با پیشرفت و گسترش دانش، استفاده از انرژی‌های تجدید ناپذیر افزایش یافت که یکی از این انرژی‌های ارزشمند، اترژی باد است که امروزه به روش‌های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از تجهیزاتی به نام توربین بادی یا بادگرد از جمله روش‌های کارآمدی است که به واسطه آن، انرژی جنبشی باد به انرژی الکتریکی یا مکانیکی تبدیل می شود و کاربردهای متعدد و مفیدی دارد که در ادامه به معرفی توربین بادی و مزایا و کاربردهای آن خواهیم پرداخت.
توربین بادی چیست و عملکرد آن به چه صورت است
برای بهره‌برداری و استفاده از نیروی باد از تجهیزاتی به نام توربین بادی استفاده می شود که این توربین‌ها دارای پره‌هایی برای جذب انرژی باد و تبدیل آن به انرژی الکتریکی و مکانیکی هستند. به عبارتی دیگر پره های توربین بادی به دور روتور توربین قرار گرفته اند و روتور نیز به یک شفت مرکز اتصال دارد. هنگام وزش باد، پره ها به حرکت در می آیند و نیروی حاصل از چرخش پره ها به ژنراتور انتقال پیدا می کند؛ در نهایت به برق تبدیل می شود. توربینهای بادی در ارتفاع زیاد و بر روی برج‌های بلندی به ارتفاع ۳۰ یا ۴۰ متر نصب می شوند تا در شرایط وزش باد کم و زیاد و یا طوفانی بتوانند بیشترین انرژی را دریافت کنند.
انواع توربین بادی
توربینهای بادی باتوجه به نحوه قرارگیری پره ها به دونوع توربین بادی با محور افقی و توربین بادی با محور عمودی تقسیم بندی می شوند که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.
توربین بادی با محور افقی
روتور و ژنراتور این نوع توربین بادی در بالای برجک و در راستای وزش باد قرار داده می شود و پره ها خلاف جهت باد به حرکت در می آیند، همچنین در بیشتر آن‌ها از جعبه دنده‌ای برای افزایش سرعت کند پره ها و عملکرد بهتر ژنراتور استفاده می شود. توربینهای بادی با محور افقی در اندازه های کوچک و بزرگ تولید می شوند. برای تعیین جهت وزش باد توربینهای کوچک از بادنما استفاده شده و در توربینهای بزرگ از یک سنسور باد که با سرووموتور در ارتباط است، کمک می گیرند.
توربین بادی با محور عمودی
توربینهای بادی با محور عمودی به تنظیم جهت گیری نسبت به وزش باد، نیازی ندارند و روتور آن‌ها به صورت عمودی قرار گرفته می شود. باتوجه به این که این توربین‌ها عمودی هستند، ژنراتور و جعبه دنده آن‌ها را می توان در نزدیکی زمین قرار داد و در نتیجه دسترسی برای تنظیم، تعمیر و نگهداری آن‌ها راحت تر خواهد بود. توربینهای بادی عمودی سرعت دورانی کمی دارند و گشتاور و هزینه انتقال انرژی آن‌ها زیاد است. این توربین‌ها در اشکال مختلفی ساخته می شوند که ساوونیوس و داریوس دو نوع متداول آن هس
تند.
کاربردهای توربین بادی
توربینهای بادی از جمله روش‌های مفید و کاربردی برای تأمین انرژی و جایگزین مناسب سوخت‌های فسیلی هستند که کاربردهای نیروگاهی و غیرنیروگاهی زیادی دارند. برخی از مهم ترین آن‌ها عبارتند از:
- یکی از کاربردهای مهم توربینهای بادی، تأمین برق جزایر و یا مناطقی است که تأمین برق آن‌ها از طریق شبکه برق سراسری، دشوار یا غير ممکن باشد. توربینهای بادی که به این منظور استفاده می شوند اندازه کوچکی دارند و نصب آن‌ها راحت و سریع بوده و حتی بر روی اتوبوس و قایق نیز نصب می شوند.
- تأمین آب مصرفی مورد نیاز خانواده‌ها، برداشت آب از عمق کم به منظور پرورش آبزیان، پمپاژ آب برای تأمین آب آشامیدنی حیوانات از جمله کاربردهای مهم توربینهای بادی هستند.
- از دیگر کاربردهای توربین بادی می توان به شارژ باتری تجهیزات مختلف مانند دستگاه های کمک ناوبری دریایی و مخابرات اشاره نمود.
- تامين انرژی الکتریکی واحدهای تجاری، مسکونی، کشاورزی، صنعتی و غیره
- تأمین بخشی از تقاضای انرژی برق شبکه مزارع برق بادی
مزایای توربینهای بادی
- پایدار بودن انرژی باد و تجدید پذیری بودن آن
- امکان تأمین شبانه روزی برق در مناطق بادخیز
- عدم وجود آلاینده و انتشار گاز گلخانه ای و کاهش اثرات مخرب زیست محیطی
- جلوگیری از آلودگی آب به دلیل تولید برق بدون نیاز به آب
- امکان ترکیب و تلفیق با پنل‌های خورشیدی و تأمین انرژی
- کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و در نتیجه هزینه و آلودگی کمتر
- اشغال فضای کم و جاگیر نبودن
- کاهش هزینه ها و صرفه جویی در هزینه برق
- امکان نصب برای مصارف خانگی و تجاری
الهه زینالی
