ﺳﻴﺮ ﺗﻜﻤﻴﻠﻰ توربین های بادی ﻫﻤﭽﻮﻥ ﺳﺎﻳﺮ ﻋﻠﻮﻡ ﺩﺍﺳﺘﺎﻧﻰ ﺑﻪ ﻭﺳﻌﺖ ﺗﺎﺭﻳﺦ ﺧﻮﺩﺵ ﺭﺍ ﺩﺍﺭﺩ. ﺍﺗﺤﺎﺩﻳﻪ ﺍﺭﻭﭘﺎ ﺩﺭ ﺯﻣﻴﻨﻪ ﻯ ﺍﻧﺮژﻯ ﺑﺎﺩﻯ ﭘﻴﺸﺘﺎﺯ ﺍﺳﺖ. آﻣﺮﻳﻜﺎ، ﭼﻴﻦ، ﺁﻟﻤﺎﻥ ﻭ ﺍﺳﭙﺎﻧﻴﺎ 4 ﻛﺸﻮﺭ ﺍﻭﻝ ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﺣﻮﺯﻩ ﻣﻰ ﺑﺎﺷﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺧﻮﺑﻰ ﺍﺯ ﺣﺪﻭﺩ ﺩﻫﻪ ﻱ 90 ﭘﻰ ﺑﻪ ﻣﺤﺪﻭﺩ ﺑﻮﺩﻥ ﺍﻧﺮژﻯ ﻫﺎﻯ ﻓﺴﻴﻠﻰ ﺑﺮﺩﻧﺪ ﻭ ﺍﺯ ﺁﻥ ﺳﺎﻝ ﻫﺎ ﺗﺎﻛﻨﻮﻥ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ ﻫﺎﻯ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻼﺣﻈﻪ ﺍﻯ در حوزه استفاده از انرژی های تجدید پذیر ﺩﺍﺷﺘﻨﺪ.
ﭼﻴﻦ ﺑﻪ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﻳﻚ ﺍﻟﮕﻮﻯ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﻣﻮﻓﻖ ﺁﺳﻴﺎﻳﻰ، ﺭﻭﻧﺪﻯ ﻓﺮﺍﺗﺮ ﺍﺯ ﺗﺼﻮﺭ ﺩﺍﺷﺘﻪ ﺍﺳﺖ. همچنین ﭼﻴﻦ ﺗﻮﺍﻧﺴﺘﻪ ﺩﺭ ﻃﻰ 2 ﺳﺎﻝ 20000 ﻣﮕﺎﻭﺍﺕ ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺑﺮﻕ ﺑﺎﺩﻯ ﺧﻮﺩ ﺭﺍ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﺩﻫﺪ ﻛﻪ ﻣﻮﻓﻘﻴﺘﻰ ﺑﻰ ﻧﻈﻴﺮ ﻣﺤﺴﻮﺏ ﻣﻰ ﺷﻮﺩ.
از زﻣﺎن ﻫﺎی ﮔﺬﺷﺘﻪ ﺗﺎ ﺑﻪ اﻣﺮوز، اﻧﺮژی ﺑﺎدی ﻓﻘﻂ ﺑﻪ ﯾﮏ ﺻﻮرت ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻮده و آن ﻫﻢ ﺗﺒﺪﯾﻞ اﻧﺮژی ﺟﻨﺒﺸﯽ ﺑﺎد ﺑﻪ اﻧﺮژی ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ ﺗﻮﺳﻂ ﯾﮏ ﻣﺤﻮر ﮔﺮدﻧﺪه اﺳﺖ.
در ﮔﺬﺷﺘﻪ ﻫﺎی دور، از اﻧﺮژی ﺑﺎدی ﺑﺮای آﺳﯿﺎب ﻏﻼت و ﺑﯿﺮون ﮐﺸﯿﺪن آب از ﻗﻨﺎت ﻫﺎ و ﭼﺎهﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﺷﺪ. وﻟﯽ اﮐﻨﻮن، اﯾﻦ اﻧﺮژی ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺟﺮﯾﺎن اﻟﮑﺘﺮﯾﺴﺘﻪ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽ ﮔﯿﺮد ﮐﻪ ﺑﻪ ﻣﺎﺷﯿﻦ اﻧﺠﺎم اﯾﻦ ﮐﺎر، ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﺑﺎدی اﻃﻼق ﻣﯽ ﺷﻮد.
ﺍﺯ ﻧﻈﺮ ﻓﻨﻰ توربین های بادی ﺑﻪ ﺩﻭ ﺩﺳﺘﻪ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﺑﻨﺪﻯ ﻣﻰ ﺷﻮﻧﺪ:
- On Shore
- Off Shore
On Shore
ﺍﻳﻦ ﻧﻮﻉ ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﻫﺎﻯ ﻣﻌﻤﻮﻟﻰ ﺩﺭ ﺧﺸﻜﻰ ﻭ ﻣﻨﺎﻃﻖ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣﻰ ﺷﻮﻧﺪ ﻛﻪ ﺩﺍﺭﺍﻯ ﺗﻜﻨﻮﻟﻮژﻯ ﺳﺎﺧﺖ ﺍﺭﺯﺍﻧﺘﺮ ﻭ ﺳﺎﺩﻩ ﺗﺮﻯ هستند.
Off Shore
ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﻫﺎﻳﻰ ﻛﻪ ﺑﺮﺍﻯ ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺑﺎ ﺭﻃﻮﺑﺖ ﺑﺎﻻ ﻣﻨﺎﺳﺒﻨﺪ. ﻣﺜﻞ ﺩﺍﺧﻞ ﺩﺭﻳﺎﻫﺎ، ﺍﻗﻴﺎﻧﻮﺱ ﻫﺎ ﻭ ﺳﻮﺍﺣﻞ ﺁﻧﻬﺎ.
تاریخچه توربین بادی
- اوﻟﯿﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ روی ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﺑﺎدی ﭘﻮﺷﺶ دار ﻣﺪر ن در ﺳﺎل ۱۹۵۶ ﺗﻮﺳﻂ ﻟﯿﻠﯽ و رﯾﻨﺒﺮد اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ.
- وی ﺑﻪ ﺻﻮرت رﯾﺎﺿﯽ ﺛﺎﺑﺖ ﮐﺮده اﺳﺖ ﮐﻪ ﭘﻮﺷﺶ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ ﺿﺮﯾﺐ ﺟﺬب ﺗﻮان را ۵۰% از ﺣﺪ ﺑﺘﺰ ﻋﺒﻮر دﻫد.
- ﺑﺎ ﮔﺬﺷﺖ زﻣﺎن و ارﺗﻘﺎی ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژی، ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺳﺎﺧﺖ ﭘﻮﺷﺶ ﺑﺮای ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻫﺎی ﺑﺎدی ﺗﻮﺟﯿﻪ ﭘﺬﯾﺮ ﺷﺪ.
- ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺗﻼش ﻫﺎ در راﺳﺘﺎی ﺗﻮﺳﻌﻪ اﯾﻦ ﻣﺪل از ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻫﺎی ﺑﺎدی، ﺳﺮﻋﺖ ﺑﯿﺸﺘﺮ ی ﺑﻪ ﺧﻮد ﮔﺮﻓﺖ.
- ﻓﯿﻠﯿﭙﺲ ﻃﯽ رﺳﺎﻟﻪ دﮐﺘﺮی ﺧﻮد در داﻧﺸﮕﺎه اوﮐﻠﻨﺪ ﻧﯿﻮزﯾﻠﻨﺪ، ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺟﺎﻣﻌﯽ روی ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻫﺎی ﺑﺎدی ﭘﻮﺷﺶ دار اﻧﺠﺎم داد و ﺿﺮﯾﺐ ﺗﻘﻮﯾ ﺖﮐﻨﻨﺪﮔﯽ ﭘﻮﺷﺶ را ﻓﺮﻣﻮل ﺑﻨﺪی ﮐﺮد.
- ﮐﯿﺸﯿﺮو و ﻫﻤﮑﺎران در ﺳﺎل ۲۰۱۳، ﯾﮏ ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﺑﺎدی ﭘﻮﺷﺶ دار ﻣﺨﺼﻮص ﺑﺎدﻫﺎی ﮐﻢ ﺳﺮﻋﺖ ﻃﺮاﺣﯽ و ﺳﺎﺧﺘﻨﺪ.
- ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻋﺪدی و آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ ﻗﺴﻤﺖ دﯾﻔﯿﻮزر ﭘﻮﺷﺶ، ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺑﯿﺸﺘﺮی ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﺨﺶ ﻧﺎزل آن دارد.
- آﺧﺮﯾﻦ ﭘﯿﺸﺮﻓﺖ ﻫﺎ در ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻫﺎی ﺑﺎدی ﮐﻮﭼﮏ ﭘﻮﺷﺶ دار، اﺳﺘﻔﺎده از ﭼﻨﺪ روﺗﻮر ﺑﻮده ﮐﻪ ﺗﻮﺳﻂ اوﯾﺎ و ﻫﻤﮑﺎران اﺑﺪاع ﺷﺪه اﺳت.
- آﻧﻬﺎ دو و ﺳﻪ ﺗﻮرﺑﯿﻦ را روی ﯾﮏ ﺳﺎزه ﻗﺮار دادﻧﺪ.
ﺭﻭﻧﺪ ﺳﺎﺧﺖ ﻭ ﺑﻬﺮﻩ ﺑﺮﺩﺍﺭﻯ ﻧﻴﺮﻭﮔﺎﻩ ﻫﺎﻯ ﺑﺎﺩﻯ چگونه است؟
ﻧﻤﻮﺩﺍﺭ زیر ﺑﺨﻮﺑﻰ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻰ ﺩﻫﺪ ﻛﻪ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻧﺼﺐ ﻭ ﺭﺍﻩ ﺍﻧﺪﺍﺯﻯ ﻧﻴﺮﻭﮔﺎﻩ ﻫﺎﻯ ﺑﺎﺩﻯ ﺑﻪ ﺍﺯﺍﻯ ﻫﺮ ﻛﻴﻠﻮ ﻭﺍﺕ ﺳﺎﻋﺖ در سالهای اخیر ﺩﺭ ﺁﻣﺮﻳﻜﺎ ﺭﻭﻧﺪﻯ ﻧﺰﻭﻟﻰ ﺑﻮﺩﻩ ﺍﺳﺖ. ﺍﻳﻦ ﺳﻴﺮ ﻧﺰﻭﻟﻰ ﺑﻪ ﺩﻟﻴﻞ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﻫﺎﻳﻰ ﺑﺎ ﻇﺮﻓﻴﺖ ﻫﺎﻯ ﺑﺎﻻ ﺩﺭ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎﻯ ﻗﺪﺭﺕ ﻣﻰ ﺑﺎﺷﺪ و تا 22 برابر افت هزینه نسبت به سال 1980 میلادی داشته است.
نمودار هزینه نصب و راه اندازی نیروگاهای بادی در آمریکا
ﻃﺮﺍﺣﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺁﻣﻮﺯﺷﻲ ﻳﻚ ﻧﻴﺮﻭﮔﺎﻩ ﺑﺎﺩﻱ
ﺍﻳﻦ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻝ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺗﻲ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﻭﻇﻴﻔﻪ ﺭﺍ ﻩﺍﻧﺪﺍﺯﻱ ژﻧﺮﺍﺗﻮﺭ ﻭ ﻛﻨﺘﺮﻝ ﺩﻳﻨﺎﻣﻜﻲ ﺗﻮﺍﻥ ﺭﺍﻛﺘﻴﻮ ﺭﺍ ﺑـﻪ ﻋﻬﺪﻩ ﺩﺍﺭﺩ. ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﺗﻌﺪﺍﺩﻱ ﺧﺮﻭﺟــﻲ ﻭ ﻭﺭﻭﺩﻱ ﺍﺳﺖ.
ﻭﺭﻭﺩﻱﻫﺎﻱ ﻣﺎ:
- ﺑﺎﺩ ﻧﻤﺎ
- ﺑﺎﺩﺳﻨﺞ
- ﻭ ﺣﺘﻲ ﺩﺭ ﺑﺮﺧﻲ ﻣﻮﺍﺭﺩ ﺩﻣﺎﺳﻨﺞ ﺍﺳﺖ.
ﺑﻪ ﺩﻟﻴﻞ ﺍﻳﻨﻜﻪ ژﻧﺮﺍﺗﻮﺭ ﺗﻮﺭﺑﻴﻨﻬﺎﻱ ﺑﺎﺩﻱ ﺁﺳﻨﻜﺮﻭﻥ ﺍﺳﺖ، ﺩﺭ ﺍﺛﺮ ﺗﻐﻴﻴﺮﺍﺕ ﺳﺮﻋﺖ ﭼﺮﺧﺸﻲ ﺭﻭﺗﻮﺭ ﻭﻟﺘﺎژ ﺧﺮﻭﺟﻲ ﺁﻥ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ.
ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺭﻭﺗﻮﺭ ژﻧﺮﺍﺗﻮﺭ ﺑﺎﻳﺪ ﺩﺭ ﺳﺮﻋﺖ ﺧﺎﺹ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺍﺯ ﺳﺮﻋﺖ ﺳﻨﻜﺮﻭﻥ ﺑﭽﺮﺧﺪ. ﺩﺭ ﻗﺴﻤﺖ ﺟﻠﻮﻱ ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﻳﻚ ﻣﻮﺗﻮﺭ ﻛﻪ ﺑﺮ ﺭﻭﻱ ﭘﺎﻳﻪ ﺍﻱ ﻧﺼﺐ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﺑﻪ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﺗﻮﻧﻞ ﺑﺎﺩ ﺍﺳﺖ.
ﻭﻗﺘﻲ ﺗﻮﻧﻞ ﺑﺎﺩ ﺩﺭ ﻳﻚ ﺟﻬﺖ ﻗﺮﺍﺭﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﻭ ﺭﻭﺷﻦ میشود، ﭘﺮﻩﻫﺎﻱ ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﻧﻴﺰ ﺑﻪ ﻛﻨﺪﻱ ﺷﺮﻭﻉ ﺑﻪ ﭼﺮﺧﺶ ﻣﻲ کنند. بادنما در ﺟﻬﺖ ﻭﺯﺵ ﺑﺎﺩ ﻗﺮﺍﺭ ﮔﺮﻓﺘﻪ، ﺑﺎﺩﺳﻨﺞ ﻧﻴﺰ ﺷﺮﻭﻉ ﺑﻪ ﭼﺮﺧﺶ ﻣﻲ کند.
کنترل کننده
ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩ ﺩﺭ ﺍﺑﺘﺪﺍ ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ ﻣﺮﺑﻮﻁ ﺑﻪ ﺟﻬﺖ ﺑﺎﺩ ﻭ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺎﺩ ﺭﺍ ﺍﺯ ﺍﻳﻦ ﺩﻭ ﺣﺴﮕﺮ ﻣﻲخواند. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻭﺿﻌﻴﺖ ﻭ ﺯﺍﻭﻳﻪ ﻓﻌﻠﻲ ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﻭ ﺯﺍﻭﻳﻪ ﻛﻪ ﺑﺎﺩﻧﻤﺎ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻲ دهد ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻝ ﺑﻪ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﺗﻔﺎﻭﺕ ﺍﻳﻦ ﻣﻘﺎﺩیر ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻧﮕﻬﺪﺍﺭﻧﺪﻩ ﺭﺍ ﺩﺭ ﺟﻬﺖ ﻭﺯﺵ ﺑﺎﺩ ﻣﻲ چرخاند. ﺍﻳﻦ ﻛﻨﺘرﻝﻛﻨﻨﺪﻩ ﺣﺘﻲ ﻗﺎﺩﺭ ﺍﺳﺖ ﺩﺍﺩ ﻩﻫﺎﻱ ﺍﻧﺪﺍﺯه ﮔﻴﺮﻱ ﺷﺪﻩ ﻣﺮﺑﻮﻁ ﺑﻪ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺎﺩ، ﺩﺭﺟﻪ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﻭ ﺟﻬﺖ ﺑﺎﺩ ﺭﺍ ﺩﺭ ﻃﻮﻝ ﺩﻭﺭ ﻩﻫﺎﻱ ﻣﻮﺭﺩ ﻧﻈﺮ ﺍﻧﺪﺍﺯ ﻩﮔﻴﺮﻱ ﻛﻨﺪ ﻭ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺟﺪﻭﻝ ﻣﺼﻮﺭ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﺩﻫﺪ.
ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﻮﺍﻧﺎﻳﻲ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻣﻘﺎﺩﻳﺮ ﻓﻌﻠﻲ ﺑﺎ ﻣﻘﺎﺩﻳﺮ ﺛﺒﺖ ﺷﺪﻩ ﺩﻭﺭ ﻩﻫﺎﻱ ﻗﺒﻠﻲ ﺭﺍ ﺩﺍﺭﺩ ﻭ ﻣﻲتواند ﺁﺏ ﻭ ﻫﻮﺍ ﺭا ﺩﺭ ﺁﻳﻨﺪﻩ ﺗﺨﻤﻴﻦ ﺯﻧﺪ ﻭ ﺑﻬﺘﺮ ﻋﻤﻞ ﻧﻤﺎﻳﺪ. ﺍﻟﺒﺘﻪ ﺩﺭ ﺗﻮﺭبین های ﻭﺍﻗﻌﻲ ﺑﺨﺸﻬﺎﻱ ﺩﻳﮕﺮﻱ ﻧﻴﺰ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﻛﻪ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﺁﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ، ﺁﺳﺎﻥ ﺍﺳﺖ. ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺳﻨﺠﺶ ﺩﺭﺟﻪ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﺭﻭﻏﻦ ﺧﻨﻚ کننده ﻳﺎ ﺩﺭﺟﻪ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﻛﺎﺑﻴﻦ ﻭ ﻳﺎ ﺣﺘﻲﻟﺮﺯﺷﻬﺎﻱ ﺭﻭﺗﻮﺭ ﻭ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻧﮕﻬﺪﺍﺭﻧﺪﻩ.
ﻗﺴﻤﺘﻬﺎﻱ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﺑﺎﺩﻯ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺍﺳﺘﻘﺒﺎﻝ ﺷﺮﻛﺘﻬﺎﻱ ﺩﺍﺧﻠﻲ ﻭ ﻛﻤﻜﻬﺎﻱ ﻓﺮﺍﻭﺍﻥ ﺩﻭﻟﺖ ﺑﻪ ﺭﺍﺣﺘﻲ ﻗﺎﺑﻞ ﺳﺎﺧﺖ ﻭ ﺗﻮﻟﻴﺪ هستند. ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ با ﺍﻟﮕﻮﺭﻳﺘﻬﺎﻱ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ متفاوت ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﺮﺍﻳﻂ ﻧﺎﺣﻴﻪ ﻛﺎﻣﻼ در ﺩﺳﺘﺮﺱ ﻭ ﻗﺎﺑﻞ ساخت است.
توربین بادی پوشش دار
ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﺑﺎدی ﭘﻮﺷﺶ دار ﻣﺠﻬﺰ ﺑﻪ ﯾﮏ دﯾﻔﯿﻮزر اﺳﺖ ﮐﻪ روی روﺗﻮر ﻗﺮار ﻣﯽ ﮔﯿﺮد.
وﻟﯽ ﺻﺮف اﯾﻨﮑﻪ ﭘﻮﺷﺶ روی ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻗﺮار ﺑﮕﯿﺮد، ﺑﺎﻋﺚ ﺑﺮﺗﺮی آن ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻫﺎی ﻣﺮﺳﻮم ﻧﻤﯽ ﺷﻮد.
ﺑﺮای اﯾﻨﮑﻪ ﺗﻮرﺑﯿﻦ دارای ﻣﺰﯾﺖ اﻗﺘﺼﺎدی ﺷﻮد، ﺑﺎﯾﺪ موارد زیر در نظر گرفته شوند:
- ﻣﺸﺨﺼﺎﺗﯽ ﺷﺎﻣﻞ ﻋﻤﻠﮑﺮد ارﺗﻘﺎ ﯾﺎﻓﺘﻪ
- ﮐﺎﻫﺶ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺳﺎﺧﺖ
- ﻃﻮل ﻋﻤﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ
- ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ اﻃﻤﯿﻨﺎن بودن
- میزان دﺳﺘﺮﺳﯽ
- اﻣﮑﺎن ﺗﻌﻤﯿﺮ و ﻧﮕﻬﺪاری آﺳﺎن
- ﺳﺎزﮔﺎری ﺑﺎ ﻣﺤﯿﻂ زﯾﺴﺖ و ﮐﺎرﺑﺮدی ﺑﻮدن
ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻫﺎی ﺑﺎدی ﭘﻮﺷﺶ دار ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻫﺎی ﻣﺮﺳﻮم دارای ﻣﺰاﯾﺎی زﯾﺮ ﻫﺴﺘﻨﺪ:
- اﻓﺰاﯾﺶ ﺗﻮان ﺧﺮوﺟﯽ در واﺣﺪ ﺳﻄﺢ ﺟﺎروب ﺷﺪه ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻫﺎی ﻣﺮﺳﻮم.
- ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺗﻮان در ﺳﺮﻋﺖ ﻫﺎی ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺑﺎد.
- اﻓﺰاﯾﺶ دور روﺗﻮر ﮐﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﮐﻮﭼﮏ ﺗﺮﺷﺪن ﮔﯿﺮﺑﮑﺲ ﻣﯽ ﺷﻮد.
ﻣﺸﻜﻼﺕ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﻃﺮﺍﺣﻲ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﻭ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ
طﺮﺍﺣﻲ توربین های بادی ﺑﻪ ﺩﻭ ﺑﺨﺶ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﻭ ﺍﺟﺰﺍﻱ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲ شود:
ساﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻝ ﻛﻨﻨﺪﻩ ﻫﺎﻱ توربین های بادی ﺩﺭ ﺩﻭ ﺣﻮﺯﻩ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺍﻧﺮژﻱ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻭ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﺍﻳﻦ ﺍﻧﺮژﻱ ﺑﻪ ﺷﺒﻜﻪ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻭ ﺑﺮﺭﺳﻲ ﺍﺳﺖ.
ﺩﺭﺑﺎﺭﻩ ﻃﺮﻳﻘﻪ ﻋﻤﻠﻜﺮﺩ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﺩﺭﺣﻮﺯﻩ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﺍﻧﺮژﻱ ﺑﻪ ﺷﺒﻜﻪ ﻣﻲ ﺗﻮﺍﻥ ﺍﺯ ﻣﻮﺍﺭﺩ ﺯﻳﺮ ﻧﺎﻡ ﺑﺮﺩ:
- ﺗﻨﻈﻴﻢ ﻭﻟﺘﺎژ ﻣﺆﺛﺮ ﻣﻮﺭﺩ ﻧﻈﺮ ﺩﺭ ﺧﺮﻭﺟﻲ
- ﺗﻨﻈﻴﻢ ﺗﻮﺍﻥ ﺧﺮﻭﺟﻲ ﻣﻮﺭﺩ ﻧﻈﺮ
- ﺗﻨﻈﻴﻢ ﺗﻮﺍﻥ ﺭﺍﻛﺘﻴﻮ ﺩﺭ ﺑﺮﺧﻮﺭﺩ ﺑﺎ ﺷﺒﻜﻪ
- ﺗﻨﻈﻴﻢ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺧﺮﻭﺟﻲ ﺩﺭ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺷﺒﻜﻪ
- ﻛﻨﺘﺮﻝ ﻗﻄﻊ ﻭ ﻭﺻﻞ ﺷﺪﻥ ﻧﻴﺮﻭﮔﺎﻩ ﺑﺎﺩﻱ ﺍﺯ ﺷﺒﻜﻪ
- ﺭﻓﻊ ﺧﻄﺎ ﻭ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﻛﻮﺗﺎﻩ ﺩﺭ ﺣﻮﺯ ﻩﻫﺎﻱ ﺣﻔﺎﻇﺘﻲ
- از ﺑﻴﻦ ﺑﺮﺩﻥ ﻫﺎﺭﻣﻮﻧﻴﻜﻬﺎ ﺩﺭ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﺑﻪ ﺷﺒﻜﻪ
- ﺍﻳﻤﻨﻰ ﻭ ﺭﺍﻫﺒﺮﺩﻫﺎﻱ ﺣﻔﺎﻇﺘﻲ
ﻣﻮﺍﺭﺩ ﺑﺎﻻ ﻭ ﺑﺮﺧﻲ ﺍﻫﺪﺍﻑ ﺩﻳﮕﺮ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﺑﺎ ﭘﺴت هﺎﻱ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﺍﻫﺪﺍﻑ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﻳﻜﭙﺎﺭﭼﻪ می باشد.
ﻃﺮﺍﺣﻲ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ توربین های بادی
ابتدایی ترﻳﻦ ﻫﺪﻑ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ، ﻣﺤﺪﻭﺩﻛﺮﺩﻥ ﻗﺪﺭﺕ ﻳﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺭﻭﺗﻮﺭ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺯﻳﺮﺑﺨﺸﻬﺎﻳﻲ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲ گردد:
- ﻛﻨﺘﺮﻝ ﮔﺸﺘﺎﻭﺭ ﺣﺎﺻﻞ ﺍﺯ ﺑﺎﺩ ﺩﺭ ﺑﺎﻻﻱ ﺳﺮﻋﺖ ﺁﺳﺘﺎﻧﻪ ﺑﺎﺩ
- ﻛﺎﻫﺶ ﻟﺮﺯش هاﻱ ﺑﺮﺝ ﻭ ﺑﺎﺭﻫﺎﻱ ﺣﺎﺻﻞ ﺍﺯ ﺧﻮﺩ ﭘﺮﻩ ﻭ ﺗﻮﭘﻰ
- ﺣﺬﻑ ﻋﻤﻠﻜﺮﺩﻫﺎﻱ Pitch ﻏﻴﺮ ﺿﺮﻭﺭﻱ
ﻃﺮﺍﺣﻲ ﻣﻨﺎﺳﺐ، ﺷﺎﻣﻞ ﭘﺎﺳﺦ ﮔﺬﺭﺍﻱ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻭ ﺧﻄﺎﻱ ﺣﺎﻟﺖ ﺩﺍﺋﻤﻲ ﺍﺳﺖ. ﺑﺮﺍﻱ ﺍﻳﻦ ﻣﻨﻈﻮﺭ ﺑﺎﻳﺪ ﺳﺮﻋﺖ ﮔﺬﺭﺍﻱ ﭘﺎﺳﺦ ﺑﺎﻻ ﺑﺎﺷﺪ ﻭ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺧﻄﺎﻱ ﺣﺎﻟﺖ ﺩﺍﺋﻤﻲ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺣﺪﺍﻗﻞ ﺭﺳﺎﻧﺪ.
ﺍﺟﺰﺍﻱ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ
- ﺑﺎﻳﺪ ﺍﻣﻜﺎﻥ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻳﺎ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺑﺮ ﺭﻭﻱ ﻓﺮﺍﻳﻨﺪ ﺩﺭ ﺟﻬﺖ ﺗﻨﻈﻴﻢ ﺩﺭﻳﻚ ﻧﻘﻄﻪ ﺧﺎﺹ ﺑﺎﺷﺪ. ﻫﻤﻴﺸﻪ ﺑﺮﺍﻱ ﻣﺸﺨﺺ ﻛﺮﺩﻥ ﺣﺎﻟﺘﻬﺎﻱ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺑﻪ ﺣﺴﮕﺮﻫﺎ ﻧﻴﺎﺯ ﺍﺳﺖ. ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﺣﺴﮕﺮﻫﺎﻯ ﺗﺸﺨﻴﺺ ﺟﻬﺖ ﺑﺎﺩ، ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺎﺩ، ﺳﺮﻋﺖ ﺭﻭﺗﻮﺭ، ﺗﻮﺍﻥ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻬﺎﻱ ﺣﺪﻯ، ﻟﺮﺯﺷﻬﺎﻱ ﺗﺠﻬﻴﺰﺍﺕ، ﺩﺭﺟﻪ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﺗﺠﻬﻴﺰﺍﺕ ﻭ ﺳﻄﺢ ﺭﻭﻏﻦ، ﻓﺸﺎﺭ ﻫﻴﺪﺭﻭﻟﻴﻚ، ﺳﻮﺋﻴﭽﻬﺎﻱ ﺍﭘﺮﺍﺗﻮﺭﻱ.نیاز به تقویت کننده ها ﺑﺮﺍﻱ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎﻱ ﺗﻮﺍﻥ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﺑﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎﻟﻬﺎﻱ ﭘﺮﺗﻮﺍﻥ ﻋﻤﻞ کننده.
- ﻧﻴﺎﺯ ﺑﻪ ﻳﻚ ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩ
- نیاز به عملگرها و انواع واسطه های ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﺗﺤﻘﻖ ﺑﺨﺸﻴﺪﻥ ﺑﻪ ﻣﺮﺍﺣﻞ ﺑﺎﻻ ﻛﻨﺘﺮﻝ ﻛﻨﻨﺪﻩ ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﻣﺮﺑﻮﻁ ﺑﻪ ﺳﺮﻋﺖ ژﻧﺮﺍﺗﻮﺭو پیتچ است.
- ﺍﻳﻦ ﻛﻨﺘﺮﻝ ﻛﻨﻨﺪﻩ ﺑﺎ ﺣﺴﮕﺮﻫﺎﻱ ﺑﺎﺩﻧﻤﺎ ﻭ ﺑﺎﺩﺳﻨﺞ ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭ ﻧﻤﻮﺩﻩ، ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ ﻣﺮﺑﻮطه را ﺑﻪ ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩ ﺍﺻﻠﻰ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺎﻻ ﻭ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﻓﻴﺒﺮ ﻧﻮﺭﻱ ارسال می نماید.
پره های توربین های بادی
- پره توربین های بادی یکی از حساسترین اجزای توربین بادی هستند که طراحی مناسب آن نقشی اساسی در استفاده از انرژی باد دارد.
- امروزه پره های بزرگی با ابعاد حداکثر ٨٠ متر و با وزن چندین تن طراحی و به کار گرفته می شوند.
- تقریباً تمامی پره ها به دلیل نیاز به کاهش وزن از مواد مرکب ساخته میشود.
- به علت ویژگی متغیر باد و بازه وسیع نیروهای وارد بر یک توربین بادی، این ماشینها و به ویژه پره های آنها همواره در معرض بارهای مداوم و تغییرپذیر قرار دارند.
- یکی از مهمترین بارهای وارده به اجزای توربین به ویژه پره، بارهای تناوبی است که سبب تخریب از نوع خستگی می شود.
- استفاده از فناوری پیشرفته مواد مرکب در عرصه ساخت توربین های بادی گام مهمی در جهت چیره شدن بر مشکل خستگی در سازه پره بوده است؛ چونکه این مواد عمر خستگی طولانی تری نسبت به فلزات دارند.
مواد مرکب چیست؟
- مواد مرکب از آغاز طراحی توربین های نوین جایگاه ویژه ای در این حوزه داشته اند.
- نتایج یک پژوهش نشان میدهد که بیش از ٨٩ درصد توربین های ساخته شده در دهه ٨٠ میلادی، از ماده مرکب الیاف شیشه استفاده نموده اند.
- مواد مرکب به دلیل دارابودن استحکام بالا و وزن کم در کنار قابلیت طراحی، در صنایع مختلفی در حال به کارگیری میباشند.
معضلات استفاده از مواد مرکب در توربین های بادی
با وجود مزیت های گسترده مواد مرکب در کاربردهای توربین بادی، نکات ذیل باید مورد توجه قرار بگیرد:
- تعیین اثر شرایط محیطی بر مواد کامپوزیت
- طراحی صحیح مواد کامپوزیت با توجه به جهتدار بودن خواص این مواد
- طراحی مناسب در برابر صاعقه و آتشسوزی
- تعیین رفتار خستگی در مواد کامپوزیت
