطق شهری یا جائیكه دسترسی به مقدار زیاد و قابل پیش‌بینی انرژی بادی كار مشكلی است برای بهره‌برداری از لوازم برقی كوچك و كم مصرف می‌توان از سیستم‌های كوچك‌تر استفاده كرد. برق تولیدی از توربین‌های بادی كوچك كه بر روی پشت‌بام خانه‌ها نصب می‌شوند می‌تواند مسائل توزیع برق را تا حدی حل كند. برق مصرفی تجهیزاتی نظیر پارك متر یا ورودی‌های شبكه اینترنت ممكن است توسط یك توربین بادی كه باطری كوچكی را شارژ می‌كند تأمین شود.
در حالیكه توربین‌ بادی كوچك را می‌توان روی بام‌ خانه‌ها با موفقیت نصب كرد ولی چندین موضوع ذاتی در مورد نصب این توربین‌ها وجود دارد: آیا بام خانه یا ساختمان می‌تواند وزن توربین را تحمل كند، تا چه اندازه ساختمان می‌تواند ارتعاشات رتور توربین را تحمل كند. توربین‌های كوچك مخصوص مناطق مسكونی در بازار وجود دارند. این توربین‌ها هر كدام حدود 7 فوت (2 متر) تا 25 فوت قطر دارند و حدود 900 تا 10000 وات برق تولید می‌كنند. بعضی از این توربین‌ها بسیار سبك وزن هستند یعنی حدود 16 كیلوگرم طراحی می‌شوند و در مقابل باد به سرعت عمل می‌كنند و نصب آنها به راحتی نصب آنتن تلویزیون است گفته می‌شود صدای این نوع توربین‌ها حتی از فاصله چند فوت زیر آنها به گوش نمی‌رسد.
سازمان انرژی بادی چندین مورد مطالعه درمورد بازار توربین‌های بادی كوچك را در آمریكا و سایر كشورها فاش كرده است كه نشان دهنده این واقعیت است كه آمریكا در حال پیشرفت در صنعت نیروگاههای بادی كوچك است. براساس اعلام یك سازمان دیگر یعنی سازمان جهانی انرژی بادی تخمین تعداد كل و ظرفیت كل توربین‌های بادی كوچك كار مشكلی است ولی در كشور چین به تنهایی 300000 توربین بادی كوچك وجود دارد كه در حال بهره‌برداری هستند.
مدل شایع در بازار مخصوصاً در آمریكا نوع پروانه‌ای شكل با محور افقی است كه مشابه توربین‌های بزرگ مزارع بادی می‌باشد. مدل دیگر محور عمودی دارد و در شكل‌های مختلف می توان آنرا طراحی كرد. پیشرفت‌های اخیر در توربین‌های بادی كه برای استفاده در خانه‌ها می‌توان نام برد به قرار زیر هستند:
- توربین با محور عمودی آئروتكچر
- طرح انرژی بادی آئروویرنومت آركیتكچرال (Aero Vironnent Architectural)
- طرح آسیاب بادی
- توربین بادی خانگی سویفت (Swift)
- توربین بادی موتورویو میكرو (Motorwav Micro)

رشد و روند هزینه
ارقام شورای انرژی بادی جهانی (GWEC) نشان می‌دهد كه در سال 2006 افزایش ظرفیت نصب‌شده‌ معادل 15197 مگاوات است. در سال 2006 ظرفیت كل انرژی بادی نصب شده 74223 مگاوات و ظرفیت كل آن در سال 2005 به میزان 59091 مگاوات ثبت شده است. با وجود موانعی كه برای توربین‌های بادی وجود داشت،‌بازار انرژی بادی با نرخ 32% افزایش پس از سال 2005 به رشد خود ادامه داد كه در این سال رشد آن به 41 درصد رسید.
از نظر ارزش اقتصادی بخش انرژی بادی با ارزش تجهیزات نصب شده جدید تولید در سال 2006 حدود 18 میلیارد یورو یا 23 میلیارد دلار یكی از ایفاگران مهم نقش در بازار انرژی شده است.
كشورهائی كه از بالاترین ظرفیت نصب برخوردار هستند عبارتند از آلمان با ظرفیت 20621 مگاوات، اسپانیا با ظرفیت 11615 مگاوات، آمریكا با ظرفیت 11603 مگاوات،‌هند با ظرفیت 6270 مگاوات و دانمارك با ظرفیت 3136 مگاوات. سیزده كشور در سراسر جهان اكنون بیش از 1000 مگاوات ظرفیت بادی دارند. براساس ظرفیت نصب شده در سال 2006، آمریكا از بالاترین ظرفیت یعنی 2454 مگاوات برخوردار است و پس از آن آلمان، هند، اسپانیا، چین و فرانسه به ترتیب دارای ظرفیت‌های 2233 مگاوات، 1840 ، 1587، 1347 و 810 مگاوات هستند. در سال 2004 هزینه انرژی بادی یك پنجم دهه 1980 بود و بعضی افراد انتظار ادامه سیر نزولی برای هزینه توربین‌های بزرگ‌تر با ظرفیت بیشتر را داشتند. بهرحال هزینه تأسیسات در سال‌های 2005 و 2006 افزایش یافته است و طبق برآورد گروه بازرگانی صنایع انرژی بادی آمریكا میانگین هزینه هر كیلووات 1600 دلار است كه با 1200 دلار برای هر كیلووات چند سال قبل قابل مقایسه است.
اغلب روش‌های مهم تولید برق سرمایه‌بر هستند یعنی آنها در آغاز اجرای پروژه به سرمایه‌گذاری كلان نیاز دارند و برای ادامه به هزینه كمتری احتیاج دارند (هزینه‌های سوخت و نگهداری)، این شرایط درمورد تولید برق از طریق انرژی باد و برق آبی كاملاً صادق است و هزینه‌های سوخت آنها نزدیك به صفر بوده و هزینه نگهداری آنها بسیار ناچیز است.

ذخیره انرژی
یك روش احتمالی افزایش مقدار انرژی بادی قابل استفاده در یك سیستم برق استفاده از سیستم‌های ذخیره انرژی بادی است. انرژی بادی مازاد بر مصرف را می‌توان به شكل قابل استفاده یعنی سیستم برقآبی تلمبه ذخیره‌ای ذخیره كرد. تعداد زیادی از فناوری‌های متفاوت برای ذخیره‌كردن برق از جمله فناوری‌های بالاست هوا و باطری وجود دارد. برای شبكه‌های بزرگ انرژی روش تلمبه ذخیره‌ای هیدروالكتریك در مقیاس بزرگ اجرا شده است. اغلب فناوری‌های ذخیره برق از نظر تجاری در مقیاس زیاد هم اكنون به اثبات نرسیده است و اغلب به اعتبارات زیست محیطی دولت و یارانه انرژی تجدیدپذیر وابسته هستند. روشی كه هم اكنون در مزارع بادی آزمایش می‌شوند استفاده از باطری‌های قابل شارژ است.

اكولوژی (شناخت محیط زیست) و آلودگی تولید گاز Co2 و آلودگی محیط زیست
گفته می‌شود انرژی بادی به دلیل اینكه طبیعت قطع وصل دارد و لازم است به وسیله نیروگاههای فسیلی حمایت شود باعث كاهش آلودگی هوا و كاهش گاز Co2 نمی‌شود. توربین‌های بادی جانشین ظرفیت تولید برق نیروگاههای فسیلی نمی‌شوند ولی انرژی بادی می‌تواند باعث كاهش مصرف سوخت فسیلی و بنابراین كاهش گاز CO2 شود. برای تولید برق از طریق انرژی بادی هیچگونه سوختی مصرف نمی‌شود و تولید گاز آلوده كننده با تولید برق از طریق انرژی بادی ارتباط مستقیم ندارد. بهرحال برای ساخت نیروگاههای بادی بایستی از سایر منابع استفاده شود. تولید برق از انرژی بادی ممكن است از طریق سایر تأسیسات تولید در آلودگی هوا تأثیر غیر مستقیم داشته باشد و ممكن است در راندمان تأسیساتی كه برای ایجاد تعادل در عرضه و تقاضا مورد استفاده قرار می‌گیرند تأثیرگذار باشند مخصوصاً در صورتی كه این تأسیسات سوخت‌های فسیلی مصرف كنند.
براساس مطالعه شبكه سراسری برق ایرلند اعلام شد كه تولید برق از طریق باد باعث كاهش مصرف سوخت‌های فسیلی می‌شود. بنابراین باعث كاهش آلودگی هوا و كاهش گاز CO2 از 59/0 تن در هر مگاوات ساعت به 33/0 تن در مگاوات ساعت خواهد شد. نیروی باد یك منبع تجدیدپذیر است یعنی استفاده از آن باعث تخلیه كردن ذخیره سوخت‌های فسیلی نمی‌شود. باد همچنین یك منبع انرژی تمیز است و بهره‌برداری از آن باعث تولید دی‌اكسیدكربن، دی اكسید گوگرد، جیوه یا سایر مواد آلوده‌كننده هوا نمی‌شود.
تولید نیروی برق فقط بخشی (حدود 39 درصد در آمریكا) از استفاده از انرژی یك كشور را تشكیل می‌دهد بنابراین نیروی باد اثرات منفی استفاده از انرژی را تخفیف می‌دهد. از آنجائیكه باد می‌تواند برای تولید برق جایگزین سوخت شود نیروی باد می‌تواند باعث كاهش گرمای كره زمین شود.
توربین‌های بادی ممكن است باعث كشتن پرندگان شود و نیروگاههای فسیلی نیز از طریق تغییر آب وهوا، باران اسیدی و آلودگی محیط زیست در حیات جانداران اثرات زیان باری دارند. برخلاف نیروگاههای فسیلی یا هسته‌ای كه برای خنك كردن تأسیسات حجم زیادی از آب را در سیستم خود به چرخش درمی‌آورند و باعث تبخیر آن می‌شوند توربین‌های بادی برای تولید برق نیازی به آب ندار


نظرات() 

تاریخ آخرین ویرایش:- -


hadi
چهارشنبه 19 مهر 1391 03:20 ب.ظ
با عرض سلام و خسته نباشید
احتراما اینجانب هادی رحمانی دانشجوی رشته برق قدرت در مقطع کارشناسی ارشد هستم و موضوع پروژه بنده حقیر درباره پیش بینی درجه حرارت ژنراتور توربین بادی هست و چون می خواهم از روشهای هوشمند(شبکه عصبی) استفاده کنم برای این منظور نیاز به یکسری داده برای اموزش شبکه عصبی دارم ولی متاسفانه تا حالا موفق به پیدا کردن این داده ها که مربوط به توربین بادی می شود نشده ام.
داده هایی که من برای اموزش شبکه عصبی نیاز دارم عبارتند از :
1-درجه حرارت محیط توربین بادی
2-درجه حرارت nacelle
3-درجه حرارت ژنراتور
4- توان خروجی
5- جریان
لازم به ذکر است که بگویم جمع اوری داده ها از توربین بادی سالم صورت گرفته است و به صورت هر 10 دقیقه یکبار در روز (144 داده در روز) و در طول یکسال انجام شده است
از شما خواهش میکنم بنده حقیر را یاری کنید
با تشکر
ارادتمندتان هادی رحمانی
09378207556
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر