انرژی

انرژی باد یکی از ارزان‌ترین و در‌دسترس ترین منابع انرژی تجدیدپذیر به‌شمار می‌آید. باد رایگان است و به قدر کافی برای همه وجود دارد. با این‌حال به دلیل مشکلات مختلف توربین‌های بادی افقی (HAWT)، استفاده از توربین‌های بادی به قدر کافی فراگیر نشده است.

در نوشته‌ی پیشین انواع توربین‌های بادی و چگونگی کارکرد آن‌ها را بررسی کرده و مزایا و معایب هر کدام را ذکر نمودیم. لذا مطالعه‌ی آن به عنوان پیش نیاز برای این مقاله توصیه می‌شود.

همانطور که پیش‌تر در گزارش انرژی‌های تجدیدپذیر در ایران مشاهده کردید، مناطق شهری و روستایی ایران نیز همچون مناطق بکر خالی از سکنه پتانسیل بالایی برای بهره برداری از انرژی باد دارند و اینجاست که توربین بادی عمود محور  اهمیت پیدا می‌کند.

انواع توربین‌های بادی

به طور کلی توربین‌های بادی در دو نوع محور افقی (HAWT) و محور عمودی (VAWT) تقسیم می‌شوند که در نوشته‌ی انواع توربین بادی می‌توانید اطلاعات بیشتری کسب کنید.

به‌طور کلی توربین‌های بادی با محور افقی در سراسر جهان برای تولید برق متداول هستند. اما استفاده از آن‌ها در مناطق شهری ممکن نیست، به محیط زیست صدمه می‌زنند و هزینه اولیه بسیار زیادی دارند. از این‌رو توربین‌های بادی عمود محور اهمیت پیدا می‌کنند.

تفاوت عمده‌ی توربین‌های بادی عمودی و افقی در نحوه چینش پره‌ها است. در توربین بادی افقی، پره‌ها در ارتفاع بالا قرار گرفته و رو به جهت وزش باد می‌چرخند در حالیکه ژنراتور در پشت آن‌ها در ارتفاع قرار دارد. اما در توربین‌های عمودی ژنراتور در پایین برج توربین قرار گرفته و پره‌ها به نوعی دور آن پیچیده‌اند.

توربین‌های بادی به‌طور کلی انرژی باد را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. امروزه با افزایش تقاضای انرژی و رو به اتمام بودن منابع سوخت فسیلی، بهره‌برداری از منابع پاک انرژی بیش از پیش اهمیت پیدا‌کرده است. انرژی باد نیز یکی از منابع مهم انرژی‌های تجدید‌پذیر است که در عین پاک بودن، به‌طور رایگان و نامحدود در اختیار همه قرار دارد.

نیروگاه بادی کشور چین به نام نیروگاه “گانسو – Gansu” در حال حاضر از ۸۰۰۰ مگاوات برق تولید میکند.

(این درحالیست که بزرگترین نیروگاه سیکل ترکیبی خاورمیانه به نام دماوند که در کشورمان واقع شده است با ۱۲ واحد دارای توان تولیدی ۲۵۰۰مگاوات می باشد!)

نیروگاه گانسو در سال ۲۰۱۲ تاسیس گردیده و قرار است تا سال ۲۰۲۰ توان تولیدی خود را به ۲۰۰۰۰ مگاوات برساند.

چگونگی بهره‌برداری از انرژی باد و هر آنچه درباره توربین‌های بادی باید بدانید، موضوع اصلی این نوشته است. با مجله‌یخط مهندسی همراه باشید تا به دنیای پر سر و صدای توربین‌های بادی برویم :

توربین بادی چیست؟

توربین بادی به‌طور کلی ماشینی است که انرژی باد را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

در توربین‌های بادی پره‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که با وزش باد به گردش درآیند. گردش پره‌ها محور درونی روتور توربین را می‌چرخاند و در نهایت بعد از تبدیل گشتاور به سرعت دورانی در جعبه‌دنده (گیربکس)، توان مکانیکی به توان الکتریکی تبدیل می‌شود.

اساس کار توربین‌های بادی را بیان کردیم. اما آیا واقعاً به همین سادگی است؟!

انواع توربین‌های بادی

بحث درباره انرژی‌های نو سال‌هاست که در جهان و حتی ایران رونق گرفته و در جهت توسعه‌ی استفاده از این مناابع نامحدود اقدامات مهمی نیز صورت گرفته است. از جمله این اقدامات می‌توان توسعه‌ی فناوری‌های وابسته به انرژی های تجدیدپذیر و نیز توافق‌های بین الملی مانند توافق حاصل شده در کنفرانس پاریس دانست که ایران نیز به آن پیوسته است.

توافق حاصل از کنفرانس پاریس یکی از مواردی است که لزوم توجه به این مساله را در کشور ما دوچندان می‌کند.

ردپای سلول‌های خورشیدی را  می‌توان در نقاط مختلف شهرهای بزرگ کشور از جمله در پارک پردیسان تهران، پشت‌بام برخی از منازل یا حتی تعدادی از بانک‌ها، برخی از تابلوهای تبلیغاتی یا در معدودی از پارک‌ها مشاهده کرد.

انرژی در کتاب‌های درسی بصورت : «توانایی انجام کار» تعریف می‌شود.

اندازه‌گیری و محاسبه انرژی و تبدیل آن به صورت‌های دلخواه مفید برای بشر از جمله کار های اصلی مهندسان مکانیک است. لذا در این نوشته و سری نوشته های بعد از آن، به‌طور مفصل به انرژی می‌پردازیم.

انرژی (یا معادل فارسی آن یعنی کارمایه!) کمیتی است که از جسمی به جسم دیگر منتقل و یا از شکلی به شکل دیگر تبدیل می‌‌‌شود.
اما در واقع هیچ‌کدام از این تعریف‌ها به اندازه‌ی کافی راضی‌کننده نیستند.

در نوشته‌های آینده درباره‌ی ماهیت انرژی و تعریف‌های جدید آن در خط مهندسی بیشتر خواهید‌خواند.

و اما در این نوشته برای سفری‌ علمی – آموزشی در دنیای انرژی با ما همراه باشید.