مقاله بررسی انرژی باد (توربین های بادی)در 32 صفحه ورد قابل ویرایش
مقدمه
زندگی انسان در تمام ادوار تاریخ به انرژی وابسته بوده است . زمانی که در غار زندگی می‌کرد فقط از نیروی بازوی خویش کمک می‌گرفت در آن دوران انرژی او محدود بود نیاز او را برطرف می‌کرد ولی امروزه در دورانی زندگی می‌کنیم که در آن به مقدار زیادی انرژی نیاز داریم. انسان برای حرکت ،ماشینها و دستگاهها ووسایل مختلف که در خدمت اوست به انرژی زیادی احتیاج دارد.
انرژی لازم وسایل و دستگاههای مورد نیاز زندگی انسان از مواد فسیلی نظیر زغالسنگ- نفت وگاز طبیعی تهیه می‌شود. از این رومواد فسیلی را بایستی رکن اساسی گردش چرخ صنعت در این دوران دانست دنیای امروز با بحرانهای اقتصادی که ناشی از وابستگی به انرژی فسیلی و همچنین غیر اقتصادی بودن استفاده از این گونه انرژی‌هاست، روبروست. از همین رو ضروری به نظر می‌رسد که انسان به دنبال منابع جدید برای تأمین انرژی ارزان می‌باشد که از آن قبیل می‌توان استفاده از انرژی خورشید باد زمین گرمایی و آبی را نام برد.
استفاده از انرژی باد وزمین گرمایی در عصر حاضر مورد توجه کشورهای مختلفی قرار گرفته زیرا تقریباً هم ارزان است و هم بدون آلودگی که در این جا به نحوه تولید برق از طریق این دو انرژی می‌پردازیم.
انرژی باد
از انرژیهای بادی جهت تولید الکتریسته و نیز پمپاژ آب از چاهها و رودخانه‌ها، آرد کردن غلات، کوبیدن گندم، گرمایش خانه و مواردی نظیر اینها می‌توان استفاده نمود.لکن هزینه غیراقتصادی استفاده از این انرژی بخصوص در ماشینهای بادی بکارگیری از این انرژی را محدود ساخته است.
استفاده از انرژی بادی در توربینهای بادی که به منظور تولید الکتریسته بکار گرفته می‌شوند از نوع توربینهای سریع محور افقی می‌باشند. هزینه ساخت یک توربین بادی با قطر مشخص، در صورت افزایش تعداد پره‌ها زیاد می‌شود. در مکانهائی که شبکه برق رسانی ضعیف و بارهای محلی در نزدیکی ژنراتورهای بادی موجود می‌باشد استفاده از این حامل انرژی کاربرد بیشتری خواهد داشت.
نطق بادخیز
ایران کشوری با باد متوسط است ولی برخی از مناطق آن باد مناسب و مداومی برای تولید برق دارد. تاکنون در راستای اهداف استفاده از انرژیهای نو، مجموعاً بیش از 4 مگاوات نیروگاههای بادی در منطقه منجیل و رودبار نصب شده است. 11 واحد در منطقه منجیل و رودبار نصب شده است که قدرت سه واحد آن هر کدام 550 کیلووات و مابقی هر کدام 300 کیلووات قدرت دارد.
در جدول زیر توان قابل بهره برداری باد در چند منطقه بادخیز نشان داده شده است.
جدول : توان قابل بهره برداری باد در مناطق مختلف
طرحهای در دست اجراء جهت اسفتاده از انرژیهای بادی به شرح زیر می‌باشند:
پروژه : 250 مگاواتی
پروژه : 60 مگاواتی ، انتقال تکنولوژی از ژاپن
انتخاب محل منابس ساخت مزرعه توربینهای بادی به ظرفیت 60 مگاوات ثبت آمار لحظه‌ای باد در منطقه رودبار و منجیل
امکانات موجود
انرژی باد از جمله انرژیهای تجدید نظر است که به علت گستردگی، قدرت بازدهی بالا، اقتصادی بودن و اینکه در مقایسه با دیگر انرژیهای تجدید پذیر در ابعاد وسیع‌تری مورد بهره‌برداری قرار گرفته عملا از جایگاهی ویژه برخودار است.
در حال حاضر نیروگاه بادی منجیل با تعداد 24 واحد جمعا به ظرفیت 9400 کیلوودات و نیروگاه بادی رودبار با تعداد 4 واحد جمعا به ظرفیت 2150 کیلووات نصب و راه اندازی گردیده است. تولید انرژی این نیروگاه‌ها مجموعا حدود 36 میلیون کیلووات ساعت بود که در مقایسه با سال پیش 7/2 درصد کاهش را نشان می‌دهد. نیروگاههای فوق تحت نظارت سازمان انرژی اتمی قرار دارند.
در ضمن طرز کار توربینهای بادی موتور استفاده به شرح زیر می‌باشد:
توربینهای بادی انرژی باد را توسط دو یا سه تیغه به شکل پروانه‌ای می‌گیرند این تیغه‌ها روی یک روتور نصب می‌شوند و تولید انرژی می‌کنند. این توربینها در بالای برجهایی در ارتفاع 100 فوت بالای سطح زمین قرار می‌گیرند و از بادهای نیرومند و دارای توربالانت پایین انرژی خویش را تأمین می‌کنند.
رفتار یک تیغه بسیار شبیه بال هواپیما می‌باشد. هنگامی که باد می‌وزد، یک بسته هوای کم فشار، بر روی لبه پائینی تیغه تشکیل می‌شود. سپس بسته هوای کم فشار مذکور تیغه را بسوی آن می‌کشد، و باعث چرخیدن روتور می‌شود.
به عمل برا می‌گویند . در حقیقت نیروی برا بسیار نیرومندتر از نیروی بار مقابل لبه جلویی تیغه می‌باشد، که بدان پسا می‌گویند. برآیند دو نیروی برا و پسا باعی می‌شود که روتور مانند یک پروانه بگردد و چرخش شفت سبب تولید الکتریسیته توسط ژنراتور می‌شود.
سیستم هیبرید فسیلی سوپرهیتر
این سیکل درحقیقت شبیه یک سیکل تبخیر آنی دو مرحله‌ای است که به آن دو قسمت بازیاب و سوپرهیتر سوخت فسیلی نیز اضافه شده است(شکل7) در این سیکل ، بخار خروجی از جدا کننده اول وارد یک بازیاب شده و توسط یک بخار خروجی از توربین فشار قوی گرم می‌شود خروجی بازیاب وارد یک سوپرهیتر با سوخت فسیلی می‌شود خروجی توربین فشار قوی پس از گرم شدن در بازیابی با بخار خروجی از جدا کننده دوم مخلوط شده ووارد توربین فشار ضعیف می‌شود.درنهایت ، بخار وارد کندانسور شده و پس از تقطیر به زمین تزریق می‌شود.
سیستم هیبرید پیش گرمکن زمین گرمائی
این سیکل ترکیبی از سیکلهای متعارف تولید برق و انرژی زمین گرمایی است. به این ترتیب که در این سیکل حررات حاصل از مخزن زمین گرمایی برای گرم کردن آب تغذیه در یک نیروگاه سوخت فسیلی بکار می‌رود. در این حالت انرژی زمین گرمایی برحسب درجه حرارت سیال می‌تواند جایگزین تعدادی یا حتی تمامی هیترهای فشار ضعیف شود. در این سیکل ،سیال زمین گرمایی وارد یک هیتر بسته شده ، آب تغذیه را گرم کرده و پس از خروج به چاه تزریق می‌شود ، بنابراین در این سیکل نیازی به زیرکش (Extraction) توربین فشار ضعیف نیست. استفاده از مخزن زمین گرمایی به عنوان زیرکش توربین فشار ضعیف، باعث کاهش مصرف سوخت فسیلی می‌شود.
سیستمهای جانبی نیروگاههای زمین گرمایی
انرژی زمین گرمایی یکی از انواع انرژیهای نو است که از سیال داغ موجود در اعمال زمین به دست می‌آید. در واقع آب داغ یا بخار خروجی از زمین، عامل انتقال انرژی از مخزن زمین گرمایی به سطح است. از انرژی زمین گرمایی به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم می‌توان استفاده کرد. کاربرد مستقیم، حالتی است که از انرژی حرارتی سیال به طور مستقیم استفاده می‌شود. حال آن که در کاربرد غیر مسقتیم از انرژی جنبشی سیال زمین گرمایی، برق تولید می‌شود. امروزه بیش از 20 کشور جهان از انرژی گرمایی برای تولید برق استفاده می‌کنند. به نحوی که میزان برق تولید شده از انرژی زمین گرمایی در سال 1997 بیش از هشت هزار مگاوات بوده است.