توربین های بادی

در بین انرژی های تجدیدپذیر، انرژی باد یکی از اقتصادی ترین روش های تولید برق  است ، که آلودگی نداشته و پایان ناپذیر است .

طبق آمار موجود تولید هر کیلووات ساعت انرژی الکتریکی از باد می تواند از انتشار حدود یک کیلوگرم CO2   در مقایسه  با نیروگاه های سوخت فسیلی جلوگیری نماید. برای نمونه در منطقۀ منجیل هر توربین ۵۰۰ کیلووات، در سال حداقل ۱۵۰۰۰۰ کیلووات ساعت انرژی الکتریکی تولید می کند که باعث کاهش آلاینده های محیط زیست خواهد گردید.

• سیستم های تولید انرژی هیبریدی ترکیبی از منابع خورشیدی و بادی :

در سیستم های تولید انرژی هیبریدی، از دو یا چند منبع متفاوت انرژی به صورت ترکیبی استفاده می شود که این موضوع سبب می شود که در مقایسه با سیستم هایی که از یک منبع انرژی تغذیه می شوند، سیستم تولید انرژی قابلیت اطمینان بالاتری داشته باشد.

مزیت استفاده ترکیبی از دو سیستم خورشیدی و بادی در کنار یکدیگر، بازده بیشتر توربین های بادی در  فصول سرد و هم چنین استفاده از خروجی پیک تولید پنل های خورشیدی در فصل تابستان است.

• تبدیل انرژی در توربین های بادی :

در توربین های بادی انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

در حال حاضر بیشترین ظرفیت توربین های بادی نصب شده در چند دهۀ گذشته از نوع متصل به شبکه بوده است. البته گاهی اوقات در نواحی دور افتاده از توربین های بادی منفصل از شبکه استفاده می شود.

مراحل کار یک توربین کاملاً بر عکس مراحل کار یک پنکه است. در پنکه انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل شده و باعث چرخیدن پره می شود. در توربین، باد به پره ها برخورد می کند و آن ها را می چرخاند. چرخش پره ها سبب چرخش محور اصلی می شود و این محور به یک ژنراتور برق متصل است. توربین های بادی عمودی امروزه می توانند بین ۵ تا ۶۵۰۰ کیلووات برق تولید کنند.

• مزارع بادی :

مزارع بادی معمولاً از چندین توربین بادی متمرکز تشکیل می شوند که به منظور تأمین انرژی شبکه طراحی شده و این موضوع در مقابل توربین های بادی منفرد که به منظور تأمین انرژی بار محلی طراحی می گردد، مطرح است.

سیاست های ملی تولید انرژی، تعیین کنندۀ بازار پراکنده توربین های متصل به شبکه است. به عنوان مثال در آمریکا، دانمارک، هلند و آلمان به افراد اجازه داده می شود که توربین های بادی در تملک خود را به شبکه وصل نموده و تولید اضافی خود را به سازمان برق محلی بفروشند.

انواع توربین بادی :

• 1- توربین های بادی با محور چرخش عمودی
• 2- توربین های بادی با محور چرخش افقی

توربین بادی خانگی:

توربین بادی خانگی در دسته بندی توربین های سبک یا مقیاس کوچک قرار می گیرد که از توان ۵۰۰ وات تا ۱۰ کیلووات تولید می شود.

اندازه توربین بادی وابسته به مقدار مصرف برق است. از این رو اولین گام طراحی توربین بادی تعیین اندازه توربین است. هر اندازه توربین بادی ، ملزومات و ملاحظات خود را دارد که باید در طراحی مفهومی دیده شود.

اگر منابع باد کافی در منطقه خود داشته باشید و وضعیت مناسب باشد، سیستم های کوچک برقی بادی یکی از مقرون به صرفه ترین سیستم های انرژی تجدیدپذیر خانگی هستند –  بدون انتشار گاز های گلخانه ای و آلودگی

باد در اثر گرم شدن نابرابر سطح زمین توسط خورشید ایجاد می شود. توربین های بادی انرژی جنبشی موجود در باد را به الکتریسیته پاک تبدیل می کنند. هنگامی که باد پره های توربین بادی را می چرخاند، یک روتور انرژی جنبشی باد را گرفته و آن را به حرکت چرخشی تبدیل می کند تا ژنراتور را به حرکت در آورد. اکثر توربین ها دارای سیستم های کنترل سرعت خودکار هستند تا مانع چرخش بیش از حد روتور در بادهای بسیار شدید شوند.

یک سیستم بادی کوچک می تواند از طریق منبع تغذیه شما به شبکه برق متصل شود یا می تواند خارج از شبکه باشد. این امر باعث می شود توربین های بادی کوچک برای مناطق روستایی که به شبکه برق متصل نیستند، گزینه مناسبی باشد.

یک سیستم الکتریکی بادی از یک توربین بادی که بر روی یک برج نصب شده است برای دسترسی بهتر به بادهای شدیدتر تشکیل شده است.

بیشتر توربین های بادی کوچکی که امروزه تولید می شوند، توربین هایی با محور افقی و روبه باد، دارای دو یا سه پره هستند. این تیغه ها معمولاً از ماده کامپوزیتی مانند فایبرگلاس ساخته می شوند.

سازه توربین، ساختاری است که روتور، ژنراتور و دم به آن متصل می شوند. مقدار انرژی توربین در درجه اول با قطر روتور آن تعیین می شود. قطر روتور “منطقه جاروب شده” را تعریف می کند. دم توربین را رو به باد نگه می دارد.

• برترین نیروگاه های بادی جهان :

چین با داشتن بیش از یک سوم از ظرفیت نیروی بادی جهان، در زمینه انرژی بادی پیشرو به شمار می‌رود. این کشور بزرگترین نیروگاه بادی خشکی جهان را در استان گانسو دارد که در حال حاضر ۷۹۶۵ مگاوات ظرفیت تولید نیروی بادی دارد که پنج برابر بیشتر از نزدیک‌ترین رقیبش است.

آمریکا با ۹۶.۴ گیگاوات ظرفیت نصب شده و ظرفیت بالای نیروی بادی در خشکی، در رتبه دوم قرار گرفته است. شش نیروگاه از ۱۰ نیروگاه بادی بزرگ جهان، در آمریکا واقع شده‌اند که شامل مرکز انرژی بادی آلتا در کالیفرنیا است.

آلمان با ۵۹.۳ گیگاوات ظرفیت نصب شده، بالاترین ظرفیت بادی نصب شده در اروپا را دارد. بزرگترین نیروگاه بادی این کشور گوده ویندفارم (فاز ۱ و ۲) هستند که مجموعاً ۵۸۲ مگاوات ظرفیت دارند.

هند با ۳۵ گیگاوات ظرفیت نصب شده، دومین ظرفیت بالای نیروی بادی را در آسیا دارد و تنها کشور آسیایی به همراه چین است که در فهرست کشور‌های صاحب بزرگترین ظرفیت نیروی بادی جهان قرار گرفته است. این کشور میزبان سومین و چهارمین نیروگاه بادی جهان شامل نیروگاه بادی موپاندال در تامیل نادو (۱۵۰۰ مگاوات) و پارک بادی جایسالمر در راجستان (۱۰۶۴ مگاوات) است.