مقاله بررسی انرژی باد (توربین های بادی)

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 كه در غار زندگی می‌كرد فقط از نیروی بازوی خویش كمك می‌گرفت در آن دوران انرژی او محدود بود نیاز او را برطرف می‌كرد ولی امروزه در دورانی زندگی می‌كنیم كه در آن به مقدار زیادی انرژی نیاز داریم. انسان برای حركت ،ماشینها و دستگاهها ووسایل مختلف كه 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 ركن اساسی گردش چرخ صنعت در این دوران دانست دنیای امروز با بحرانهای اقتصادی كه ناشی از وابستگی به انرژی فسیلی و همچنین غیر اقتصادی بودن استفاده از این گونه انرژی‌هاست، روبروست. از همین رو ضروری به نظر می‌رسد كه انسان به دنبال منابع جدید برای تأمین انرژی ارزان می‌باشد كه 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 كشورهای مختلفی قرار گرفته زیرا تقریباً هم ارزان است و هم بدون آلودگی كه در این جا به نحوه تولید برق از طریق این دو انرژی می‌پردازیم.

انرژی باد

از انرژی‌های بادی جهت تولید الكتریسته و نیز پمپاژ آب از چاهها و رودخانه‌ها، آرد كردن غلات، كوبیدن گندم، گرمایش خانه و مواردی نظیر اینها می‌توان استفاده نمود.لكن هزینه غیراقتصادی استفاده از این انرژی بخصوص در ماشینهای بادی بكارگیری از این انرژی را محدود ساخته است.

استفاده از انرژی بادی در توربین‌های بادی كه به منظور تولید الكتریسته بكار گرفته می‌شوند از نوع توربین‌های سریع محور افقی می‌باشند. هزینه ساخت یك توربین بادی با قطر مشخص، در صورت افزایش تعداد پره‌ها زیاد می‌شود. در مكانهائی كه شبكه برق رسانی ضعیف و بارهای محلی در نزدیكی ژنراتورهای بادی موجود می‌باشد استفاده از این حامل انرژی كاربرد بیشتری خواهد داشت.

نطق بادخیز

ایران كشوری با باد متوسط است ولی برخی از مناطق آن باد مناسب و مداومی برای تولید برق دارد. تاكنون 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 كه قدرت سه واحد آن هر كدام 550 كیلووات و مابقی هر كدام 300 كیلووات 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 تكنولوژی از ژاپن

انتخاب محل منابس ساخت مزرعه توربین‌های بادی به ظرفیت 60 مگاوات ثبت آمار لحظه‌ای باد در منطقه رودبار و منجیل

امكانات موجود

انرژی باد از جمله انرژیهای تجدید نظر است كه به علت گستردگی، قدرت بازدهی بالا، اقتصادی بودن و اینكه 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 كیلوودات و نیروگاه بادی رودبار با تعداد 4 واحد جمعا به ظرفیت 2150 كیلووات نصب و راه اندازی گردیده است. تولید انرژی این نیروگاه‌ها مجموعا حدود 36 میلیون كیلووات ساعت بود كه در مقایسه با سال پیش 7/2 درصد كاهش را نشان می‌دهد. نیروگاه‌های فوق تحت نظارت سازمان انرژی اتمی قرار دارند.

در ضمن طرز كار توربین‌های بادی موتور استفاده به شرح زیر می‌باشد:

توربینهای بادی انرژی باد را توسط دو یا سه تیغه به شكل پروانه‌ای می‌گیرند این تیغه‌ها روی یك روتور نصب می‌شوند و تولید انرژی می‌كنند. 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 می‌كنند.

رفتار یك تیغه بسیار شبیه بال هواپیما می‌باشد. هنگامی كه باد می‌وزد، یك بسته هوای كم فشار، بر روی لبه پائینی تیغه تشكیل می‌شود. سپس بسته هوای كم فشار مذكور تیغه را بسوی آن می‌كشد، و باعث چرخیدن روتور می‌شود.

به عمل برا می‌گویند . در حقیقت نیروی برا بسیار نیرومندتر از نیروی بار مقابل لبه جلویی تیغه می‌باشد، كه بدان پسا می‌گویند. برآیند دو نیروی برا و پسا باعی می‌شود كه روتور مانند یك پروانه بگردد و چرخش شفت سبب تولید الكتریسیته توسط ژنراتور می‌شود.

سیستم هیبرید فسیلی سوپرهیتر

این سیكل درحقیقت شبیه یك سیكل تبخیر آنی دو مرحله‌ای است كه به آن دو قسمت بازیاب و سوپرهیتر سوخت فسیلی نیز اضافه شده است(شكل7) در این سیكل ، بخار خروجی از جدا كننده اول وارد یك بازیاب شده و  توسط یك بخار خروجی از توربین فشار قوی گرم می‎شود خروجی بازیاب وارد یك سوپرهیتر با سوخت فسیلی می‌شود خروجی توربین فشار قوی پس از گرم شدن در بازیابی با بخار خروجی از جدا كننده دوم مخلوط شده ووارد توربین فشار ضعیف می‎شود.درنهایت ، بخار وارد كندانسور شده و پس از تقطیر به زمین تزریق می‌شود.

سیستم هیبرید پیش گرمكن زمین گرمائی

این سیكل تركیبی از سیكلهای متعارف تولید برق و انرژی زمین گرمایی است. به این ترتیب كه در این سیكل حررات حاصل از مخزن زمین گرمایی برای گرم كردن آب تغذیه در یك نیروگاه سوخت فسیلی بكار می‌رود. در این حالت انرژی زمین گرمایی برحسب درجه حرارت سیال می‌تواند جایگزین تعدادی یا حتی تمامی هیترهای فشار ضعیف شود. در این سیكل ،سیال زمین گرمایی وارد یك هیتر بسته شده ، آب تغذیه را گرم كرده و پس از خروج به چاه تزریق می‌شود ، بنابراین در این سیكل نیازی به زیركش (Extraction) توربین فشار ضعیف نیست. استفاده از مخزن زمین گرمایی به عنوان زیركش توربین فشار ضعیف، باعث كاهش مصرف سوخت فسیلی می‎شود.

سیستمهای جانبی نیروگاههای زمین گرمایی

انرژی زمین گرمایی یكی از انواع انرژیهای نو است كه 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 كرد. كاربرد مستقیم، حالتی است كه از انرژی حرارتی سیال به طور مستقیم استفاده می‌شود. حال آن كه در كاربرد غیر مسقتیم از انرژی جنبشی سیال زمین گرمایی، برق تولید می‌شود. امروزه بیش از 20 كشور جهان از انرژی گرمایی برای تولید برق استفاده می‌كنند. به نحوی كه میزان برق تولید شده از انرژی زمین گرمایی در سال 1997 بیش از هشت هزار مگاوات بوده است.