موضوع : انرژی باد توربین های بادی

توضیح: این فایل به صورت ورد و آماده ی پرینت می باشد

مقدمه
زندگي  انسان در تمام ادوار تاريخ به انرژي وابسته بوده است . زماني كه در غار زندگي مي‌كرد فقط از نيروي بازوي خويش كمك مي‌گرفت در آن دوران انرژي او محدود بود نياز او را برطرف مي‌كرد ولي امروزه در دوراني زندگي مي‌كنيم كه در آن به مقدار زيادي انرژي نياز داريم. انسان براي حركت ،ماشينها و دستگاهها ووسايل مختلف كه در خدمت اوست به انرژي زيادي احتياج دارد.
انرژي لازم وسايل و دستگاههاي مورد نياز زندگي انسان از مواد فسيلي نظير زغالسنگ- نفت وگاز طبيعي تهيه مي‎شود. از اين رومواد فسيلي را بايستي ركن اساسي گردش چرخ صنعت در اين دوران دانست دنياي امروز با بحرانهاي اقتصادي كه ناشي از وابستگي به انرژي فسيلي و همچنين غير اقتصادي بودن استفاده از اين گونه انرژي‌هاست، روبروست. از همين رو ضروري به نظر مي‌رسد كه انسان به دنبال منابع جديد براي تأمين انرژي ارزان مي‌باشد كه از آن قبيل مي‎توان استفاده از انرژي خورشيد باد زمين گرمايي و آبي را نام برد.
استفاده از انرژي باد وزمين گرمايي در عصر حاضر مورد توجه كشورهاي مختلفي قرار گرفته زيرا تقريباً هم ارزان است و هم بدون آلودگي كه در اين جا به نحوه توليد برق از طريق اين دو انرژي مي‌پردازيم.
 
انرژي باد
از انرژي‌هاي بادي جهت توليد الكتريسته و نيز پمپاژ آب از چاهها و رودخانه‌ها، آرد كردن غلات، كوبيدن گندم، گرمايش خانه و مواردي نظير اينها مي‌توان استفاده نمود.لكن هزينه غيراقتصادي استفاده از اين انرژي بخصوص در ماشينهاي بادي بكارگيري از اين انرژي را محدود ساخته است.
استفاده از انرژي بادي در توربين‌هاي بادي كه به منظور توليد الكتريسته بكار گرفته مي‌شوند از نوع توربين‌هاي سريع محور افقي مي‌باشند. هزينه ساخت يك توربين بادي با قطر مشخص، در صورت افزايش تعداد پره‌ها زياد مي‌شود. در مكانهائي كه شبكه برق رساني ضعيف و بارهاي محلي در نزديكي ژنراتورهاي بادي موجود مي‌باشد استفاده از اين حامل انرژي كاربرد بيشتري خواهد داشت.
نطق بادخيز
ايران كشوري با باد متوسط است ولي برخي از مناطق آن باد مناسب و مداومي براي توليد برق دارد. تاكنون در راستاي اهداف استفاده از انرژي‌هاي نو، مجموعاً بيش از 4 مگاوات نيروگاههاي بادي در منطقه منجيل و رودبار نصب شده است. 11 واحد در منطقه منجيل و رودبار نصب شده است كه قدرت سه واحد آن هر كدام 550 كيلووات و مابقي هر كدام 300 كيلووات قدرت دارد.
در جدول زير توان قابل بهره برداري باد در چند منطقه بادخيز نشان داده شده است.
جدول : توان قابل بهره برداري باد در مناطق مختلف
طرحهاي در دست اجراء جهت اسفتاده از انرژي‌هاي بادي به شرح زير مي‌باشند:
پروژه : 250 مگاواتي
پروژه : 60 مگاواتي ، انتقال تكنولوژي از ژاپن
انتخاب محل منابس ساخت مزرعه توربين‌هاي بادي به ظرفيت 60 مگاوات ثبت آمار لحظه‌اي باد در منطقه رودبار و منجيل
امكانات موجود
انرژي باد از جمله انرژيهاي تجديد نظر است كه به علت گستردگي، قدرت بازدهي بالا، اقتصادي بودن و اينكه در مقايسه با ديگر انرژيهاي تجديد پذير در ابعاد وسيع‌تري مورد بهره‌برداري قرار گرفته عملا از جايگاهي ويژه برخودار است.
در حال حاضر نيروگاه بادي  منجيل با تعداد 24 واحد جمعا به ظرفيت 9400 كيلوودات و نيروگاه بادي رودبار با تعداد 4 واحد جمعا به ظرفيت 2150 كيلووات نصب و راه اندازي گرديده است. توليد انرژي اين نيروگاه‌ها مجموعا حدود 36 ميليون كيلووات ساعت بود كه در مقايسه با سال پيش 7/2 درصد كاهش را نشان مي‌دهد. نيروگاه‌هاي فوق تحت نظارت سازمان انرژي اتمي قرار دارند.
در ضمن طرز كار توربين‌هاي بادي موتور استفاده به شرح زير مي‌باشد:
توربينهاي بادي انرژي باد را توسط دو يا سه تيغه به شكل پروانه‌اي مي‌گيرند اين تيغه‌ها روي يك روتور نصب مي‌شوند و توليد انرژي مي‌كنند. اين توربينها در بالاي برجهايي در ارتفاع 100 فوت بالاي سطح زمين قرار مي‌گيرند و از بادهاي نيرومند و داراي توربالانت پايين انرژي خويش را تأمين مي‌كنند.
رفتار يك تيغه بسيار شبيه بال هواپيما مي‌باشد. هنگامي كه باد مي‌وزد، يك بسته هواي كم فشار، بر روي لبه پائيني تيغه تشكيل مي‌شود. سپس بسته هواي كم فشار مذكور تيغه را بسوي آن مي‌كشد، و باعث چرخيدن روتور مي‌شود.
به عمل برا مي‌گويند . در حقيقت نيروي برا بسيار نيرومندتر از نيروي بار مقابل لبه جلويي تيغه مي‌باشد، كه بدان پسا مي‌گويند. برآيند دو نيروي برا و پسا باعي مي‌شود كه روتور مانند يك پروانه بگردد و چرخش شفت سبب توليد الكتريسيته توسط ژنراتور مي‌شود.
مي‌توان از توربينهاي بادي با كاركردهاي مستقل استفاده نمود؛ و يا مي‌توان آنها را به يك شبكه قدرت تسهيلاتي وصل كرد يا حتي مي‌توان با يك سيستم سلول خورشيدي يا فتوولتانيك تركيب كرد.
عموماً از توربينهاي مستقل براي پمپاژ آب يا ارتبطات استفاده مي‌كنند، هر چند كه در مناطق بادخيز مالكين خانه‌ها و كشاورزان نيز مي‌توانند از توربينها براي توليد برق استفاده نمايند.
براي منابع مقياس كاربردي انرژي باد، معمولاً تعداد زيادي توربين را نزديك به يكديگر مي‌سازند كه بدين ترتيب يك مزرعه بادگير را تشكيل مي‌دهند. كه امروزه داراي پتانسيل بسيار بالايي مي‌باشد و تا سال 1998، 25 واحد توليد را مطابق ذيل راه‌اندازي كرده است.
هشت توربين با توليد كل 4/2 مگاوات
دو توربين با توليد كل يك مگاوات
پانزده توربين با توليد كل 5/4 مگاوات
كاربرد انرژي باد
بخش عمده بادها از ارتفاع 12 كيلومتري از سطح زمين مي‌وزد كه موجب جريانهاي فوق العاده سريع مي‌شود محاسبات آماري نشان مي‌دهد كه بيش از 1% انرژي جنبشي فوق الذكر در لايه‌هاي پايين جو وجود دارد كه ميزان توان آنها تقريبا ‏T.W مي‌باشد در سال 1981 ميلادي انستيو بين المللي سيستم ‌هاي كاربردي (IIASA) ميزان پتانسيل انرژي باد كه از نظر تكنيكي در دسترس وقابل استهمال مي‌باشد در معادل STW برآورد نمود كه در اين برآورد بخش عمده مناطق قابل استهسال انرژي باد در سطح قاره‌ها مي‌باشد.
براي به دست آوردن نيروي الكتريكي از انرژي باد بهترين راه ساخت نيروگاه‌ها با توربين بادي است در بررسي ساده اوليه هزينه انرژي باد را مي‌توان با سرمايه‌گذاري اوليه و هزينه توليد برق محاسبه كرد. اما در ديدگاهي وسيع‌تر استفاده از نيروگاه بادي امتيازات زير را نيز در پي خواهد داشت عدم استفاده دائم از منابع سوختي پايان پذير مانند نفت، زغال سنگ و .. و ذخيره اين منابع براي آيندگان بطور مثال اگر يك توربين بادي يك مقاومي كه 4000 ساعت در طول سال كاركرد داشت باشد مي‌تواند باعث ذخيره 1000 تن نفت بشود.
عدم وجود زباله و پسماند در نيروگها بادي كمك شاياني به حفظ محيط زيست خواهد كرد.
ساخت نيروگاه بادي در قدرتهاي مختلف اين كلان را فراهم مي‎كند كه براي مصرف كننده هاي دور افتاده از شبكه توزيع ها مانند وسعتهاي كم جمعيت منابع تأمين انرژي مطلوب فراهم شود.
استفاده از توربين‌هاي بادي به جاي نيروگاه‌هاي سوخت باعث مي‌شود كه از توليد گازهاي گلخانه‌اي جلوگيري شده و از تخريب لايه ازن جلوگيري به عمل آيد.
در حال حاضر توسعه نيروگاه‌هاي برق بادي با موانعي نيز مواجه‌اند كه مهخمترين آنها عوامل اقتصادي مي‎باشد اين موانع در كشورها با تلاش مسئولين در دست پيگيري مي‎باشد كه از موفقيت هاي بزرگ مي‌توان به جلب نظر سرمايه‌گذاران خارجي و كارشناسان براي ساخت و توسعه مزارع برق بادي اشاره نمود.
مولدهاي بادي
 نخستين مواد بادي بزرگ به منظور توليد الكتريسيته سال 1888 در اوهايو توسط چالز براش ساخته شد ابداع مولد بادي در مقياس وسيع درسال 1930 در روسيه با ساخت ژنراتور بادي 100 كيلوواتي آغاز شد طراحي روتورهاي پيش رفته با محور عمودي در فرانسه توسط داريوس،مهمترين طرح، روري است با پرهاي ايروفيل و انحنادار كه از بالا و پايين به يك محور توربين داريوس مورد توجه قرار گرفته توسعه صنعت توربين بسيار سريع بوده و در حال پيشرفت است از ابتداي دهه 1980 تاكنون ظرفيت متوسط توليد توربين بادي از 15 كيلووات به 600 كيلووات ارتقا يافته امروزه مولدهاي بادي با ظرفيت يك مگاودات نيز تجاري شده و مجموع ظرفيت نصب شده توربين‌هاي بادي در جهان به بيش از 25000 مگاوات بالغ مي‌گردد.

فهرست مطالب

مقدمه    1

انرژي باد    2

نطق بادخيز    2

كاربرد انرژي باد    5

مولدهاي بادي    6

مدل سازي زمين    9

مطالعه تونل باد    11

مطالعه اندازه گيري باد    11

مطالعه كوتاه مدت    11

مطالعه بلندمدت    11

استفاده از نرم افزارهاي مناسب    11

آمار نيروگاههاي بادي    14

رده بندي كشورها در استفاده از نيروگاه هاي بادي    17

نتيجه گيري    17

كاربردهاي انرژي زمين گرمايي    18

انواع سيكلهاي توليد برق در نيروگاههاي زمين گرمايي    19

انواع سيكلهاي نيروگاههاي زمين گرمايي    19

1- سيكلهاي تبخير آني    20

الف - سيكل تبخير آني يك مرحله‌اي بدون كندانسور    20

ب - سيكل تبخير آني يك مرحله‌اي يا كندانسور    21

ج - سيكل تبخير آني دو مرحله‌اي    22

2- سيكل توربين جدا كننده چرخشي    22

3- سيكل دو مداره    23

4- سيكل تمام جريان    24

سيستم هيبريد فسيلي سوپرهيتر    25

سيستم هيبريد پيش گرمكن زمين گرمائي    25

سيستمهاي جانبي نيروگاههاي زمين گرمايي    26

تجهيزات جانبي نيروگاههاي زمين گرمايي    27

جدا كننده    27

صدا خفه كن    28

تجهيزات ايمني    28

سيستم انتقال سيال زمين گرمايي    29

عايق بندي لوله‌هاي انتقال بخار و آب داغ    30

تاسيسات تزريق آب به مخزن    30

منابع    32