انواع توربين هاي بادي,آمارهاي كمي,هندسه نصب

1) نحوه به وجود آمدن انرژي باد : انرژي باد، انرژي حاصل از هواي متحرك مي باشد. هنگامي كه تابش خورشيد بطور نامساوي به سطوح ناهموار زمين ميرسد سبب ايجاد تغييرات دما و فشار مي گردد و در اثر اين تغييرات باد بوجود مي آيد. همچنين اتمسفر كره زمين بدليل حركت وضعي زمين، گرما را از مناطق گرمسيري به مناطق قطبي انتقال مي دهد كه اين امر نيز باعث بوجود آمدن باد می گردد. جریان اقیانوسی نیز بصورت مشابه عمل نموده و عامل 30% انتقال حرارت کل در جهان می باشد. 
در مقياس جهاني اين جريانات اتمسفري بصورت يك عامل قوي جهت انتقال حرارت و گرما عمل مي نمايند. دوران كره زمين نيز مي تواند در برقراري الگوهاي نيمه دائم جريانات سياره اي در اتمسفر، انرژي مضاعف ايجاد نمايد.

2) توليد برق از طريق انرژي باد با استفاده از توربين بادي :

مراحل كار يك توربين، كاملاً عكس مراحل كار پنكه مي باشد. در پنكه انرژي الكتريسيته به انرژي مكانيكي تبديل شده و باعث چرخيدن پره مي شود. در توربينهاي بادي چرخش پره ها انرژي جنبشي باد را به انرژي مكانيكي تبديل كرده، سپس الكتريسيته توليد مي گردد. باد به پره ها برخورد مي كند و آنها را مي چرخاند. چرخش پره ها باعث چرخش محور اصلي مي شود و اين محور به يك ژنراتور برق متصل مي باشد. چرخش اين ژنراتور، برق متناوب توليد مي نمايد.

3) انواع توربين هاي بادي بر اساس محور چرخش پره ها :‌

الف- توربينهاي بادي با محور چرخش عمودي VAWT

اين توربينها از دو بخش اصلي تشكيل شده اند: يك ميله اصلي كه رو به باد قرار مي گيرد و ميله هاي عمودي ديگر كه عمود بر جهت باد كار گذاشته مي شوند. اين توربينها شامل قطعاتي با اشكال گوناگون بوه كه باد را در خود جمع كرده و باعث چرخش محور اصلي مي گردد. ساخت اين توربينها بسيار ساده بوده و همچنين بازده پايين نيز دارند. عمده ترين توربين هاي بادي محور عمودي عبارتند (ساوينيوس داريوس، صفحه اي و كاسه اي). در اين نوع توربينها در يك طرف توربين، باد بيشتر از طرف ديگر جذب مي شود و باعث مي گردد كه سيستم لنگر پيدا كرده و بچرخد. يكي از مزاياي اين سيستم وابسته نبودن آن به جهت وزش بادمي باشد.

ب – توربينهاي بادي با محور چرخش افقيHAWT

اين توربينها نسبت به مدل محور عمودي رايج تر بوده همچنين از لحاظ تكنولوژيك پيچيده تر و گرانتر نيز مي باشند. ساخت آنها مشكلتر از نوع محور عمودي بوده ولي راندمان بسيار بالايي دارند. در سرعتهاي پايين نيز توانايي توليد انرژي الكتريكي را داشته و توانايي تنظيم جهت در مسير وزش باد را نيز دارند. اين توربينها 3 يا در مواردي 2 پره مي باشند كه روي يك برج بلند نصب مي شوند. اين پره ها همواره در جهت وزش باد قرار مي گيرند.

4) اجزاي توربين بادي :‌

5) آمارهاي كمي از كاربردهاي توربين بادي :‌(آمار در صورتي كه سال آن ذكر نشود مربوط به سال 2005 است)

درحال حاضر ظرفيت استفاده از توربين هاي بادي در جهان بيش از 46000 مگاوات است دانمارك با حدود 60 درصد بزرگترين كشور سازنده توربين هاي بادي  و آلمان با توليد بيش از 16000 مگاوات برق از طريق اين توربين ها بزرگترين استفاده كننده از آن است در كشورمان نيز 11 مگاوات توليد برق از طريق نيروگاههاي بادي به ثبت رسيده است ايران در آسيا بعد از هند، چين و ژاپن در مكان چهارم استفاده از نيروگاه بادى قرار دارد.بزرگترين توربين برق-بادي جهان با قدرت 5 مگاوات و با روتوري به قطر 128 متر در آلمان ساخته شده است و برق مورد نياز4500 منزل سه خانواري را تامين مي كند. بزرگترين شركتهاي سازنده توربين بادي جهان در حال حاضر شركت وستاس، شركت انركون و شركت NEG مايكون هستند كه به ترتيب 3/23، 6/14 و 4/12 درصد از بازار جهان را در اختيار دارند.

برخي اطلاعات كه از بررسي بازار تكنولوژي باد در آلمان بعنوان پيشتاز صنعت باد جهان بدست آمده بيانگر روند تحولات در سالهاي اخير در اين صنعت مي‎باشد و لذا توجه به آنها در پيش‎بيني آينده سودمند خواهد بود. ميانگين ظرفيت توربينهاي بادي نصب شده در آلمان در حدود 900 كيلووات است، اما اگر فقط توربينهاي نصب شده در نيمه اول سال 2003 را در نظر بگيريم، ميانگين ظرفيت توربينهاي جديد در حدود 1560 كيلووات مي‎باشد. لذا روند آشكاري از افزايش سايز توربينهاي بادي مدرن قابل مشاهده است.در بازار توربينهاي بادي 58 مدل توربين وجود دارد كه از اين 58 مدل فقط 4 مدل آن بدون گيربكس هستند كه روي سايزهاي متوسط و بزرگ آزمايش شده‎اند. اما 54 مدل ديگر (شامل سايز هاي متوسط، بزرگ و خيلي بزرگ) هنوز از گيربكس استفاده مي‎كنند. بنابراين توربينهاي بدون گيربكس هنوز در ابتداي راه هستند و وضعيت آنها پس از سالها تجربه و بهره برداري روشن خواهد شد.اغلب توربينهاي بزرگ از نوع پيچ كنترل هستند، يعني هر چه توربينها بزرگتر شوند از تعداد مدلهاي استال كنترل كاسته و به مدلهاي پيچ كنترل افزوده مي‎شود. در توربينهاي خيلي بزرگ (بالاتر از 3000 كيلووات) اصلاً سيستم استال كنترل وجود ندارد. قابل ذكر است كه پره‎هاي استال كنترل بزرگتر و سنگينتر از انواع پيچ كنترل مي‎باشند. لازم به اشاره است كه در سيستم پيچ كنترل پره‎ها حول محور طولي خود ميتوانند بچرخند و تغيير زاويه بدهند. اما در سيستم استال كنترل پره‎ها به هاب فيكس مي‎شوند و آزادي گردش حول محور طولي را ندارند.در گذشته توربينهاي بادي با يك سرعت دوراني ثابت (دور روتور) كار مي‎كردند، اما مدلهاي امروزي تقريباً سيستم يك سرعته را كنار گذاشته و به سيستم هاي دوسرعته يا سرعت متغير روي آورده‎اند. از ميان 58 مدل موجود در بازار، فقط 2 مدل از نوع يك سرعته هستند و 23 مدل دو سرعته و 33 مدل با سرعت متغير ديده مي‎شوند. قيمت هر توربين بادى در جهان به ازاى هر كيلو وات ۹۰۰ يورو است و فروش هر دستگاه توربين بادى بدون نصب و راه اندازى در ايران ۷۲۰ ميليون تومان، معادل ۶۰۰ هزار يورو است كه اين قيمت به استاندارد جهانى نزديك مى باشد اما نكته اي كه بايد به آن توجه داشت اين است كه استفاده از توربين هاي بادي در هر نقطه اي از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نيست و استفاده فنی از انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5 الی 25 متر بر ثانيه باشد. پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادی 1018ژول) برآورد گردیده است.

6) استفاده از توربين بادي در كويرها :‌

هميشه استفاده از انرژي باد به صورت طبيعي انجام نمي گيرد مثلا در كويرها روش توليد برق از طريق توربين هاي بادي به اين صورت است كه كه پس از برخورد خورشيد به سطح كلكتور كه در فضاي آزاد قرار دارد حرارت جذب و حجم هواي قرار گرفته در سطح كلكتور به طور پيوسته گرم و باعث كاهش فشار هوا مي شود. كاهش فشار هوا آن چيزي است كه باد را از طريق سيستم خور شيدي به وجود مي آورد. هوا از سمت محيط اطراف كلكتور كه فشار بالاتري دارد به سمت مركز كلكتور كه فشار آن پايين تر است جريان مي يابد. هرچه سطح كلكتور گرم تر شود سرعت باد بيشتر خواهد شد. بنابراين اگر توربين هاي بادي را در اطراف كلكتور كه 360 درجه است قرار دهيم شروع به چرخش كرده و برق توليد مي شود. همچنين مي توان با استفاده از قرار دادن تونل هوا در سطح كلكتور فشار هواي بالاي اطراف كلكتور را به فشار هواي پايين ايجاد شده در مركز كلكتور مرتبط كرد . با اين عمل توربين قرار گرفته درون تونل به حركت در مي آيد.

7) تقسيم بندي توربين از نظر توليد توان :

توربینهای بادی کوچک

از توربینهای بادی کوچک جهت تامین برق جزیره های مصرف و یا مناطقی که تامین برق از طریق شبکه سراسری برق مشکل می باشد استفاده می شود. این توربینها تا قدرت 10 کیلووات توان تولید برق را دارا می باشند.

توربینهای بادی متوسط

عموماً تولید این توربینها بین 250-10 کیلووات است. از این توربینها جهت تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

توربینهای بادی بزرگ( مزارع بادی)

این نوع توربینها معمولاً شامل چند توربین بادی متمرکز با توان تولیدی 250 کیلووات به بالا می باشند که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند.

8) هندسه نصب توربين هاي بادي :

پس از عبور هوا از اولين توربين بادي به دليل اينكه هوا با پديده انفجار مواجه مي شود توربين هاي بادي بهتراست به صورت زيگزاگي نصب شوند تا بيشترين راندمان را داشته باشند. لذا فاصله بهينه هر توربين از توربين مجاورش حدود 3 الي 3.5 برابر قطر روتور توربين مجاورش است .

منبع: وبلاگ elevestra

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: