از آسیاب بادی تا برق بادی

همه ما می توانیم یک روز طوفانی را به خاطر بیاوریم. درختهایی که از کمر خم شده اند ، اجسام معلق در هوا ، گرد و خاکی که چشمها را می آزارد و حتی راه رفتن دشوار خلاف جهت باد.

کد خبر: ۳۲۹۶۱

شاید آن روز ناخودآگاه حس کرده ایم هوا و بادی که همیشه دست کم می گرفتیمشان هم زور دارند! در ایران کمتر اتفاق می افتد ولی جاهایی در دنیا هستند که باد ماشین ها را از جا می کند ، سقف خانه ها را بلند می کند ، درختها را ریشه کن کرده و خلاصه طوفانی به پا می کند ؛ ولی می شود باد را هم در اختیار گرفت، آن هم برای تولید برق! به کارگیری باد برای استفاده های گوناگون به زمانهای دور بازمی گردد.
از 200 سال قبل از میلاد مسیح ، ایرانیان دانش بهره برداری از باد را کشف کرده بودند و از آن برای آردکردن غلات و کشیدن آب از رودخانه ها استفاده می کردند که هنوز بقایای تجهیزات آنها در مناطق خواف در شرق کشور موجود است.
حتی باد در کشف امریکا هم حرف اول را زده است! (کشتی های بادبانی کریستوف کلمب!) اما تولید برق به وسیله توربین های بادی تقریبا از 1980 میلادی شروع شده است.
پیش بینی شده است تا 2020 میلادی 10 درصد از برق کل جهان از انرژی بادی تولید خواهد شد.
این صنعت همچنین باعث ایجاد 7/1 میلیون شغل می شود. تغییر و تبدیل یک منبع انرژی به منبع جدیدتر سالها به طول خواهد انجامید.
همان گونه که جایگزینی سوختهای فسیلی به جای هیزم نیم قرن زمان برد. انرژی بادی هم مستثنا نیست. در ابتدای احداث نیروگاه های بادی، به دلیل هزینه بالای ساخت نیروگاه، هزینه تمام شده برق حاصل نیز بالا بود.
بتدریج با کاهش هزینه های ساخت نیروگاه، هزینه های تولید انرژی نیز پایین آمده است، به طوری که در آینده نزدیک این انرژی قابل رقابت با انرژی حاصل از نیروگاه های فسیلی خواهد بود.
منبع انرژی نیروگاه های بادی خواص منحصر به فردی دارد: رایگان است، در مناطق بادخیز تمام شدنی نیست، هیچ گونه آلودگی ایجاد نمی کند و مانند نیروگاه های هسته ای ضایعات نیز ندارد.
پایین بودن هزینه نگهداری و صفربودن هزینه سوخت ، بالابودن هزینه ساخت را جبران می کند. گو این که با گذشت زمان هزینه ساخت هم در تولید انبوه تر پایین خواهد آمد.

کاهش آلودگی هوا

طبق آمارهای موجود تولید هر کیلو وات ساعت انرژی بادی می تواند از انتشار یک کیلوگرم گازکربنیک (CO2) جلوگیری کند.
بطور کلی با جایگزینی هر یک درصد انرژی برق بادی به جای انرژی برق فسیلی می توان از انتشار 3 درصد از گازهای گلخانه ای کاست. با توجه به این که در منجیل هر توربین 500 وات در سال برق تولید می کند، می توان محاسبه کرد که سالانه از انتشار مقادیر زیر از آلاینده های مختلف کاسته خواهد شد.

So2= 4350 kg
CO2:1275000 kg
150kg:خاک
82500kg:خاکستر
NOx= 3900 kg

وضعیت کنونی بهره برداری از انرژی باد

در جهان نیروگاه های بادی در سراسر جهان بسرعت در حال گسترش است. به طوری که انرژی باد در میان دیگر منابع و گزینه های انرژی عنوان سریع الرشدترین صنعت انرژی را به خود اختصاص داده است.
نرخ رشد این صنعت در سال 2001 میلادی سالانه 35 درصد و در سال 2002 میلادی سالانه 28 درصد گزارش شده است. در پایان سال 2002 میلادی کل ظرفیت نصب شده جهان به 33400مگاوات رسیده که در این میان آلمان، اسپانیا، امریکا، دانمارک و هند سهم بیشتری دارند.
تا پایان 2002میلادی این 5کشور روی هم 26000مگاوات یعنی 84درصد از ظرفیت نصب شده جهان را در اختیار داشته اند. کل سرمایه در گردش صنعت انرژی باد جهان در سال 2002میلادی 7 میلیارد یورو بوده است.
هر کیلووات برق 1000 دلار هزینه دارد که 750 دلار آن به هزینه تجهیزات و مابقی به هزینه های آماده کردن سایت، نصب، راه اندازی و نگهداری مربوط می شود.
در چند سال اخیر با بزرگتر شدن سایز توربین های تجاری، قیمت سرمایه گذاری آنها کاهش یافته است. صنعت انرژی باد منافع اقتصاد و اجتماعی مختلفی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
نداشتن هزینه های اجتماعی:
این هزینه ها در تمام گزینه های متعارف انرژی (مانند منابع فسیلی) وجود دارند ، اما باوجود هزینه های قابل توجه در بررسی های اقتصادی لحاظ نمی شوند.
انجمن انرژی باد جهان (W.W.E.A)این هزینه ها را به کوه یخی تشبیه کرده است که حجم عظیم آن زیر آب است!

کاهش اتکا به منابع انرژی وارداتی:
در کشورهایی مثل ایران که می توان به این موضوع از جنبه افزایش صادرات نفت نگاه کرد!

تقویت ساختار اجتماعی و اقتصادی مناطق روستایی:
به دلیل ماهیت انرژی باد که به تولید غیرمتمرکز و اغلب در نقاط پرت و دور افتاده می پردازد. توسعه این صنعت می تواند تحولات آشکاری در مناطق دور از مرکز یا روستاها به وجود آورد!

اشتغالزایی:
ایجاد شغل این صنعت در میان صنایع دیگر انرژی از همه بیشتر است. در اروپا نصب یک مگاوات برق بادی برای 15 تا 19 نفر شغل ایجاد می کند که این رقم در کشورهای در حال توسعه براحتی دو برابر می شود.
در سال 2000 بیش از نیم میلیون نفر در این صنعت اشتغال داشتند.

توربین های بادی

الف) توربین ها با محور چرخش عمودی
توربین های با محور عمودی یا توربین های ساوینوس از 2 بخش اصلی تشکیل شده اند. یک میله اصلی که رو به باد قرار می گیرد و دیگری میله های عمودی که عمود بر جهت باد کار گذاشته می شوند.
این توربین شامل قطعاتی به شکل ملاقه است که باد را در خود جمع کرده و باعث چرخش میله ها می شوند. ساخت این نوع توربین بسیار ساده است ؛ ولی بازده پایینی دارد.
یک طرف توربین باد را بیشتر از طرف دیگر جذب می کند و باعث می شود سیستم لنگر پیدا کرده و بچرخد.
نتیجه این نوع طراحی این است که سرعت چرخش سیستم دقیقا با سرعت باد برابر است و در مناطقی که سرعت باد کم است ، چندان کارآمد نیست. در حالی که توربین های با محور اصلی می توانند با سرعت بیشتر از سرعت باد هم بچرخند.

ب)توربین های با محور چرخش افقی
نوع رایج تر، توربین های با محور چرخش افقی است. این توربین ها پیچیده تر و گران تر از نوع قبلی هستند و ساخت آنها هم مشکل تر است، ولی کارایی بسیار بالایی دارند.
در همه سرعتها حتی سرعتهای پایین هم کار می کنند و در انواع پیشرفته تر می توان جهت آنها را با جهت وزش باد هم تنظیم کرد. نمای ظاهری این توربین ها 3یا در مواردی 2تیغه است که روی یک پایه بلند نصب شده اند.
این تیغه ها رو به باد نصب می شوند. این توربین ها چگونه کار می کنند؛ مراحل کار یک توربین کاملا بعکس مراحل کار یک پنکه است. در پنکه نیروی الکتریسیته باعث چرخیدن پره می شود. در توربین ها، چرخش پره ها باعث تولید الکتریسیته می شود. باد به پره ها برخورد می کند و آنها را می چرخاند.
چرخش تیغه ها باعث چرخش محور اصلی می شود و این محور به یک ژنراتور برق متصل است. چرخش این ژنراتور، برق متناوب تولید می کند. توربین ها می توانند بین 50 تا 750کیلووات برق تولید کنند. یک تک توربین کوچک که می تواند 50کیلووات برق تولید کند که برای مصارف یک خانه یا پمپ کردن آب از چاه مفید است.