درباره ی نیرو گاه برق بادی
توان بادی (به انگلیسی: wind Power) تبدیل انرژی باد به نوعی مفید از انرژی مانند انرژی الکتریکی (با استفاده از توربینهای بادی)، انرژی مکانیکی (مثلاً در آسیابهای بادی یا پمپهای بادی) و یا پیشرانش قایقها و کشتیها (مثلاً در قایقهای بادبانی) است. در آسیابهای بادی از انرژی باد مستقیماً برای خرد کردن دانهها و یا پمپ کردن آب استفاده میشود. در انتهای سال ۲۰۱۰، میزان ظرفیت نامی تولید برق بادی در سراسر جهان برابر ۱۹۷ گیگاوات بود.[۱] امروزه توان بادی در دنیا ظرفیت تولید سالانه ۴۳۰ تراوات ساعت انرژی الکتریکی را دارد که این میزان، ۲٫۵٪ مصرف برق دنیاست.[۱] در ۵ سال گذشته، رشد متوسط سالانه در توان بادی دنیا ۲۷٫۶٪ بوده و انتظار میرود که سهم باد در تولید انرژی الکتریکی دنیا تا سال ۲۰۱۳ به ۳٫۳۵٪ و تا سال ۲۰۱۸ به ۸٪ برسد.[۲]
کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می باشد.با توسعه نگرشهای زیست محیطی وراهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. استفاده از تکنولوژی توربینهای بادی به دلایل زیر می تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.
| ||
|
کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می باشد.با توسعه نگرشهای زیست محیطی وراهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. استفاده از تکنولوژی توربینهای بادی به دلایل زیر می تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.
| ||
|
کشورهای دانمارک با ۲۱٪،[۱]پرتغال با ۱۸٪،[۱]اسپانیا با ۱۶٪،[۱]ایرلند با ۱۴٪ و آلمان با ۹٪[۱] از نظر درصد تولید برق بادی از کل تولید انرژی الکتریکی در جایگاههای نخست قرار دارند. در سال ۲۰۱۱، ۸۳ کشور در دنیا از توان بادی برای تولید برق استفاده کردهاند.[۳]
انرژی بادی در مقادیر زیاد در مزارع بادی تولید و به شبکه الکتریکی متصل میشود. از توربینها در تعداد کم معمولاً فقط برای تامین برق در مناطق دور افتاده استفاده میشود.
اما از جمله دلایل تمایل کشورها برای افزایش ظرفیت تولید برق بادی مزایا بسیار زیاد این روش تولید انرژی الکتریکی است چراکه انرژی بادی فراوان، تجدیدپذیر و پاک است، در همه جای دنیا وجود دارد و همچنین در
قدیمیترین روش استفاده از انرژی باد، به ایران باستان باز میگردد. برای نخستین بار، ایرانیان موفق شدند با استفاده از نیروی باد، دلو (دولاب) یا چرخ چاه را به گردش درآورده و از چاههای آب خود، آب را به سطح مزارع برسانند.[۴]
انرژی باد[ویرایش]
یک پره از یک توربین بادی نوشتار اصلی: بادمنشا باد یک موضوع پیچیدهاست. 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.
توان پتانسیل توربین[ویرایش]
انرژی 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 وابستهاست)، ρ تراکم باد بر حسب کیلوگرم بر مترمکعب، r شعاع پرههای توربین برحسب متر و v سرعت باد برحسب متر بر ثانیهاست.
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 ۰٫۵۹ 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 وابستهاست. 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 وابستهاست 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 باد[ویرایش]
میزان باد دائماً 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 ۱۵٪ 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 ظرفیت[ویرایش]
تا 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 ۳۵٪ دارد. برعکس نیروگاههای سوختی ضریب ظرفیت در یک نیروگاه بادی به شدت به خصوصیات ذاتی باد وابستهاست. ضریب ظرفیت در انواع دیگر نیروگاهها معمولاً به بهای سوخت و زمان مورد نیاز برای انجام عملیات تعمیر بستگی دارد. از آنجایی که نیروگاههای هستهای دارایهزینه 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 ۹۰٪ 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 معمولاً بین ۵-۲۵٪ میباشد.
بنا به یک تحقیق در دانشگاه استندورد که در نشریه کاربردی هواشناسی و اقلیمشناسی نیز به چاپ رسیده در صورت ساخت بیش از ده مزرعه بادی در مناطق مناسب و به طور پراکنده میتوان تقریباً از ۳/۱ انرژی تولیدی آنها برای تغذیه مصرف کنندههای دائمی استفاده کرد.
محدودیتهای ادواری و نفوذ[ویرایش]
میزان 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 وابستهاست 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
کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می باشد.با توسعه نگرشهای زیست محیطی وراهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. استفاده از تکنولوژی توربینهای بادی به دلایل زیر می تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.
| ||
|
مطالب مشابه :
انرژی باد
اگر درباره هر موضوعی تحقیق لازم داشتید احتمالا نخستین ماشین بادی به توسط نیروگاه ساحلی
نیروگاه بادی
نیروگاه بادی درباره وب. این احتمالا نخستین ماشین بادی توسط ایرانیان باستان ساخته شده
نیروگاه بادی توربین بادی نیروگاه های بادی شبیه سازی نیروگاه بادی کنترل نیروگاه بادی
نیروگاه بادی توربین بادی نیروگاه نامه و مقاله معتبر درباره نيروگاه تحقیق پروژه
درباره ی نیرو گاه برق بادی
درباره وب. من فرحان برعکس نیروگاههای سوختی ضریب ظرفیت در یک نیروگاه بادی به بنا به یک
بخش های مختلف یک توربین بادی
درباره وبلاگ. با تحقیق و پروژه در بعضی از کشورها نیروگاه های بادی را به صورت ترکیبی با
در توربینهای بادی سرعت ثابت Yaw مطالعه فلیکرشبکه های توزیع ناشی از خطای
در این تحقیق این مدل به همراه مدل نیروگاه بادی وبلاگ همه چیز درباره نیروگاه
موضوع تحقیق
دانش آموزان پایه دوم می توانند درباره موضوع زیر تحقیق کرده و در حد چند خط نیروگاه بادی ;
توربین بادی ساخت ايران.IRAN
تحقیق و توسعه در نیروگاههای بادی به صورت علی ذبیحی درباره مهمترین
مقاله ای درباره اساس کار و طراحی مهندسی توربینهای بادی
مقاله ای درباره اساس کار و طراحی مهندسی توربینهای بادی درباره اساس سدو نیروگاه
برچسب :
تحقیق درباره نیروگاه بادی