انواع بادها
نیروهای صفرتا ۲ : سرعت باد تا ۱۱ کیلومتر (صفر تا ۷ مایل ) در ساعت ؛ هوا آرام یا دارای حرکت آهسته بوده و همراه با غبار و حرکت آهسته برگها می باشد.
نیروهای ۳ تا ۴ : سرعت باد از ۱۲ کیلومتر ۸ مایل) در ساعت تا ۲۹ کیلومتر ۱۸ مایل) در ساعت می باشد. نسیم یا باد متوسط وجود دارد که پرچم ها را به هم می زند، کاغذها را به هوا بلند می کند و به اطراف می برد و برگها و شاخه های کوچک درختان را حرکت می دهد. همانطور که می دانید در تهران پروژه پرچم انجام شد ولی متاسفانه مطالعه صورت نگرفته بیشتر ماه پرچم بدون حرکت می باشد ای کاش حداقل مکان های را انتخاب می کردن بیشتر بازده ای داشت.
در دنیا 5 کشور پروژه پرچم دارند 1. ایالات متحده آمریکا 2.تاجیکستان 3. آذربایجان 4. سوریه 5. ایران در زمان اجراء پروژه پرچم هزینه بالغ بر100 ملیون تومان برای هر پرچم هزنیه شد. وزن پرچم با توجه به جنس آن باید 2 کیلو باشد ولی وزن پرچم در ایران 20 کیلو است و همین باعث می شود پرچم ها زود فرسایش پیدا کند.
نیروهای ۵ تا ۶ : سرعت باد از ۳۰ کیلومتر ( ۱۹ مایل ) در ساعت تا ۵۰ کیلومتر ( ۳۱ مایل) در ساعت است. باد نیمه قوی یا قوی وجود دارد و درختان کوچک و شاخه های بزرگ به حرکت در می آیند و اشیاء سبک در سطح زمین به اطراف پرتاب می شوند.
نیروهای ۷ تا ۹: سرعت باد از ۵۱ کیلومتر ( ۳۹ مایل) تا ۸۷ کیلومتر ( ۵۴ مایل) در ساعت است. تند باد یا طوفان شدید وجود دارد. تمام درختان تکان می خورند، شاخه ها می شکنند و دودکشها و سقفهای خانه ها از جا کنده می شوند.
نیروهای ۱۰ تا ۱۲ : سرعت باد از ۸۸ کیلومتر ( ۵۵ مایل) در ساعت تا بیش از ۱۱۸ کیلومتر ( ۷۴ مایل) در ساعت می باشد. طوفان یا طوفان شدید وجود دارد. درختها از ریشه کنده می شوند و خرابیهای گسترده ایجاد می شود.
طراحی و ساخت توربین های بادی
برای تعیین ارتفاع بهینهٴ برج، سیستم کنترلی، تعداد و شکل پره ها از شبیه سازی های آیرودینامیکی استفاده می شود.
توربین های با محور افقی متداول، به سه بخش اصلی تقسیم می شوند:
بخش روتور، که تقریبًا ۲۰ ٪ قیمت توربین باد را به خود اختصاص داده و شامل پره های تبدیل کنندهٴ انرژی باد به انرژی جنبشی دورانی با سرعت کم می شود.
بخش ژنراتور که حدودا ۳۴ ٪ هزینهٴ توربین باد بوده و شامل مولد الکتریکی، تجهیزات کنترلی و جعبه دنده برای افزایش سرعت دورانی محور توربین می شود.
بخش تکیه گاهی که در بر گیرندهٴ ۱۵ ٪ قیمت توربین بوده و شامل برج و مکانیزم جهت دهی روتور نسبت به جهت وزش باد می شود.
بطور کلی یک توربین بادی خشکی محور افق از پنج قسمت اصلی تشکیل شده
است .
برج / دکل tower)
پره
ها Blades)
ماشین خانه (Nacelle)
فونداسیون
ترانسفورماتور (Transformer)
اجزاء تشکیل دهنده توربین های بادی محور افقی
با توجه به 62 مدل توربین بادی اجزاء اصلی آنها با هم یکی می باشد.
Wind turbine
A wind turbine is the popular name for a device that converts kinetic energy from the wind into electrical power. Technically there is no turbine used in the design but the term appears to have migrated from parallel hydroelectric technology. The correct description for this type of machine would be aero foil powered generator.
The result of over a millennium of windmill development and modern engineering, today's wind turbines are manufactured in a wide range of vertical and horizontal axis types
Make a wind sock
You can use a wind sock to find out where the wind comes from
Tower
Made from tubular steel concrete, or steel lattice. Supports the structure of the turbine. Because wind speed increases with height, taller towers enable turbines to capture more energy and generate more electricity
Nacelle
Sits atop the tower and contains the gear box, low-speed and high-seep shafts, generator, controller, and brake. Some nacelles are large enough for a helicopter to land on
Gear box
There is a gearbox inside the nacelle. Connects the low-speed shaft to the high-speed and increases the rotational speeds from about 30-60 rotations per minute (rpm),to about 1000-1800 rpm; This is the rotational speed required by most generators to produce electricity
Rotor
Blades and hub together form the rotor low-speed shaft turns the low-speed shaft at about 30-60 rpm. The length of the blades varies a lot with each wind turbine. On a wind turbine like this one a blade is 25-27 meters long
Blades
Lifts and rotates when wind is blown over them, causing the rotor to spin. Most turbines either two or three blades
Brake
Stops the rotor mechanically, electrically, or hydraulically, in emergencies
Pitch
Tums (or pitches) blades out of the wind to control the rotor speed and to keep the rotor from turning in winds that are too high or too low to produce electricity
Main Shaft
The rotor is bolted to a very strong disc on the main shaft of the wind
turbine
Wind Vane
A wind vane always positions itself according to the wind direction. A measure
wind direction and communicates with the yaw drive to orient the turbine
properly with respect to the wind
Controller
The wind turbine is controlled by several computers that keep an eye on many
different things
Together these computers are called the wind turbine control system. The main
computer is called the controller. Starts
up the machine at wind speeds of about 8 to 16 miles per hour (mph) and shuts
off the machine at about 55 mph. Turbines do not operate at wind speeds above
about 55 mph because they may be damaged by the high winds
Generator
A generator makes electricity. There are some magnets and a lot of copper wire
inside the generator. Produces 60-cycle AC electricity; it is usually an
off-the-shelf induction generator
High-speed shaft
Drives the generator
Low-seed shaft
Turns the low-speed shaft at about 30-60 rpm
Wind Direction
Determines the design of the turbine: upwind turbines-like the one shown here-face into the wind while downwind turbine face away
Yaw Motor
Powers
the yaw drive
yaw Drive
Orients upwind turbines to keep them facing the wind when the direction changes. Downwind turbines don´t require a yaw drive because the wind manually blows the rotor away from it
Small Shaft
The small shaft connects the generator to the gearbox
This shaft does not have to transfer as much turning force as the main shaft does
Anemometer
The anemometer measures the wind speed and notifies the wind turbine controller
when it is so windy that it would be profitable to use power to make wind
turbine turn (yaw) into the wind and start running. It is important to know how
much wind there is. If the wind is too strong the wind turbine can break
Cooling
System (Radiator
When the generator is running it gets hot. If it gets too hot it can break
down
Therefore it is necessary to cool down the generator before it becomes so hot
that it stops working. The generator can be cooled in two ways – either by air
or water
Mechanical
Brake
A wind turbine has two different types of brakes. One is the blade tip brake
The other is a mechanical brake. The mechanical brake is placed on the small
fast shaft between the gearbox and the generator
Yaw
Bearing
The yaw motor has a small wheel that engages a huge wheel. The large wheel is
called the yaw bearing
آخرین مدل از خانواده توربین های بادی بنام مولد انرژی بدون پره گردابه /vortex Bladeless می باشد نمی توانیم به این سیستم انرژی تجدیدپذیر توربین گفت. یادم زمانی که دانشجو بودم مهندس پویا فلاح که درباره گرداب ها مطالعه می کرد با یکی از استادان موضوع ارتباط انرژی تجدیدپذیر با گرداب را و طرح کرد اون استاد و هم ما خندیدم اینجا جا دارد از ایشان از طرف هم معذرت می خوام
آخرین دگرگونی در طول سالهای 1880 به وقوع پیوست زمانی که عمل گردش بادبانها به محرک و گرداننده یک ژنراتور الکتریکی تبدیل گشت رشد این تکنولوژی ادامه داشت، سیاست انرژی بادی دانمارک به سالهای ۱۹۷۰ بر میگرد، زمانی که شوک قیمت نفتی به خاطر بحران خاورمیانه به بازار نفت جهان وارد شده بود، باعث شد که ملت ها بدنبال منابع جدید برای تولید انرژی بوده و سرمایه گذاری کنند. در اوایل انرژی هسته ای با ۱۶ مکان مشخص شده در کشور برای ساخت نیروگاه انتخاب کرده بودند. اما کمپین های اعتراضی علیه نیروگاه های هسته ای در کشور برپا شد، که در نهایت به رد این برنامه توسط پارلمان کشور دانمارک در سال۱۹۸۰ انجامید، حتی خیلی قبل تر از فاجعه چرنوبیل خیلی از کشورهای به منع کردن اهداف احداث نیروگاه های هسته ای دستور داده بودند. در این زمان تولد نیروگاه های بادی شروع به شکل گرفتن گرفت که سرانجام به تولد غول های انرژی بادی همچون وستاس و دونگ انجامید. بعد از 1 قرن از آخرین دگرگونی تکنولوژی باد ساخت توربین های بادی در سالهای 1980 با رهبریت تکنولوژی دانمارک آغاز شد.
دانمارک مدت زمان زیادی است که یکی از رهبران ساخت توربین های بادی تجاری در جهان می باشد. دانمارک دارای جمعیتی ۵.۶ میلیون نفری می باشد که هدف تولید انرژی پاک تا سقف ۵۰٪ را تا سال ۲۰۲۰ را دارد، که هدفی بزرگتر را نیز برنامه ریزی کرده است که کشور دانمارک را در سال ۲۰۵۰ به کشور عاری از سوخت فسیلی تبدیل خواهد کرد.
کشور دانمارک در سال ۲۰۱۳ تنها ۳۳.۲ درصد انرژی مورد نیاز برای مصرف برق خود را از انرژی بادی تولید می کرد که نسبت به یک دهه قبل افزایش تقریبا دوبرابری را داشته است.(۱۸.۸ درصد). این نتایج تبدیل کننده کشور دانمارک به یکی از قطب های تولید انرژی بادی می باشد. صنعت بادی دانمارک ادعای دارد۹۰درصد توربین های بادی دریایی جهان را به خود اختصاص می دهد.
در حال حاضر ۵۲۰۰ توربین بادی در حال تولید انرژی هستند که ۲۵ درصد آنها توربین های بادی دریایی می باشند. دولت دانمارک در حال حمایت قدرتمند از تولید نیروگاه های بادی هست که سالانه سرمایه گذاری ۱۳۵ میلیون یوروی برای تحقیقات انرژی بادی و توسعه فن آوری های بادی اختصاص می دهد. در همین حال زغال سنگ که مدت زمان زیادی به عنوان ستون فقرات زیر ساخت های تولید انرژی دانمارک بشمار می رفت، رفته رفته در حال کنار زده شدن است. دانمارک پیش بینی می کند که کمتر از 20 درصد از انرژی های تولیدی خود را تا سال ۲۰۲۰ از طریق زغال سنگ بدست بیاورد.
بریتانیا دارای موقعیتهای خوبی از نظر منبع باد در اروپا است. دانمارک مقایسه با انگلستان که فقط ۲۵ % درصد الکتریسیته مورد نیاز خود را از نیروی باد تأمین می کند، 3.7 درصد (600 میلیون وات) درصد الکتریسیته مورد نیاز را از انرژی باد تهیه می کند؛ در صورتی که منبع باد انگلستان ۲۸ برابر بیش از دانمارک است.
اولین مزرعه بادی تجاری در انگلستان در سال 1991 در دلابول واقع در کرن وال ساخته شد که از توربین های 400 کیلو واتی استفاده می کرد، در حالی که آخرین دستاوردها در بردارنده توربین هایی است که ده برابر از توربین های 400 کیلوواتی قدرتمندترند
ایالات متحده آمریکا مناطق خشک بسیار وسعی دارد که برای توسعه صنعت بادی مناسب می باشد ولی مناقطق دریایی مناسب چندان زیای ندارد.
نصب توربین های بادی (خشکی) در ایران از سال 1372 و با خرید و انتقال قطعات توربین از شرکت مایکون دانمارک توسط سازمان انرژی اتمی در منطقه منجیل آغاز شد. بررسی های صورت گرفته حکایت از امکان تولید بیش از 30000 مگاوات برق از طریق توربین های بادی در 26 نقطه ایران می باشد.
شرکت صبا نیرو، متعلق به گروه صنعتی سدید، در سال 1379 به منظور طراحی، ساخت، نصب، راه اندازی و توسعه نیروگاه های بادی تاسیس گردید. این شرکت اولین و تنها تولید کننده توربین بادی در ایران می باشد. انتقال تکنولوژی توربین های بادی از شرکت وستاس (vestas) یکی از شرکت های معروف دانمارک صورت گرفته و تاکنون بیش از 145 دستگاه توربین بادی در ظرفیت ها 300 کیلو وات 500 کیلو وات، 550 کیلو وات و 660 کیلو وات در مناطق منجیل ، بینالود، تبریز، تاکستان، زابل، شیراز، اصفهان و اردبیل راه اندازی نموده است.
در کشورمان نیز 11مگاوات تولید برق از طریق نیروگاههای بادی به ثبت رسیده است ایران در آسیا بعد از هند، چین و ژاپن در مکان چهارم استفاده از نیروگاه بادى قرار دارد.بزرگترین توربین برق بادی جهان با قدرت 5 مگاوات و با روتوری به قطر 128 متر در آلمان ساخته شده است.دانشگاه های آلبورگ دانمارک و کاسل آلمان در زمینه توربین های و انرژی های نو تحقیقات گسترده انجام داده اند.
قیمت هر توربین بادی در خشکی (در سال 2005) در جهان به ازای هر کیلو وات 900 یورو بود و فروش هر دستگاه توربین بادی بدون نصب و راه اندازی در ایران 720 میلیون تومان، معادله 600 هزار یورو بود استفاده از توربین های بادی در هر نقطه ای از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست و استفاده فنی از انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5 الی 25 متر بر ثانیه باشد.
آمارهای کمی از کاربردهای توربین بادی در سال 2005
درحال حاضر ظرفیت استفاده از توربین های بادی در جهان بیش از 46000 مگاوات است دانمارک با حدود 60 درصد بزرگترین کشور سازنده توربین های بادی و آلمان با تولید بیش از 16000 مگاوات برق از طریق این توربین ها بزرگترین استفاده کننده از آن است بزرگترین شرکتهای سازنده توربین بادی جهان در حال حاضر شرکت وستاس،شرکت زیمنس شرکت انرکون و شرکت NEG مایکون هستند .
کشورهای پیشرو در گشترش نیروگاه های بادی تا پایان سال 2013