نصب توربین های بادی در دریا /Installation of wind turbines at sea

این انیمیشن مراحل نصب توربین های بادی دریایی را نمایش می دهد.

This animation shows the installation of offshore wind turbines

تاریخچه تکنولوژی انرژی توربین های بادی:

واحد اندازه گیری تولید الکتریسته وات می باشد، وات واحد بسیار کوچکی است که بنابراین معمولاﹰ بیشتر اصطلاحات کیلو وات (هزار وات،KW) مگا وات (یک میلیون وات،MW) و گیگا وات (یک بیلیاد وات GW) برای توصیف ظرفیت تولید واحدهایی نظیر توربین های بادی یا دیگر نیروگاههای تولید انرژی مورد استفاده قرار می گیرد. یک توربین 1 مگاواتی می تواند الکتریسیته کافی برای 650 خانه را تولید کند.

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

wind turbine foundation design,Tony slaton Barker,2011,Golder Associates

این فایل در خصوص طراحی فونداسیون های توربین بادی می باشد

This file is in the wind turbine foundation design

توربین بادی چیست ؟

توربین بادی به توربینی گفته می‌شود که برای تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی به کار می‌رود که توان بادی نام دارد. توربین‌های بادی در دو نوع با محور افقی و با محور عمودی ساخته می‌شوند.

توربین‌های بادی کوچک برای کاربردهایی مانند شارژکردن باتری‌ها و یا توان کمکی در قایق‌های بادبانی مورد استفاده قرار می‌گیرند، درحالی که توربین‌های بادی بزرگ‌تر با چرخاندن ژنراتور، به عنوان یک منبع تولید انرژی الکتریکی به‌شمار می‌روند. انواع دیگری از توربین‌های بادی وجود دارد که برای پمپ کردن آب استفاده می‌شود که به آن پمپ بادی می‌گویند یا برای آسیاب گندم به کار می‌رود که آسیاب بادی نام دارد و موارد دیگر به کار می‌رود.

انرژی بادی بیش از ۲۰۰۰ سال است که مورد استفاده قرارگرفته است.اولین آسیابهای بادی در ایران مورد استفاده قرار گرفتند که از باد برای تولید انرژی مکانیکی استفاده می کردند. نام “آسیاب بادی” به این دلیل به کار رفت که هدف اصلی آنها آسیاب وخرد کردن غلات و تبدیل آن به آرد بود. هم اکنون تعدادی آسیاب بادی در منطقه خاف و نهبندان و با روشهای سنتی فعال می باشد.

انواع توربین‌های بادی

این نوع توربین ها به دو دسته کلی محور افقی (Horizontal Axis wind Turbines) و محور عمودی (Vertical Axis WIND Turbine) تقسیم می‏ شوند.

توربین های محور افقی، دارای ساختمان پیچیده بوده و نصب آنها فقط در مناطق با باد دائمی و سرعت بالا ارزش اقتصادی دارد. اما توربین های محور عمودی دارای ساختمان و نصب بسیار ساده‏ای بوده و در سرعت ها و جهت های مختلف باد قابل استفاده می‏باشند. این توربین ها، بر خلاف توربین های محور افقی، دارای سرعت دورانی کم و گشتاور زیاد بوده و مستقل از جهت باد هستند. جریان هوا بر روی هر سطحی دو نوع نیروی ایرودینامیکی با نام های درگ و لیفت به وجود می آورد که نیروی درگ در جهت جریان باد است و نیروی لیفت عمود بر جریان باد می باشد. یکی از این نیروها یا هر دو می توانند نیروی مورد نیاز برای چرخش پره های توربینهای بادی را تامین نمایند.