9‏ راه خارق العاده که میتوانیم انرژی بادی را تحت کنترل در آوریم

توربین طوفانی Challenergy

challenergy ژاپن یک توربین با توانایی مهار تندباد (بادهای مخرب و طوفان‌های متداول ژاپن) ساخته است. این توربین با استفاده از یک طراحی ایده‌آل بسیار با دوام در برابر نیروهای طوفان مقاومت کند.

این توربین از یک شافت عمودی استفاده می کند و جایگزین تیغه‌های استاندارد، ستون‌های عمودی استفاده شده‌است که از اثر مگنوس استفاده می‌کند و نیرویی هنگام چرخش در باد ایجاد می‌کند.

این طراحی اجازه می‌دهد تا سرعت توربین کنترل شود بنابراین میزان چرخش را حتی در تندبادها، پایدار نگه می دارد (بر خلاف توربین‌های عادی که در این شرایط قفل می‌شوند) همچنین این توربین در بادهای آشفته و بدون جهت هم بهتر کار می‌کند، البته این پایایی هزینه بر است.

ظاهرا بازده این توربین‌ها، 10 درصد کمتر از توربین‌های بادی معمولی است، اگرچه هنوز این توربین در باد و طوفان‌های واقعی آزمایش نشده است و اینکه این توربین به صورت مورد انتظار کار می‌کند یا نه، یک سوال بی‌جواب است.

چرا توربین‌های بادی پیشرفته سه پره دارند؟

غالبا توربین های بادی سه پره دارند و شاید این سوال برای شما مطرح شده باشد که علت آن چیست. ادامه مطلب شما را کمک خواهد کرد

انرژی باد

انرژی بادی ارزان و تجدید پذیر است و از همه مهمتر به محیط زیست آسیب نمیرساند؛ انتظار می‌رود که انرژی بادی به یکی از رو به رشد ترین منابع انرژی در دنیا تبدیل شود. به این معنی که در آینده توربین های بادی به شکل فزاینده‌ای در سرتاسر جهان قابل رویت خواهند بود بدین صورت که در مواجهه با هر توربین بادی یک سوال مهم پرسیده می‌شود:

چرا توربین های بادی به این شکل کنونی ساخته شده اند؟ چرا توربین‌های بادی سه پره دارند ؟

اگر شما تاکنون شانس دیدن توربین های بادی در لحظه شروع به کار را داشته اید، متوجه خواهید شد که پره‌های توربین بادی به آهستگی شروع به چرخش می کنند و پس از آن سرعت آنها سریع و سریع تر می شود. که این عامل به خاطر طراحی آئرودینامیک پره های توربین‌های بادی می‌باشد.

پره‌های توربین‌های بادی مانند بال های هواپیما مقطعی ایرفویل شکل (airfoil) دارند. که این مقطع در اثر قرار گرفتن در راستای باد با تغییر زاویه، نیروی درگ و لیفتی ایجاد میکند که این نیروها منجر به دوران پره های توربین می شود.

حال هرچه تعداد پره های توربین های بادی بیشتر باشد تورک (گشتاور) بیشتر و سرعت دورانی کمتر می‌شود؛ در ضمن بخاطر افزایش نیروی درگ اعمال شده مقاومت جریان باد ناشی از گردابه هایی که در پشت این پرها شکل میگیرد هم به آن اعمال می شود. اما توربین هایی که برای تولید الکتریسیته بکار می روند نیاز به عملکرد در سرعت های بالاتری دارند و در واقع گشتاور بیشتری نیاز ندارند. بنابراین تعداد کمتر پره ها منجر به تولید بهتر انرژی خواهد شد.

چرا بجای دو پره از سه پره استفاده شده است؟

بنابراین با توضیحات مطرح شده توربین های بادی با دو پره بهترین حالت طراحی و بازده را خواهند داشت اما در این حالت توربین های بادی تحت تاثیر پدیده لرزش همانند انحراف در ژیروسکوپ ها قرار میگیرند.

با افزایش تعداد پره‌ها شدت ارتعاشات کاهش می یابد؛ بنابراین در توربین های سه پره در مقایسه با دو پره میزان سر و صدا و استهلاک کمتر است.

از آنجایی که توربین های بادی همیشه باید در مقابل باد قرار گیرند، پره ها باید توانایی تغییر جهت عمودی را زمانی که تغییری در جهت باد ایجاد می شود داشته باشند. این پدیده به حرکت یاو (Yaw motion) اشاره دارد. در سیستم های با دو پره، وقتی پره‌ها به صورت عمودی قرار می‌گیرند (در یک خط با برج و محور دوران توربین بادی)، مقاومت خیلی کمی در برابر حرکت yaw وجود خواهد داشت.

منبع:

سایت های

Popularmechanics

Explorecuriocity