آیا می‌دانید توربین بادی چیست و چه عملکردی دارد؟ توربین‌های بادی ماشینی به حساب می‌آیند که می‌توانند انرژی جنبشی ناشی از باد را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. در ادامه این راهنما تمرکز اصلی ما بر روی توربین‌های بادی و عملکرد آن‌هاست. برای کسب اطلاعات بیش‌تر در ادامه همراه ما باشید.
هر آنچه که باید درباره توربین بادی بدانید!
توربین‌های بادی دستگاه‌هایی هستند که می‌توانند انرژی جنبشی را به برق تبدیل نمایند. این ماشین‌ها می‌توانند بر حسب فناوری خود، مابین 13 الی 20 دور در دقیقه با سرعت ثابت یا متغیر چرخیده و بازدهی بالایی داشته باشند. اکثر انرژی بادی از توربین‌هایی تأمین شده که دارای ارتفاع یک ساختمان 20 طبقه بوده و مجهز به سه تیغه 60 متری هستند. پره‌های توربین بادی در اثر باد چرخیده و شافت متصل به ژنراتور تولیدکننده انرژی الکتریکی را به حرکت در خواهد آورد.
انواع توربین بادی
این تجهیزات در انواع محور افقی و محور عمودی طراحی و عرضه می‌شوند که نوعِ محور افقی تاریخچه کاربرد طولانی‌تری را دارد. در ادامه با هر یک از توربین‌های بادی مذکور آشنا خواهیم شد:
توربین‌های بادی با محور افقی
توربین‌های مذکور که تحت عنوان HAWT نامیده شده، روتور و ژنراتور الکتریکی در ساختار آن‌ها در بالای برج و در راستای باد تعبیه می‌شوند. توربین‌های مذکور به منظور تعیین جهت وزش باد از یک بادنمای ساده و یا سنسور بهره‌مند هستند. توربین‌های مذکور با کمک یک جعبه دنده، سرعت چرخش پره‌ها را افزایش داده تا انرژی برق بیش‌تری تولید شود. قابل ذکر بوده که توربین‌های بادی جدید معمولاً مجهز به سه پره بوده و با کمک سامانه‌های کنترل کامپیوتری در جهت وزش باد قرار داده خواهند شد.
توربین‌های بادی با محور عمودی
این مدل توربین بادی تحت عنوان VAWT نیز شناخته شده و مجهز به روتور عمودی است. اصلی‌ترین مزیت استفاده از این مدل توربین‌ها این بوده که به تنظیم جهت قرارگیری نسبت به وزش باد نیازی ندارند، اما ذکر این نکته حائز اهمیت بوده که توربین‌های بادی با محور عمودی سرعت دورانی و کارایی کم‌تری در مقایسه با نوع محور افقی دارند.
نحوه عملکرد توربین بادی
توربین نوعی ماشین به حساب آمده که در یک سیال مایع یا گاز متحرک چرخیده و قسمتی از انرژي آن را دریافت خواهد کرد. کلیه ماشین‌ها از نوعی توربین بهره‌گیری می‌کنند؛ از موتور جت گرفته تا نیروگاه‌های برق آبی و حتی آسیاب‌های بادی اسباب‌بازی. پره‌های بزرگ روتور در مقابل توربین بادی تعبیه شده و شکلی منحنی مانند ایرفول بار هواپیما دارند. هنگامی که باد از روی این پره‌ها عبور کند، نیروی به طرف بالا به سمت آن وارد شده که این نیرو تحت عنوان بَرآر یا لیفت شناخته می‌شود. در این حین، باد قسمتی از انرژی جنبشی خود را از دست داده و آن را به توربین منتقل می‌کند.
قابل ذکر بوده که میزان انرژی تولید شده توسط توربین وابسته به مساحت جاروب شده به واسطه پره‌های روتور است. به بیان دیگر، هر اندازه طول پره‌های روتور بر روی توربین بادی بیش‌تر باشد، به همان نسبت توربین قادر است که انرژی بیش‌تری را تولید نماید. علاوه بر این، سرعت باد نیز تأثیر بسیار زیادی بر روی تولید این انرژي خواهد داشت؛ به این صورت که اگر سرعت باد دو برابر گردد، انرژی قابل استفاده برای توربین 8 برابر خواهد شد، چرا که انرژی باد با مکعب سرعتش در ارتباط مستقیم است.
همان‌طور که می‌دانید سرعت وزش باد همواره در حال تغییر است؛ از این رو انرژی تولید شده ناشی از یک توربین نیز می‌تواند متغیر باشد. اتصال تعداد زیادی از توربین‌ها به هم دیگر در مزارع بادی و همچنین اتصال چندین مزرعه بادی و ایجاد یک شبکه ملی می‌تواند سبب به وجود آمدن یک منبع پایدار و قابل اعتماد گردد.
مزایای استفاده از توربین بادی
بهره‌گیری از توربین‌های بادی مزیت‌های مختلفی را در پی دارد که در ادامه با آن‌ها آشنا خواهیم شد:
انرژی مقرون به صرفه
باد یکی از مقرون به صرفه‌ترین و کم هزینه‌ترین انرژی‌های موجود بوده که می‌توان با کمک آن اقدام به تولید برق با هزینه بسیار پایین کرد.
منبع سوخت تمیز
از دیگر مزیت‌های استفاده از توربین‌های بادی می‌توان به عدم آسیب‌رسی به محیط زیست اشاره داشت؛ چرا که باد یک منبع سوخت تمیز تلقی می‌شود. در واقع باد برخلاف نیروگاه‌هایی که متکی به احتراق سوخت‌های فسیلی بوده؛ هم‌چون زغال سنگ یا گاز طبیعی که معمولاً از آن‌ها اکسیدهای نیتروژن، ذرات معلق، دی اکسید گوگرد و غیره ساطع شده، هوا را آلوده نخواهد کرد.
همین ویژگی موجب می‌شود که باد از لحاظ بهداشتی و اقتصادی گزینه مناسبی باشد. ناگفته نماند که توربین‌های بادی هیچ‌گونه گاز گلخانه‌ای تولید نکرده و به همین خاطر سبب باران اسیدی، مه و انتشار گازهای سمی نخواهد شد. جالب است بدانید که حتی امکان نصب یک توربین بادی کوچک در حیاط خانه و استفاده از انرژی آن نیز فراهم است!
منبع انرژی پایدار و در دسترس
از دیگر مزیت‌های استفاده از انرژی باد برای تأمین برق، در دسترس بودن و پایداری این انرژی است. در حقیقت، تا زمانی که خورشید بدرخشد، باد خواهد وزید و می‌توان از آن برای تولید انرژی الکتریکی بهره برد. از دیگر مزیت‌های استفاده از توربین‌های بادی می‌توان موارد زیر را نام برد:
- انتشار آلاینده کربین دی اکسید با مقدار بسیار کم و فقط برای ساخت؛
- عدم آلوده کردن هوا و آب؛
- عدم تأثیرات زیست محیطی هم‌چون معدن‌کاری و حفاری؛
- سوخت رایگان؛
- کاملاً پایدار و قابل دسترسی؛
- امکان کارکرد در هر نقطه‌ای که به اندازه لازم بادخیز باشد؛
- امکان پیش‌بینی هزینه‌های بهره‌برداری انرژی باد برای سال‌ها؛
- عدم وابستگی به نوسانات سیاسی و اقتصادی نظیر قیمت گاز و نفتگایجاد مشاعل جدید در حیطه ساخت، بهره‌برداری و تولید توربین بادی.
سخن پایانی
در این راهنما ضمن آشنایی با چیستی توربین بادی، به بررسی مزیت‌های استفاده و همچنین انواع توربین‌های بادی نیز پرداختیم. شما چه اطلاعات دیگری در رابطه با توربین‌های بادی دارید؟ به نظر شما بهره‌گیری از توربین‌های بادی برای تأمین انرژی اقدامی به صرفه است؟ لطفاً نظرات و پیشنهادات خود را پیرامون توربین‌های بادی، موارد استفاده، مزایا و معایب و غیره در قسمت ارسال دیدگاه برای ما و کاربران گرامی وب سایت تکه کابل بنویسید.
680 بازدید
محمد یاری پور
