توربین های بادی جدید

انواع گوناگونی از توربین های بادی در دنیا مورد بهره وری قرار گرفته اند. در این مقاله 9 راه متفاوت برای مهار کردن انرژی بادی مورد بررسی قرار داده شده است.

اگر یک توربین بادی معمولی سه پره را تصور کنید، ممکن است بزرگ به نظر برسد. این توربین‌ها  محور افقی نامیده می‌شود و رایج‌ترین راه برای مهار کردن انرژی باد است که تکنولوژی آن صدها سال است وجود دارد. اما آیا به نظرتان این موثرترین راه برای تولید انرژی باد است؟

بسیاری از مردم میگویند نه! اما بعضی از آن‌ها تصمیم می‌گیرند توربین خودشان را به امید بهبود بخشیدن تکنولوژی حاضر، طراحی کنند و بسازند. 9 تا از طراحی‌هایی که شاید روزی تبدیل به توربین استاندارد جدید شوند، در ادامه معرفی شده است.

 

راه اول: توربین های بادی محور عمودی (vertical wind turbine)

یکی از رایج‌ترین توربین‌های متفاوت، توربین محور عمودی است. توربین خاصی که در شکل زیر مشاهده می کنید از سال 1993 به‌کار گرفته شده و 4 مگا وات انرژی تولید می‌کند. توربین‌های محور عمودی مزایای بسیاری نسبت به مدل افقی‌شان دارند، به طور خاص، این توربین همه سویه است، به این معنی که نیاز ندارد برای قرار گرفتن در مسیر باد تغییر جهت دهد. این‌کار باعث می‌شود توربین‌های‌ محور عمودی در محیط‌های بادی آشفته بسیار آسان‌تر و موثرتر واقع شوند. مزایای دیگر آن نگهداری راحتتر به‌دلیل قرار گرفتن ژنراتور و گیربکس در سطح زمین و فاصله نزدیکتر توربین ها به یکدیگر به خاطر پهنای کمتر آن‌ها می‌باشد.

اما این توربین‌ها برای خودشان معایبی نیز دارند، به‌طور خاص آن‌ها خیلی پایدار نیستند. توربین‌های محور عمودی به دلیل نیروهای نامتوازنی که به آن‌‌ها اعمال می‌شود تنش‌های اساسی تجربه می‌کنند و این می‌تواند باعث شود که زودتر از یک توربین بادی معمولی ازکار بیفتد. با این حال توربین های محور عمودی هنوز کم و کاستی‌هایی دارند و بر روی بسیاری از طراحی‌های مختلف دیگر آن  می‌توان کار کرد.

راه دوم: توربین ارتفاع بالا (Altaeros Energy)

توربینی که در ارتفاع بالاتر قرار می‌گیرد، انرژی بیشتری را می‌تواند تولید کند. بادهای ارتفاع بالا پایدار و قوی هستند، اما چالش واقعی این است که توربین هزاران پا بالاتر از زمین قرار بگیرد. رایج‌ترین راه حل، بالن‌های بزرگ بادی است که به ایستگاه‌های زمینی متصل می‌شوند که Altaeros Energy ‎ از توربین هوابرد شناورشان (BAT)  برای این کار استفاده کرده‌است.

اساسا یک توربین بادی کوچک در داخل یک بدنه پر از هلیوم بزرگ قرار دارد و تمام دستگاه در حدود 2000 پا به سمت بالا شناور است. این توربین بادی شناور ارتفاع بالا، به وسیله سه بلبرینگ تحمل بار و یک کابل مسی برای انتقال برق به یک ایستگاه زمینی متحرک متصل می‌شود. برای به حداکثر رساندن بهره‌وری، BAT می‌تواند به سمت بالا و پایین حرکت کند و خود را به تندبادهای قوی هدایت کند.

هدف شرکت Altaeros Energy ساختن توربین بادی ارزانتر، کارآمدتر با نصب راحت‌تر نسبت به توربین‌های قدیمی است. برپایی BATها کمتر از یک روز طول می‌کشد و توان تولیدی آن در مقایسه با توربین‌های مشابه زمینی دو برابر بیشتر است. BAT ها می‌توانند جوابگویی توان پایدار در ارتباط‌های از راه دور، جایی‌که نصب کردن توربین‌های استاندارد خیلی سخت است را فراهم آورند.

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

در هنگام راه اندازی درایو (VSD) چه چیزهایی را باید بررسی کرد؟

در این قسمت مواردی را که باید قبل از راه اندازی درایو بررسی گردد تا از بروز مشکلات اجتناب شود به همراه راهکارها ارائه شده است.

 

سافت استارتر (Soft Starter)

این قسمت در مورد سافت استارتر ،نحوه کار، ساختمان مزایا و معایب آن بوده و آن را با دیگر روشهای راه اندازی مقایسه کرده است.

 

نحوه خواندن پلاک موتورهای القایی

در این بخش نحوه خواندن پلاک موتورهای القایی در استاندارد NEMA و نحوه استخراج اطلاعات مورد نیاز از پلاک موتور بررسی شده است.

 

مزایای VFD ها، اینورترها و درایوها

در این بخش در مورد مزایای VFD یا درایوهای فرکانس متغیر که اصطلاحا درایو یا اینورتر نیز نامیده می شوند بحث و بررسی شده است.

 

نکات مهم در خرید درایو فرکانس متغیر

در این بخش نکات مهمی در انتخاب و خرید درایو فرکانس متغیر تشریح شده است. توجه به این نکات میتواند باعث انتخاب بهینه درایو شود.

ادامه مطلب مراجعه شود.