تبلیغات
تبلیغات متنی
محبوبترینها
قیمت انواع دستگاه تصفیه آب خانگی در ایران
نمایش جنگ دینامیت شو در تهران [از بیوگرافی میلاد صالح پور تا خرید بلیط]
9 روش جرم گیری ماشین لباسشویی سامسونگ برای از بین بردن بوی بد
ساندویچ پانل: بهترین گزینه برای ساخت و ساز سریع
خرید بیمه، استعلام و مقایسه انواع بیمه درمان ✅?
پروازهای مشهد به دبی چه زمانی ارزان می‌شوند؟
تجربه غذاهای فرانسوی در قلب پاریس بهترین رستوران‌ها و کافه‌ها
دلایل زنگ زدن فلزات و روش های جلوگیری از آن
خرید بلیط چارتر هواپیمایی ماهان _ ماهان گشت
سیگنال در ترید چیست؟ بررسی انواع سیگنال در ترید
بهترین هدیه تولد برای متولدین زمستان: هدیه‌های کاربردی برای روزهای سرد
صفحه اول
آرشیو مطالب
ورود/عضویت
هواشناسی
قیمت طلا سکه و ارز
قیمت خودرو
مطالب در سایت شما
تبادل لینک
ارتباط با ما
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
آمار وبسایت
تعداد کل بازدیدها :
1833686918
باد چیست ؟
واضح آرشیو وب فارسی:راسخون:
باد چیست ؟ تهیه کننده : مجید مکاریمنبع : راسخون باد جریان هوایی است که از مراکز پرفشار به طرف مراکز کم فشار به حرکت در میآید.هر چه شیب فشار (تفاوت فشار) بین دو نقطه بیشتر باشد شدت جریان هوا نیز بیشتر خواهد بود. تفاوت فشار دو نقطه را گرادیان فشار می‌گویند.۱) بادهای آلیزه (تجارت) :این بادها در نیمکره‌های شمالی و جنوبی به ترتیب از شمال‌شرقی به جنوب‌غربی و از جنوب‌شرقی به شمال‌غربی در حال وزشند بادهای تجارتی در زبانهای اسپانیولی‌ـ ایتالیایی و فرانسوی به ترتیب Alisios و Alisei و Alizes در زبانهای آلمانی تحت عنوان Passat می‌نامند. تمام این اسامی فاقد منشاء شناخته شده‌ایی هستند. این بادها در بین منطقه پرفشار جنب حاره و همگرایی میان حاره‌ایی در بخش اعظمی از این مناطق در تمام طول سال می‌وزد و با ثبات‌ترین بادهای کره زمین هستند.در نیمکره جنوبی به علت مداومت فشار زیاد جنب حاره، بادهای تجارتی به طور منظم وزیده و طوقه‌ایی را تشکیل میدهند. از این رو تجارتی‌های سطحی در نیمکره شمالی حالات منظم‌تر و قویتری دارنده وسعت نفوذ کمربند تجارتی‌ها در نیمکره شمالی در حدود ۲۵۰۰ کیلومتر و در نیمکره جنوبی در حدود ۳۰۰۰ کیلومتر است.در سطح فوقانی کمربند حاره در حدود ۱۰ کیلومتری از سطح زمین، بادهایی با جهت مخالف تجارتی‌ها می‌خورند، که آنها را آنتی‌ترید (ضد تجارتی) می‌گویند.۲) بادهای موسمی : کلمه موسم دارای ریشه عربی است و به معنی فصل است. به بادهایی که در فصول متضاد سال با جهات مخالف می‌وزند موسمی‌ها گفته میشود. این بادها در زمستان، به صورت جریان سردی از خشکی به دریا و در تابستان به صورت جریان هوای مرطوب و گرمی از دریا به خشکی می‌وزند. در تابستان‌ها، قاره آسیا گرم شده و به علت تشکیل کم‌فشارهای حرارتی گسترده در خلیج فارس و آسیای مرکز و دشت راجستان هند، از اقیانوس هند و آرام بادهایی به جهت این مراکز کشیده می‌شوند این شرایط همزمان با استرالیا و توأم با تشکیل یک آنتی‌سیلکون در روی آن میباشد که بادهای خروجی از آن، ضمن عبور از استوا با جهت جنوب غربی به جهت آسیا کشیده می‌شوند و موسمی‌های تابستانی در آسیا را بوجود می‌آورند.۳) بادهای غربی: در گستره جهانی اغلب در عرض های میانه و بین حدود ۳۵ تا ۶۵ درجه عرض جغرافیایی و یا به عبارت دیگر از پر فشار جنب حاره به مناطق کم فشار جنب قطب شیوع دارند.این بادها از نظر جهت و استمرار دارای خصوصیات متغیرند در سرعت و جهت حرکت آنها جریانات موجی بویژه سیلکون‌های سیار و آنتی سیلکون‌هایی که در منطقه نفوذ این بادها از غرب به شرق حرکت میکنند اثر عمده‌ای دارند از اینرو ممکن است بادهای مذکور ضمن وزش از غرب به شرق خصوصیات طوفانی هم داشته باشند در زمستان‌های نیمکره شمالی توسعه آنتی‌سیلکون‌های قاره‌ایی و بعضاً حتی سیکلون‌‌ها از توسعه بارز بادهای غربی ممانعت به عمل آورده و بدین جهت بادهای مزبور به نحو بارزی بر روی اقیانوسها توسعه می‌یابند ولی چون در عرضهای میانه نیمکره جنوبی، شرایط قاره‌ایی تقریباً حاکمیتی ندارد. بادهای غربی هم تقریباً حالت کمربند جهانی بخود گرفته‌اند.۴) بادهای محلی : این بادها منطقه کوچکی را در برگرفته و معمولاً منحصر به لایه‌های بسیار پایین اتمسفر است.۵) نسیم دریاو خشکی :این بادها حاصل تفاوت روزانه درجه حرارت بین دریاها و خشکی‌ها است. به هنگام روز، میزان فشار هوای دریاها در مقایسه با خشکی‌های همجوار به علت پایین بودن نسبی درجه حرارت بیشتر است از این رو جریان هوایی از طرف دریا به طرف خشکی برقرار میشود و شب هنگام خشکی‌ها سرد شده و به علت افزایش فشار هوای سطوح آنها جریان بادی از خشکی به سوی دریا می‌وزد.۶) بادهای کوه و دره : این بادها در اتمسفر آزاد، در نتیجه تفاوت گرمای حاصله بین دره‌ها و دشت‌ها که منجر به اختلاف فشار بین نواحی یاد شده میشود، بوجود می‌آیند.۷) فون (Foehn) : باد گرم و خشکی است که در سمت پشت به باد یک پشته کوهستانی بروز می‌کند و این نام منشاء خود را از آلپ گرفته است.زمانی که هوای نسبتاً مرطوبی بر پشته کوهی صعود می‌کند سرد شده، تراکم حاصل از این امر به صورت بارندگی در جهت رو به باد ظاهر میشود و چنانچه در ارتفاعات ذخیره‌ایی از هوای سرد انباشته نباشد جریان هوا ضمن گذر از پشته کوهستانی به تدریج در شرایط بی در رو، در داخله پشت به باد گرم و خشک میشود به طور کلی، در زمان جریان این باد، میزان نم نسبی به طور ناگهانی پایین میآید بارندگی قطع میشود. در زمان حداکثر شدت باد، درجه حرارت به حداکثر خود می‌رسد و عموماً از میزان فشار هوا کاسته میشود. ذوب برف‌های زمستانی، خشکی و سوزاندن مزارع و ایجاد شرایط مساعد برای حریق جنگل‌ها از دیگر نشانه‌های بروز بادهایی با خصوصیات باد «فون» است.انرژی باد چیست ؟انرژی باد نظیر سایر منابع انرژی تجدید پذیر، بطور گسترده ولی پراكنده در دسترس می باشد. تابش نامساوی خورشید در عرضهای مختلف جغرافیایی به سطح ناهموار زمین باعث تغییر دما و فشار شده و در نتیجه باد ایجاد میشود. به علاوه اتمسفر كره زمین به دلیل چرخش، گرما را از مناطق گرمسیری به مناطق قطبی انتقال می‌دهد كه باعث ایجاد باد میشود. انرژی باد طبیعتی نوسانی و متناوب داشته و وزش دائمی ندارد. انرژی باد بعنوان یکی از فن‌آوریهای انرژی پاک محسوب می شود ، چرا که تنها جزئی بر طبیعت و محیط زیست می گذارد. نیروگاه های بادی هیچ نوع آلاینده هوا یا گاز گلخانه ای تولید نمی‌کنند.
.jpg)
●کاربرد انرژی باد از انرژی باد جهت موارد ذیل بهره گرفته می شود: - الكتریسیته - پمپاژ آب از چاهها و رودخانه ها - آرد كردن غلات، كوبیدن گندم - گرمایش خانه استفاده از انرژی بادی در توربین های بادی كه به منظور تولید الكتریسته بكار گرفته می شوند از نوع توربین های سریع محور افقی می باشند. هزینه ساخت یك توربین بادی با قطر مشخص، در صورت افزایش تعداد پره ها زیاد می شود. در مكانهائی كه شبكه برق رسانی ضعیف و بادهای محلی در نزدیكی ژنراتورهای بادی موجود می باشد استفاده از این حامل انرژی كاربرد بیشتری خواهد داشت. در طی انقلاب صنعتی سوخت های فسیلی بدلیل ارزانی و قابلیت اطمینان بالا، جایگزین انرژی باد شدند. با این وجود، بحران نفتی باعث ایجاد تمایلات جدیدی در زمینه تكنولوژی انرژی باد جهت تولید برق متصل به شبكه، پمپاژ آب و تامین انرژی الكتریكی نواحی دور افتاده گردید. در سالهای اخیر، مشكلات زیست محیطی و مسئله تغییر آب و هوای كره زمین بعلت استفاده از منابع انرژی متعارف این علائق را تشدید كرده است. ●مزارع بادی معمولا چندین توربین بادی متمركز را شامل می شود که به منظور تامین انرژی كه از طریق شبكه توزیع می شود طراحی شده اند بیشترین ظرفیت توربینهای بادی نصب شده در چند دهه گذشته به شبكه متصل بوده و نیزاز توربینهای بادی در كاربردهای منفصل از شبكه مانند تولید انرژی در نواحی دور افتاده و شارژ باتری استفاده می شود. كاربرد مهم دیگری كه توربینهای بادی دارند تولید انرژی مكانیكی جهت پمپاژ آب است. اندازه فن آوری جدید توربینهای بادی مدرن به دو شاخه اصلی می‌شوند : توربین های با محور افقی و توربین های با محور عمودی آسیاب های بادی قدیمی همچنان در بسیاری مناطق غیرشهری دیده می شوند . می‌توان از توربین های بادی با كاركردهای مستقل استفاده نمود و یا می‌توان آنها را به یك ” شبكه قدرت تسهیلاتی “ وصل كرد یا حتی می‌توان با یك سیستم سلول خورشیدی یا فتوولتائیك تركیب كرد. عموماً از توربین های مستقل برای پمپاژ آب یا ارتباطات استفاده می‌كنند، هرچند كه در مناطق بادخیز مالكین خانه‌ها و كشاورزان نیز می‌توانند از توربین ها برای تولید برق استفاده نمایند مقیاس كاربردی انرژی باد، معمولا تعداد زیادی توربین را نزدیك به یكدیگر می‌سازند كه بدین ترتیب یك مزرعه بادگیر را تشكیل میدهند. ▪توربین های بادی متصل به شبكه معمولا دو كاربرد دارند: توربینهای بادی منفرد: برای تامین بارهای الكتریكی از نوع مسكونی، تجاری، صنعتی یا كشاورزی تولید انرژی می نمایند. بار مصرفی در مجاورت توربین قرارداشته و بار مصرفی به شبكه نیز متصل است. اكثرا توربین در نزدیكی یك كشتزار یا گروهی از منازل قرار داده میشود. عموما اندازه این توربین ها مابین kwe ۱۰۰ -۱۰ است. پمپ های بادی موارد استفاده از توربین های بادی جهت پمپاژ آب عبارتند از: - تامین آب آشامیدنی چارپایان در مناطق دور افتاده - آبیاری در مقیاس كم و آبكشی از عمق كم برای پرورش آبزیان بیش از یك میلیون پمپ بادی درحال حاضر بعنوان نمونه در آرژانتین، ایالات متحده آمریكا، آفریقای جنوبی، بوتسوانا، نامبیا و زیمبابوه نصب شده اند.
.jpg)
انواع بادها طبق تصویر نیروهای صفرتا 2: سرعت باد تا 11 کیلومتر (صفر تا 7 مایل) در ساعت ؛ هوا آرام یا دارای حرکت آهسته بوده و همراه با غبار و حرکت آهسته برگها میباشد.نیروهای 3تا4: سرعت باد از 12 کیلومتر (8 مایل) در ساعت تا 29 کیلومتر (18 مایل) در ساعت میباشد. نسیم یا باد متوسط وجود دارد که پرچمها را به هم می‌زند، کاغذها را به هوا بلند می‌کند و به اطراف می‌برد و برگها و شاخه‌های کوچک درختان را حرکت می‌دهد.نیروهای 5 تا6: سرعت باد از 30 کیلومتر (19 مایل) در ساعت تا 50 کیلومتر (31 مایل) در ساعت است. باد نیمه قوی یا قوی وجود دارد و درختان کوچک و شاخه‌های بزرگ به حرکت در می‌آیند و اشیاء سبک در سطح زمین به اطراف پرتاب می‌شوند.نیروهای7 تا 9: سرعت باد از 51 کیلومتر (39 مایل) تا 87 کیلومتر (54 مایل) در ساعت است. تند باد یا طوفان شدید وجود دارد. تمام درختان تکان می‌خورند، شاخه‌ها می‌شکنند و دودکشها و سقفهای خانه‌ها از جا کنده می‌شوند.نیروهای 10 تا12: سرعت باد از 88 کیلومتر (55 مایل) در ساعت تا بیش از 118 کیلومتر (74 مایل) در ساعت میباشد. طوفان یا طوفان شدید وجود دارد. درختها از ریشه کنده می‌شوند و خرابیهای گسترده ایجاد میشود. استفاده از انرژی باد نیروی باد (فن آوری استفاده از باد برای ایجاد برق) جزء منابع جدید تولید برق است که امروزه سریعترین رشد را در سطح جهانی بخود اختصاص داده است. نیروی باد توسط توربینهای عظیم سه پره‌ای تولید میشود که در بالای برجهای بلند نصب می‌شوند و کار کردشان مانند پنکه معکوس است. بجای استفاده از انرژی برق برای تولید باد و خنکی ، توربینها از باد استفاده میکنند که نیروی برق تولید کنند. باد پره‌ها را می‌گرداند و پره‌ها از طریق شافت یا میله گردان انتقال دهنده حرکت و یک سری چرخ دنده ژنراتور الکتریکی را به حرکت وا می‌دارد.توربینهای بزرگ برای دستگاهها و ماشین آلات از 750 کیلو وات تا 1.5 مگا وات برق تولید میکنند (یک کیلو وات معدل 1000 وات و یک مگا وات معادل یک میلیون وات است). برای منازل ، ایستگاههای مخابراتی و پمپ آب توربینهای کوچک با توان حداکثر 100 کیلو وات کفایت می‌کند؛ بویژه در نقاط دور افتاده که هیچ منبع انرژی دیگری برای ارائه خدمات وجود ندارد. در کارخانجات باد یا اصطلاحا در مزارع باد ، گروههایی از توربین های بادی بهم متصل شده تشکیل یک شبکه را میدهند و برق تولید میکنند. برق تولیدی از طریق دستگاه انتقال نیرو و شبکه خطوط توزیع به دست مصرف کننده می رسد. باد و آب چگونه می‌توان از باد و آب بطور همزمان و با همکاری یکدیگر بهره برداری کرد تا منبعی مستمر و ثابت از برق بادی و آب شیرین بدست آورد؟ یکی از مشکلات روزافزون جهانی مسئله کمبود آب شیرین در آینده‌ای نزدیک است. طبق آمار سازمان ملل ، جمعیت در حال افزایش دنیا تا سال 2025 روزانه به میلیاردها متر مکعب آب شیرین اضافی در روز نیاز خواهد داشت. در حالیکه ظرفیت جاری جهانی آب شیرین کنی رقمی در حدود 28 میلیون متر مکعب در روز برآورد میشود.یک راه حل اساسی برای مبارزه با کمبود آب در آینده، شیرین کردن و نمک گیری آب شور اقیانوسها در مقیاس وسیع میباشد، لکن نمک گیری و آب شیرین کنی پروسه‌ای بسیار پر خرج و فن آوری انرژی بر در اغلب نقاط گیتی است. در میان کلیه فن آوریهای جاری آب شیرین کنی ، سیستم اوسموسیس معکوس بالاترین کارآیی انرژی برق را دارد و میان 3 تا 8 کیلووات ساعت برق به ازای هر متر مکعب آب راندمان آن است.اوسموسیس معکوس متدی است که آب شیرین و خالص را از طریق تزریق یا فشار آب نمکی از داخل یک غشا یا پرده نیمه ضد آب (که اجازه می‌دهد گروهی از سلولها و نه همه آنها ، از آن بگذرند) که اجازه گذشت نمک را نمی‌دهد، می‌گذرانند. با وجود راندمان بالای سیستم اوسمس معکوس ، 40 در صد قیمت آب شیرین به مصرف انرژی مورد نیاز می‌رسد. از نقطه نظر قیمت و محیط زیست ، منابع انرژی جایگزین ارزان و تمیز برای راه حلهای آب شیرین کنی مقرون به صرفه مورد نیاز میباشد.انرژی باد بهر حال یکی از ارزانترین منابع انرژی قابل تجدید است که دارای آینده‌ای امیدوار کننده نیز میباشد. معهذا چون طبیعتی متغیر و قانون ناپزیر دارد و به هیچ فرمول و دستورالعملی پایبندی نشان نمی‌دهد، محققین می‌باید هنوز عواقب و عوارضی که بر سیستمهای آب شیرین کنی از خود نشان می‌دهد و عملکردش بر کل سیستم را ارزیابی دقیق کنند.در 2004 پروژه باد یک طرح مطالعاتی در مورد سیستم ترکیبی انرژی باد و سیستم آب شیرین کنی را مورد توجه قرار داد که پروژه مزبور هنوز هم در کنکاش و جستجوی اثرات باد و آب شیرین کنی بطور توأما میباشد؛ و به این منظور مسائل فنی ، بررسی امکانات عملی و مناسب و قابل قیاس با ایده‌های جایگزین و ارزیابی عملی و دوام پذیر اقتصادی هر کدام از عمده امور مورد توجه پروژه میباشد. برای اطمینان از عرضه دائمی و بی وقفه برق به شبکه خدمات شهری ، پروژه باد مشغول مطالعه در مزایای بالقوه ادغام انرژیهای باد و آب بصورت همزمان است (که انرژی حرکتی یا سقوط آب را در مهار می‌آورد).
.jpg)
باد مخرب است یا مفید؟ گهگاه توفانها و گردبادهای سهمگینی در گوشه و کنار جهان پدیدار میشود که اگر نیروی آنها بطور صحیح بکار گرفته شود، می‌تواند به جای مخرب بودن ، مفید باشد. اصول بهره برداری از انرژی باد از نخستین کوششهای انسان تا کنون تغییر نکرده است. با وزش باد ، قایقها و کشتیها به حرکت در می‌آیند و یا پره آسیاب بادی از طریق دنده‌ها گردانده میشود. امروزه مولدهای الکتریسیته بادی به نحوی طراحی شده‌اند که از حداکثر نیروی باد بهره برداری شود و انرژی باد بجای آسیاب کردن غلات ، بوسیله یک ژنراتور توربینی تبدیل به الکتریسیته میشود. مزایای انرژی بادی یکی از مزایای انرژی باد آن است که وزش باد در زمستانها سریعتر است و هنگامی که نیاز بیشتری به برق داریم، الکتریسیته بیشتری تولید میشود. این انرژی بدون ایجاد آلودگی ، دارای منبع انرژی پایان ناپذیر و فن آوری آزموده شده است. پیشرفتهای اخیر در صنعت ، همواره سبب کاهش هزینه الکتریسیته تولید شده توسط مولدهای بادی میباشد؛ این مبلغ کمتر از هزینه الکتریسیته تولید شده توسط زغال سنگ و شکافت هسته‌ای است و از نظر اقتصادی قابل رقابت با سایر موارد میباشد.همچنین مانند دیگر انرژیهای قابل تجدید و ادامه دار مخالفان زیادی ندارد. بریتانیا دارای موقعیتهای خوبی از نظر منبع باد در اروپا است. دانمارک در مقایسه با انگلستان که فقط 25% درصد الکتریسیته مورد نیاز خود را از نیروی باد تأمین می‌کند، 3.7 درصد (600 میلیون وات) الکتریسیته مورد نیاز را از انرژی باد تهیه می‌کند؛ در صورتی که منبع باد انگلستان 28 برابر بیش از دانمارک است. ناکار آمدیهای انرژی بادی گفته میشود که یکی از بزرگترین موانع بهره برداری از نیروی باد در بریتانیا ، مسأله تأثیر زیست محیطی آن است. بسیاری از مردم می‌گویند مولدهای بادی از نظر ظاهری ناخوشایند بوده و پر سر و صدا می‌باشند؛ بخصوص چون در نواحی زیبای خارج از مناطق شهری قرار دارند. اما باید گفت مولدی که سوخت آن زغال سنگ است، مسلما پر سر و صداتر و زشت تر از دکلهای آسیاب بادی خواهد بود. صدای متوالی توربینهای دکلهای آسیاب بادی برای کسانی که در نزدیکی آنها می‌باشند، یک موضوع مهم به شمار می‌رود. اکنون صدای این مولدها به کمک فناوری چرخ دنده‌ها و توربینهای سه تیغه‌ای قابل کنترل میباشد. نیروگاه ساحلی یک راه پیشگیری از شکایات مذکور ، بنا کردن مجموعه دکلهای بادی در پایگاههای ساحلی است که هیچ کس نه آنها را می‌بیند و نه صدایشان را می‌شنود؛ همچنین در آنجا اغلب وزش باد دو برابر خشکی میباشد. با اینکه هوای دریا طبیعتی تباه کننده دارد و سبب کاهش عمر مولدها می‌گردد، اما در عوض احتمال تخریب و خرابکاری در آنها کاسته میشود. نیروگاههای جدید بادی امروزه ارتفاع برجهای مخصوص انرژی باد به 70 متر می‌رسد، می‌توانند 1.5 مگاوات برق تولید کنند. اما نصب روتورهای (چرخنده‌ها) قویتر در این تأسیسات می‌تواند بهای الکتریسته حاصل از این منبع غیر سنگواره‌ای را تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش دهد. در حال حاضر یک شرکت آلمانی در صدد است تا با تولید نسل جدیدی از تأسیسات بادی هزینه این منبع انرژی جایگزین را تا حد الکتریسیته هسته‌ای کاهش دهد. برج جدید که 90 متر ارتفاع دارد، قادر است 5 مگاوات الکتریسیته تولید کند، از آنجا که مجموعه چرخ دنده‌ها و مواد در یک واحد جای دارند، بخش محرک بسیار سبکتر از نمونه‌های قبلی است. این ویژگی امکان استفاده از این تأسیسات را در دریاهای آزاد که در آنها بادهای قویتری می‌وزد، آسانتر می‌سازد.از اطلاعات مربوط به صنعت هواپیمایی ، آیرودینامیک ، الکترونیک و ... در ساخت این ماشینها بهره گیری میشود. به این ترتیب پروانه‌هایی ساخته میشود که برای بادهای تند بطور سریع کار می‌کند. ماشینهای دیگر غیر از پروانه نیز مورد نظر بوده و در حال توسعه است. دو درصد از انرژی خورشید که به زمین می‌رسد به باد تبدیل می‌گردد، 35 درصد انرژی باد در ضخامت یک کیلومتری از سطح زمین موجود است. محاسبات نشان می‌دهد که برای تمام سیاره زمین این انرژی 20 برابر انرژی مصرفی دنیا است. نیروگاه بادی در آسمان بهره‌گیری از نیروی باد به عنوان یکی از منابع انرژی نو روز به روز بیشتر میشود. توان کنونی جهان ، حدود 50 هزار مگاوات است؛ یعنی چیزی در حدود توان 50 نیروگاه هسته‌ای. اما هنوز مشکلاتی بر سر راه بهره‌برداری از این الکتریسیته سبز وجود دارد. توربینهای چرخان باعث تداخل در دریافت تلویزیونی می‌شوند و به نظر می‌رسد وقتی باد نمی‌وزد، منظره ناخوشایندی از چیزهایی بی‌مصرف را به نمایش می‌گذارند.اما برایان رابرت ، مهندس استرالیایی ، راه حل جالبی برای این کار دارد: به جای برافراشتن توربینها روی زمین ، آنها را در جریان تند باد در ارتفاع 15 تا 45 هزار پایی شناور می‌سازیم. او با همکاری سه مهندس دیگر دستگاهی را ساخته‌اند که ژنراتور الکتریکی پرنده (FEG) نام گرفته است. این دستگاه مانند بادبادک در هوا شناور می‌ماند و بادهایی با سرعت 200 مایل بر ساعت ، پره‌های آن را می‌چرخانند. جریان الکتریکی تولید شده از راه رشته بسیار محکمی به ایستگاه زمینی فرستاده میشود. به نظر این مهندس استرالیایی می‌توان 600 عدد از این دستگاهها را در هوا داشت که هر کدام 20 مگاوات برق تولید میکنند. محاسبه سرعت میانگین باد بادها از یک قانون کلی تبعیت میکنند، ولی از لحاظ شدت روزانه و مدت وزش در هر نقطه از زمین بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند. سرعت باد نسبت به ارتفاع از سطح دریا تغییر می‌کند. با آزمایشهایی که انجام یافته ، نسبت توان تولیدی در ارتفاع 1500 متری به توان تولیدی در ارتفاع 50 متری برابر 25 و در ارتفاع 300 متری این نسبت برابر 10 میباشد. میانگین سرعت باد و چگالی توان باد در دراز مدتنام شهر سرعت باد چگالی توان باد خوی 13 29 دزفول 21 89 رامسر 10 15 رشت 11 16 ارومیه 7 5 زابل 22 131 زاهدان 19 91 زنجان 13 26 سبزوار 20 107 سقز 17 61 سمنان 13 29 سنندج 24 35 ششاهرود 11 19 شهر کرد 14 38 شیراز 12 23 طبس 10 15 قزوین 10 12 کرمان 23 162 کرمانشاه 16 57 گلستان 12 26 مشهد 14 36 همدان 16 59 یزد 15 46 بندر لنگه 17 66 بندر عباس 18 56 بوشهر 13 28 بیرجند 10 13 تبریز 18 79 تربت حیدریه 13 31 تهران 15 42 چاه بهار 13 25 خرم آباد 10 48 آبادان 15 47 اراک 15 41 اصفهان 13 28 اهواز 27 271 ایرانشهر 13 31 بم 10 13 انزلی 10 14 بابلسر 8 6 مسائل اقتصادی ماشینهای بادی
.jpg)
امروزه تکنولوژی استفاده از انرژی باد در بسیاری از کشورها در دسترس بوده و ارزانترین راه برای تهیه الکتریسیته از مشتقات انرژی خورشیدی تشخیص داده شده است. بهای انرژی تولید شده به عوامل محیطی و عملی و نیز نوع ماشین بکار گرفته شده بستگی دارد. با بررسیهای مختلفی که در زمینه قیمت استفاده از انرژی باد انجام گرفته است، نشان می‌دهد که گر چه هزینه ماشینهای بادی با بزرگی و نیز ازدیاد توان تخمینی آنها افزایش می‌یابد، ولی بهای هر کیلو وات انرژی آنها کاهش پیدا می‌کند.وقتی کاربردهای جمعی ماشینهای بادی مورد نظر باشد، هزینه‌های کاربردهای جمعی ماشینها در ابعاد کوچک است. لازم به یاد آوری است که در انتخاب دستگاههای بزرگ محدودیتهایی وجود دارد. مثلا اگر سرعت انتهایی پره ماشین بادی به حد سرعت صوت و یا بیشتر برسد تولید موج ضربه کرده و سبب گرم شدن و فرسودگی و از کار افتادن سریع ماشین میشود.علاوه بر اینکه باید سعی شود تا ماشینهای بادی هزینه اصلی (هزینه ساخت روتور ، دکل و ..) کمتری داشته باشند و بایستی در محلهایی نیز که باد قابل ملاحظه‌ای دارند نصب شوند و ماشین برای سرعت باد عملی تنظیم شده باشد. تهیه ماشینی که برای تمام سرعتهای باد کار کند، گرانتر تمام میشود. ماشینهای معمولی بادی اصولا برای جلوگیری از مصرف سوختهای دیگر در ایام وزش باد بکار می‌روند و همراه با سایر دستگاههای تولید انرژی نیز ار آنها استفاده میشود.اگر از ماشین بادی بصورت تنها منبع انزژی استفاده شود، باید دستگاههای ذخیره انرژی در کنار ماشینهای بادی نظیر انباره‌ها ، ذخیره هیدروژن به توسط الکتریسیته ، دستگاههای ذخیزه حرارتی ، دستگاههای ذخیره انرژی جنبشی (چرخ طیار ، دستگاههای الکترومغناطیسی فوق هادی) ، دستگاههای ذخیره انرژی پتانسیل (نظیر دستگاههای سیالی پمپی با دستگاههای ذخیره فشاری) بکار گرفته شوند. با اضافه کردن دستگاههای دخیره ، بهای برق تولیدی ممکن است به مراتب افزایش یابد.توربین های بادی در طي تاريخ، انسانها باد را به شيوه‌هاي مختلف به كار بردند. بيش از پنج هزار سال پيش، مصريان باستان از نيروي باد براي راندن كشتي‌هاي خودروي رود نيل استفاده كردند. بعد از آن، انسان آسياب بادي را براي آسياب كردن بذر خود ساخت. جديدترين آسياب بادي متعلق به ايران است. اين آسياب شبيه به پاروهاي بسيار بزرگ بوده. قرن‌ها بعد، مردم هلند طرح پاية آسياب بادي را بهبود دادند. آنها تيغه‌هاي پروانه مانند ساخته شده از پره‌هاي نو به آسياب بادي اضافه كردند و روشي براي تغيير جهت آن مطابق با جهت باد ابداع كردند. آسيابهاي بادي به هلندي‌ها كمك كردند كه در قرن 17 صنعتي ترين كشور جهان باشند.برخي از كشورها آسيابهاي بادي را براي آسياب گندم و ذرت، پمپ كردن آب و قطع درختان به كار مي‌بردند. در سال 1920 در كشورهاي توسعه يافته از آسيابهاي كوچك براي توليد برق روستايي بدون خدمات برق به كار بردند. در سال 1930 زمانيكه خطوط نيرو شروع به انتقال برق از نواحي روستايي كرد، آسيابهاي محلي كمتر و كمتر شدند، اگرچه در حال حاضر نيز مي‌توان آنها را ديد. ذخاير نفت در سال 1970 تصوير انرژي را براي كشورهاي جهان عوض كرد. اين امر محيطي بازتر براي منابع جايگزين انرژي خلق كرد و راه را براي ورود مجدد آسيابهاي بادي به چشم انداز آمريكايي در توليد برق هموار كرد. مكانيسم‌هاي آسيابهاي بادي آسيابهاي بادي چون سرعت باد را كم مي‌كنند، مي‌توانند كار كنند. باد روي تيغه‌هاي ورقه مانند نازكي جريان يافته و آنها را بلند مي‌كند و باعث چرخش آنها مي‌شوند (مانند تأثير باد روي بالهاي هواپيما) تيغه‌ها به ميلة هدايت متصل است و آن نيز يك مولد برق را چرخانده و الكتريسيته توليد مي‌كند.
.jpg)
مكانيسم‌هاي بادي نومكانيسم‌هاي بادي امروزه از لحاظ فني بسيار پيشرفته‌تر از انواع قديمي هستند. در اين مكانيسم همچنان براي جمع‌آوري انرژي حركتي باد از تيغه‌ها استفاده ميشود اما اين تيغه‌ها كه از فايبرگلاس يا هر مادة محكم ديگر ساخته شده‌اند. مكانيسم‌هاي بادي مدرن هنوز با مشكلاتي دست و پنجه نرم مي‌كند، مثلاً اينكه وقتي باد نمي‌وزد بايد چه كرد. توربين‌هاي بزرگ به شبكة نيرويي خدماتي متصل شده‌اند. برخي از آنها هنگامي كه بادي نمي‌وزرد، جمع مي‌شوند. توربين‌هاي كوچك گاهي اوقات به مولدهاي الكتريكي ـ ديزلي متصلند و يا گاهي اوقات داراي باتري براي ذخيرة برق اضافي جمع آوري شده در هنگام وزش بادهاي شديد، هستند.انواع آسيابهاي بادي امروزه عموماً دو نوع مكانيسم بادي استفاده ميشود، محور افقي با تيغه‌هاي شبيه به پرة هواپيما و محور عمودي كه شبيه به فرفره است.مكانيسم بادي محور افقي به علت اينكه مواد كمتري براي يك واحد برق نياز دارد، بيشتر مورد استفاده است. حدود 95 درصد مكانيسم‌هاي بادي افقي محور هستند. ماشين بادي افقي ويژه‌اي داراي ارتفاعي به اندازة يك ساختمان 20 طبقه و سه تيغه دارد كه قطر چرخش آن 200 متر است. بزرگترين ماشينهاي بادي دنيا تيغه‌هايي بزرگتر از يك زمين فوتبال دارند! ماشينهاي بادي براي اينكه باد بيشتري را به دام بيندازند، بلند و عريض هستند. ماشينهاي آسياب بادي افقي ماشينهاي بادي با محور قائم تنها پنج درصد ماشينهاي بادي بكار برده شده در دنياي امروز را به خود اختصاص داده است. نوع نمونه آن 100 متر طول و 50 متر پهنا دارد. هر ماشين باري امتيازات و ايرادات خود را دارد. ماشينهاي با محور افقي نياز به روشي براي نگهداشتن گرداننده رو به باد دارد. اين كار با يك دم روي ماشينهاي كوچك انجام مي‌گيرد. در ماشينهاي بزرگ، يا يك گردانند در بخش پاييني برج قرار دارد كه كاري شبيه به بادنماي هواشناسي را انجام مي‌دهد و يا يك موتور هدايت كننده به كار برده ميشود، ماشينهاي با محور قائم مي‌توانند باد را در هر جهتي قبول كنند.دستگاههاي نيروي بادي دستگاههاي نيروي بادي يا فراري بادي، سري ماشينها بادي است كه براي توليد برق بكار برده مي‌شوند. يك مزرعة بادي معمولاً داراي چندين ماشين پخش شده در ناحية وسيعي است. دستگاههاي هسته‌اي يا ذغالي و بسياري از دستگاههاي بادي غالباً به شركت‌هاي با منافع عمومي داده نمي‌شوند. در عوض آنها توسط تاجراني كه برق توليد شده از مزرعة بادي را براي خدمات رفاهي مي‌فروشند، اداره و مديريت ميشود. اين شركت‌هاي خصوصي به عنوان «توليد كننده‌هاي مستقل نيرو» شناخته مي‌شوند. به كار اندازي يك دستگاه نيروي بادي كار آساني نيست و مالكان آن بايد براي تعيين موقعيت نصب آن به دقت برنامه ريزي كنند. آنها بايد ميزان وزش باد، شرايط هواشناسي محلي، نزديكي خطوط انتقال برق و كدهاي منطقه‌بندي محلي را در نظر بگيرند. دستگاههاي بادي به زمين‌هاي زيادي نياز دارند. يك ماشين بادي حدوداً به دو جريب زمين نياز دارد. يك دستگاه نيروي بادي صدها جريب زمين نياز دارد. از طرف ديگر، كشاورزان مي‌توانند در اطراف ماشينهاي بادي محصولات خود را به بار آورده و يا به چراي گله‌هاشان بپردازند. وقتي يك دستگاه شناخته شد، هنوز هزينه‌هايي باقي مي‌ماند. در برخي حالات، هزينه‌هاي باقيمانده با بخشش‌هاي مالياتي كه به منابع تجديدپذير انرژي داده ميشود، حيران مي‌شوند. دستگاه سياليست‌هاي منظم منافع عمومي يا PURPA هم براي خريداري برق از توليد كننده‌هاي مستقل نيرو با قيمت‌هاي منصفانه به شركت‌هايي نياز دارد.منابع بادي بهترين محل براي نصب يا ساخت دستگاه بادي كجاست؟ ميانگين سرعت باد براي به صرفه بودن تبديل انرژي باد به برق حدود 23 كيلومتر در ساعت است. ميانگين سرعت باد در برخي از كشورها16 كيلومتر در ساعت است. به علت دسترسي آسان به باد با دوام و هميشگي، برخي شركت‌ها نصب ماشينها را در مناطق و دور از ساحل مدنظر دارندآنمومتردانشمندان از وسيله‌اي به نام آنمومتر (anemometer) براي اندازه‌گيري سرعت باد استفاده مي‌كنند. آنمومتر شبيه يك بادنماي هواشناسي است با ظاهري مدرن. اين وسيله سه پرده با فنجان‌هايي در سد آنها و روي ميلة چرخاني كه با وزش باد مي‌چرخد دارد. اين وسيله به متري وصل است كه سرعت باد را نشان مي‌دهد. يك بادنما جهت باد را نشان مي‌دهد اما سرعت باد را نشان نمي‌دهد. براساس يك قانون طبيعي سرعت باد در نواحي پهناور و بدون وقفه در وزش باد، با عرض جغرافيايي افزايش مي‌يابد. مكانهايي مناسب براي دستگاههاي بادي بالاي تپه‌هاي گرد و صاف، دشت يا سواحل باز و فواصل كوهي كه مثل قيف عمل مي‌كنند، هستند . توليد باد چقدر مي‌توانيم از باد انرژي بدست آوريم؟ دو اصطلاح وجود دارد كه توليد پاية برق را توضيح مي‌دهد. عامل كارايي و عامل گنجايش. كارايي به اين موضوع بر مي‌گردد كه چقدر مي‌توان انرژي مفيد (در اين مورد، برق) از منبع انرژي كسب كرد. يك ماشين انرژي صد درصد كارا، مي‌تواند تمام انرژي را به انرژي مفيد تبديل كند و هيچ انرژي را هدر نمي‌دهد هيچ ماشين با كارايي يا بهره وري صد درصد وجود ندارد. بعضي انرژي‌ها هميشه وقتيكه شكلي از انرژي به شكل ديگر تبديل ميشود، از دست مي‌روند. انرژي هدر رفته معمولاً به شكل گرماي پراكنده شده در هوا است و نمي‌توان از آن بهرة اقتصادي مجدد برد. ماشينهاي بادي چقدر كارايي دارند؟ ماشينهاي بادي تنها به اندازة دستگاههاي ديگر مانند دستگاههاي زغال بهره وري دارند. ماشينهاي بادي 30 تا 40 درصد انرژي متحرك باد را به برق تبديل مي‌كند، يك دستگاه مولد نيروي زغال سوز، حدود 30 تا 35 درصد انرژي شيميايي زغال را به الكتريسيتة قابل استفاده تبديل مي‌كندواژة گنجايش به توانايي دستگاه نيرو در توليد برق بر مي‌گردد. يك دستگاه نيرو با گنجايش صد درصد تمام روز و هر روز هفته با تمام نيرو كار مي‌كند. در چنين شرايطي هيچ وقتي براي تعمير يا سوختگيري صرف نمي‌شود كه اينچنين چيزي براي هر دستگاهي غيرممكن است. مشخصاً دستگاههاي زغالي اگر تمام روزهاي سال و بطور شبانه روزي كار كنند، داراي ظرفيت 75 درصد خواهند بود. دستگاههاي نيروي باد متفاوت از دستگاههاي مولد نيروي سوخت سوز هستند. بهره‌وري آنها به ميزان باد و ميزان سرعت باد بستگي دارد. بنابراين ماشينهاي بادي نمي‌توانند در طول سال بطور 24 ساعته كار كنند. يك توربين بادي در يك مزرعة بادي شاخص در 65 تا 80 درصد زمان كار مي‌كند، اما معمولاً كمتر از گنجايش كامل خود، زيرا سرعت باد هميشه در بيشترين مقدار خود نيست. بنابراين عامل گنجايش 30 تا 35 درصد است. علم اقتصاد نيز بخش عظيمي از گنجايش را داشته باشند، اما اين امر خود اقتصادي نيست. تصميم در اين مورد براساس خروجي الكتريسيته در هر دلار سرمايه‌گذاري است. يك ماشين بادي مي‌تواند 5/1 تا 4 ميليون كيلو وات ساعت (kWh) برق در سال توليد كند. اين ميزان برق براي 150 تا 400 خانه در سال كافي‌ست. در اين كشور، ماشينهاي بادي 10 ميليارد كيلو وات ساعت انرژي در سال توليد ميشود. انرژي بادي حدود 1/0 درصد برق ملت را كه مقدار كمي هست تأمين مي‌كند. اين ميزان برق براي كارهاي خانگي يك ميليون خانه كه به اندازة شهرهاي شيكاگو و ايلي نويز است، كافي‌ست. كاليفرنيا بيشترين برق بادي را نسبت به ساير ايالت‌ها توليد مي‌كند و تگزاس، منيسوتا و آيوا بعد از آن قرار دارند، 1300 ماشين بادي موجود بيشتر از يك درصد برق كاليفرنيا كه حدود نصف ميزان برق توليدي در يك دستگاه نيروي هسته‌اي است را توليد مي‌كند. در سه سال گذشته گنجايش باد كل جهان بيش از دو برابر شده است. متخصصان انتظار دارند در چند سال بعد، توليد انرژي از ماشينهاي بادي، سه برابر شود. هند و بسياري از كشورهاي اروپايي در حال برنامه‌ريزي براي تأسيس صنايع بادي جديد هستند. بسياري از طرحهاي جديد باد به علت عدم كنترل قانوني صنعت برق به تعويق درآورند. شركت‌هاي خدماتي رفاهي و اجتماعي اطمينان نداشتند كه چقدر عدم كنترل (deregulation) روي تكنولوژي‌هاي جديد تأثير مي‌گذارد. آيا دولت هنوز شركت‌هاي خدمات رفاهي براي سرمايه‌گذاري روي طرحهاي انرژي‌هاي تجديدپذير تشويق مي‌كند؟ آيا بازاري براي انرژي توليد شده وجود دارد؟ چنين سئوالاتي هنوز بي‌جواب مانده. با اين وجود سرمايه گذاري روي انرژي بادي به علت هزينة كم و تكنولوژي در حال پيشرفتش در حال افزايش است. باد در حال حاضر يكي از رقابتي‌ترين منابع براي توليد است. نشانة اميدوار كنندة ديگر براي صنعت بادي تقاضاي مصرف كننده براي انرژي‌هاي سبز انرژي‌هايي كه به محيط زيست آسيبي نمي‌رسانند) است. بسياري از شركت‌هاي خدماتي به تازگي به مصرف كنندگان اجازه داده كه به طور داوطلبانه براي برق توليد شده از منابع تجديدپذير پول بيشتري بدهند. صنعت بادي براي برگشت به حالت تعويق يا موازنه درآمده است. اقتصاد انرژي باداز لحاظ اقتصادي، خبرهاي خوب زيادي براي انرژي بادي وجود دارد، اولين خبر اينكه يك دستگاه بادي بسيار ارزان تر از دستگاه انرژي موسوم از نظر ساخت ساخته شده است. دستگاههاي باد مي‌توانند به ماشينهاي بادي به راحتي اضافه كردند بطوريكه تقاضاي برق تقاضا پيدا مي‌كند. دومين خبر اينكه هزينة توليد برق از باد در دو دهة گذشته بطور برجسته‌اي كاهش يافته است. برق توليد شده توسط باد در سال 1975، 30 سنت براي هر كيلو وات ساعت بود، اما حالا به كمتر از 5 سنت رسيده است. توربين‌هاي جديد قيمت را كمتر هم خواهند كرد. باد و محيط زيستدر سال 1970، ذخاير نفت بر توسعة منابع جايگزين انرژي فشار آورد. در سال 1990، از ديدگاه تجديدپذيري محيط زيست، در برابر مطالعة دانشمندان كه نشاندهندة تغييرات بالقوة آب و هواي جهاني درصورت افزايش استفادة مداوم از سوخت‌هاي فسيلي فشاري نيز بوجود آمد. انرژي بادي يك گزينة اقتصادي و راهبردي براي دستگاههاي نيروي سنتي در بسياري از نواحي كشور ارائه مي‌دهد، باد سوخت پاكي است و مزاع بادي از آنجا كه هيچ سوختي را نمي‌سوزانند، هيچ آلودگي آبي با هوايي نيز ايجاد نمي‌كنند. جدي ترين آسيب زيست محيطي ماشينهاي بادي شايد تأثير منفي آنها روي جمعيت پرندگان وحشي و بر خود ديداري غيرطبيعي در چشم انداز محيط زيست باشد، براي برخي افراد، برق زدن تيغه‌هاي آسيابهاي بادي در افق مي‌تواند آزار دهنده باشد و براي برخي ديگر آنها جايگزين زيبايي براي دستگاههاي نيروي سنتي هستند. استفاده بهينه از باد با تيغه‌هايي كه حدود 87 متر قطر دارند، توربين Vestas V44-600 بزرگترين توربين بادي در حال فعاليت است. اين توربين كه در 96 متري روي برجي در غرب شهر تراورس (Traverse) ميشيگان قرار داد، كمتر از يك درصد روشنايي و نيروي خروجي مجموع شركت‌ها را فراهم مي‌كند. اما اين تعداد براي حدود 200 مصرف كننده ساكن در شهر كافي‌ست. اين دسته از مردم كه تمام برق خود را از نيروي باد به دست مي‌آورند، با پرداخت حدود 20 درصد بيشتر به عنوان بهاي برق به منظور حمايت از اين طرح موافقند. توربين در دانمارك ساخته شد. تيغه‌ها طوري طراحي شده‌اند كه بيشترين انرژي را از بادها بگيرد و سرعت مولد و موتور چرخاننده مي‌تواند براي يكنواخت كردن نوسانات نيرو كمي تغيير كند. در بادهاي متوسط 24 تا 25، ساليانه از توربين بادي بين 1/1 تا 2/1 ميليون كيلو وات ساعت تخمين زده ميشود. وارپ (WARP) سيستم متفاوت مبدل انرژي باد به برق بوسيله يك مهندس هوانورد در كنتاكي طراحي شدن بسكوي چرخان شدت يافته بود انكو (Eneco) يا همان WARP (Wind Amplified Rotor Platform) از تيغه‌هاي بزرگ استفاده نمي‌كند هر مدل يك جفت توربين پر ظرفيت سوار شده روي هردو سطح كانال مدل تشديد كنندة هواي مقعر دارد. سطوح مقعر كانال هوا، باد را به سمت توربين‌ها هدايت كرده و سرعت آن را 50 درصد افزايش مي‌دهند. انكو، براي بازاريابي تكنولوژي نيروي سكوهاي نفتي دور از ساحل و سيستم‌هاي ارتباطات بي سيم از راه دور برنامه ريزي مي‌كند. بنابراين در آينده طرح انكو مي‌تواند با توليد نيروي براي خدمات رساني رفاهي مردم بكار برده شود. نواحي WARP عظيم مي‌تواند با برج‌هاي چندين متري كه هركدام چندين مگاوات برق توليد مي‌كند، ساخته شود. حتي توربين‌ها مي‌توانند براي تهيه نيروي ساكنين يك ساختمان، با ساختمان يكي شود .منشا باد یک موضوع پیچیده است. از آنجاییکه زمین بطور نامساوی به وسیله نور خورشید گرم میشود بنابراین در قطب‌ها انرژی گرمایی کمتری نسبت به مناطق استوایی وجود دارد همچنین درخشکی‌ها تغییرات دما با سرعت بیشتری انجام می‌پذیرد و بنابراین خشکی‌ها زمین نسبت به دریاها زودتر گرم و زودتر سرد می‌شوند. این تفاوت دمای جهانی موجب به وجود آمدن یک سیستم جهانی تبادل حرارتی خواهد شد که از سطح زمین تا هوا کره، که مانند یک سقف مصنوعی عمل می‌کند، ادامه دارد. بیشتر انرژی که در حرکت باد وجود دارد را می‌توان در سطوح بالای جو پیدا کرد جایی که سرعت مداوم باد به بیش از ۱۶۰ کیلومتر در ساعت می‌رسد و سرانجام باد انرژی خود را در اثر اصطکاک با سطح زمین و جو از دست می‌دهد.یک برآورد کلی اینگونه می‌گوید که ۷۲ تراوات (TW) انرژی باد بر روی زمین وجود دارد که پتانسیل تبدیل به انرژی الکتریکی را دارد و این مقدار قابل ترقی نیز هست.
.jpg)
توان پتانسیل توربینانرژی موجود در باد را می‌توان با عبور آن از داخل پره‌های و سپس انتقال گشتاور پره‌ها به روتور یک ژنراتور استخراج کرد. در این حالت میزان توان تبدیلی با تراکم باد, مساحت ناحیه جاروب شده توسط پره و مکعب سرعت باد بستگی دارد. به این ترتیب میزان توان قابل تبدیل در باد را می‌توان به این ترتیب به دست آورد:که در این فرمول P توان تبدیلی به وات، α ضریب بهره‌وری (که به طراحی توربین وابسته است)، ρ تراکم باد بر حسب کیلوگرم بر مترمکعب، r شعاع پره‌های توربین برحسب متر و v سرعت باد برحسب متر بر ثانیه است.زمانی که توربین انرژی باد را می‌گیرد سرعت باد کم خواهد شد که این خود باعث جدا شدن باد میشود. آلبرت بتز (Albert Betz) فیزیکدان آلمانی در ۱۹۱۹ اثبات کرد که یک توربین حداکثر می‌تواند ۵۹ درصد از انرژی بادی را که در مسیر آن می‌وزد را استخراج کند و به این ترتیب α در معادله بالا هرگز بیشتر از 0.59 نخواهد شد.از ترکیب این قانون با معادله بالا می‌توان اینگونه نتیجه گرفت:نمودار میزان و پیشبینی استفاده از برق بادی در سالهای 1997 تا 2010• حجم هوایی که از منطقه جاروب شده توسط پره‌ها عبور می‌کند به میزان سرعت باد و چگالی هوا وابسته است. برای مثال در روزی سرد با دمای ۱۵ درجه سانتی‌گراد (۵۹ درجه فارنهایت) در سطح دریا، چگالی هوا برابر ۱٫۲۲۵ کیلوگرم بر متر مکعب است. در این حالت عبور بادی با سرعت ۸ متر بر ثانیه در روتوری به شعاع ۱۰۰ متر تقریباً موجب عبور ۷۷٬۰۰۰ کیلوگرم باد در منطقه جاروب شده توسط پره‌ها خواهد شد. • انرژی جنبشی حجم مشخصی هوا به مجذور سرعت آن وابسته است و از آنجایی که حجم هوای عبور از توربین به صورت خطی با سرعت رابطه دارد، میزان توان قابل دسترسی در یک توربین با مکعب سرعت نسبت مستقیم دارد. مجموع توان در مثال بالا در توربینی با شعاع جاروب ۱۰۰ متر برابر ۲٫۵ مگاوات است که بر طبق قانون بتز بیشترین میزان انرژی استخراج شده از آن تقریباً برابر ۱٫۵ مگاوات خواهد بود. توزیع سرعت بادمیزان باد دائما تغییر می‌کند میزان متوسط مشخص شده برای یک منطقه خاص صرفاً نمی‌تواند میزان تولید توریبن بادی نصب شده در آن منطقه را مشخص کند. برای مشخص کردن فراوانی سرعت باد در یک منطقه معمولاً از یک ضریب توزیع در اطلاعات جمع‌آوری شده مربوط به منطقه استفاده میکنند. مناطق مختلف دارای مشخصه توزیع سرعت متفاوتی هستند. مدل رایلی (Rayleigh model) به طور دقیقی میزان ضریب توزیع سرعت در بسیاری مناطق را منعکس می‌کند.از آنجاییکه بیشتر توان تولیدی در سرعت بالای باد تولید میشود, بیشتر انرژی تولیدی در بازه‌های زمانی کوتاه تولید میشود. بر طبق الگوی لی رنچ نیمی از انرژی تولیدی تنها در 15٪ از زمان کارکرد توربین تولید میشود و در نتیجه نیروگاههای بادی مانند نیروگاههای سوختی دارای تولید انرژی پایداری نیستند. تاسیساتی که از برق بادی استفاده میکنند باید از ژنراتورهای پشتیبانی برای مدتی که تولید انرژی در توربین بادی پایین است استفاده کنند.ضریب ظرفیتتا زمانی که سرعت باد ثابت نباشد تولید سالیانه انرژی الکتریکی توسط نیروگاه بادی هرگز برابر حاصل ضرب توان تولیدی نامی در مجموع ساعت کار آن در یک سال نخواهد شد. نسبت میزان توان حقیقی تولید شده توسط نیروگاه و ماکزیمم ظرفیت تولیدی نیروگاه را ضریب ظرفیت می‌نامند. یک نیروگاه بادی نصب شده در یک محل مناسب در ساحل ضریب ظرفیتی سالیانه‌ای در حدود 35٪ دارد. برعکس نیروگاههای سوختی ضریب ظرفیت در یک نیروگاه بادی به شدت به خصوصیات ذاتی باد وابسته است. ضریب ظرفیت در انواع دیگر نیروگاه‌ها معمولا به بهای سوخت و زمان مورد نیاز برای انجام عملیات تعمیر بستگی دارد. از آنجایی که نیروگاههای هسته‌ای دارای هزینه سوخت نسبتاً پایینی هستند بنابراین محدویت‌های مربوط به تامین سوخت این نیروگاه‌ها نسبتاً پایین است که این خود ضریب ظرفیت این نیروگاه‌ها را به حدود 90٪ می‌رساند. نیروگاه‌هایی که از توربینهای گاز طبیعی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده میکنند به علت پر هزینه بودن تامین سوخت معمولاً تنها در زمان اوج مصرف به تولید می‌پردازند. به همین دلیل ضریب ظرفیت این توربینها پایین بوده و معمولا بین 5-25٪ میباشد.بنا به یک تحقیق در دانشگاه استندورد که در نشریه کاربردی هواشناسی و اقلیم شناسی نیز به چاپ رسیده در صورت ساخت بیش از ده مزرعه بادی در مناطق مناسب و به طور پراکنده می‌توان تقریباً از 3/1 انرژی تولیدی آنها برای تغذیه مصرف کننده‌های دائمی استفاده کرد.محدودیت‌های ادواری و نفوذمیزان انرژی الکتریکی تولیدی توسط نیروگاههای بادی می‌تواند به شدت به چهار مقیاس زمانی ساعت به ساعت, روزانه و فصلی وابسته باشد. این میزان به تحولات آب و هوایی سالیانه نیز وابسته است اما تغییرات در این مقیاس زیاد محسوس نیستند. از آنجایی که برای ایجاد ثبات در شبکه, میزان انرژی الکتریکی تامین شده و میزان مصرف باید در تعادل باشند از این جهت تغییرات دائم در میزان تولید این ضرورت را به وجود می‌آورد که از تعداد بیشتری نیروگاه بادی برای تولیدی متعادل‌تر در شبکه استفاده شود. از طرفی ادواری بودن طبیعی تولید انرژی باد موجب افزایش هزینه‌های تنظیم و راه اندازی میشود و (در سطوح بالا) ممکن است نیازمند اصول مدیریت تقاضای انرژی یا ذخیره‌سازی انرژی باشد.از ذخیره‌سازی با استفاده از نیروگاههای آب تلمبه‌ای یا دیگر روش‌ها ذخیره سازی برق در شبکه می‌توانند برای به وجود آوردن تعادل در میزان تولید نیروگاههای بادی استفاده کرد اما در مقابل استفاده از این روش‌ها موجب افزایش 25٪ هزینه‌های دائم اجرای چنین طرح‌هایی می‌شوند. ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی موجب به وجود آمدن تعادل بین دو بازه زمانی کم مصرف و پر مصرف خواهد شد و از این جهت میزان صرفه‌جویی عاید از ذخیره‌سازی انرژی هزینه‌های اجرای آن را جبران می‌کند. یکی دیگر از راهکارهای ایجاد تعادل در تولید و مصرف سازگار کردن میزان مصرف با میزان تولید با استفاده از ایجاد تعرفه‌های متفاوت زمانی برای مصرف‌کننده‌هاست.یک نیروگاه بادی در غ
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: راسخون]
[مشاهده در: www.rasekhoon.net]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 13430]
-
گوناگون
پربازدیدترینها