تاریخچه استفاده از انرژی باد

به گزارش "برق نيوز" زمین در حدود 1014*7/1کیلو وات از قدرت خورشید را به شکل تشعشعات خورشیدی دریافت می کند، این تشعشعات موجب گرم شدن هوای اتمسفر شده و به همین دلیل هوا به سمت بالا حرکت می کند. شدت این گرمایش در استوا؛جایی که خورشید عمود می تابد؛ بیشتر از هوای اطراف قطبین؛ جایی که زاویه تابش خورشید تند می باشد؛ خواهد بود و هوای اطراف قطبین نسبت به هوای استوا کمتر گرم می گردد. دانسیته هوا با افزایش دما کاهش پیدا کرده و بنابراین هوای سبکتر استوا به سمت بالا حرکت کرده و در اطراف پخش می گردد.

این عمل موجب افت فشار در این ناحیه گردیده و موجب می گردد هوای سرد از قطبین به سمت استوا جذب گردند. همچنین وقتی خورشید در طول روز می‌تابد، هوای روی سرزمین‌های خشک سریعتر از هوای روی دریا ها و آب ها گرم می‌شود. هوای گرم روی خشکی بالا رفته و هوای خنک تر و سنگین تر روی آب جای آنرا می‌گیرد که این فرآیند بادهای محلی را می‌سازد این به آن معناست که روز از سمت دریا به سمت ساحل باد می وزد. در شب، از آنجا که هوا روی خشکی سریعتر از هوای روی آب خنک می‌شود، جهت باد برعکس می‌شود.

بنابراین باد به علت گرادیان فشار به وجود آمده از تابش غیر یکنواخت خورشید به سطح زمین به وجود می آید. امروزه، انرژی بادکه همان انرژی حاصل از هوای متحرک می باشد عمدتاً برای تولید برق بکار برده می‌شود.

به گزارش "برق نيوز"  بشر از زمان های بسیار دور انرژی باد را به شیوه های مختلف بکار گرفته است. ایرانیان اولین کسانی بودند که در حدود 200 سال قبل از میلاد مسیح برای آردکردن غلات از آسیابهای بادی استفاده کرده­ اند که امروزه آثار آن در نواحی خواف و تایباد در شرق کشور به چشم می خورد. همچنین مصریان باستان از نیروی باد برای راندن کشتی های خود روی رودخانه نیل استفاده می­کرده و در قرن هفدهم میلادی، مردم هلند با بهبود طراحی پایه آسیابهای بادی گام بزرگی در این مسیر برداشتند.

اوایل از انرژی باد در قالب آسیاب های بادی برای آسیاب گندم و ذرت، پمپ کردن آب و قطع درختان استفاده شده و امروزه از انرژی باد غالبا در تولید برق با استفاده از توربین های بادی بهره گیری می­گردد. اولین توربین های بادی در آغاز قرن بیستم ساخته شده و فعال ترین کشور ها در این زمینه آلمان، ایتالیا، آمریکا، دانمارک و هند می باشند.

توربین های بادی

توربین های بادی انرژی جنبشی باد را به توان مکانیکی تبدیل می نمایند که این توان مکانیکی از طریق شفت به ژنراتور انتقال پیدا کرده و در نهایت انرژی الکتریکی تولید می­شود. توربین های بادی بر اساس یک اصل ساده کار می کنند؛ انرژی باد دو یا سه پره ای را که به دور روتور توربین بادی قرار گرفته اند بچرخش در می آورد و توسط ژنراتور برق تولید می گردد. توربین ها به دو دسته تقسیم می گردند، توربین با محور چرخش عمودی و توربین با محور چرخش افقی.گفتنی است که توربین هایی که محور چرخش افقی هستند کاربرد بیشتری دارند.

کاربرد توربین های بادی

الف- کاربردهای غیرنیروگاهی شامل:

• پمپ های بادی آبکش جهت :

- تأمین آب آشامیدنی حیوانات در مناطق دور افتاده

- آبیاری در مقیاس کم

- آبکشی از عمق کم جهت پرورش آبزیان

- تأمین آب مصرفی خانگی

• کاربرد توربینهای بادی کوچک بعنوان تولید کننده برق برای مجتمع­های مسکونی

• شارژ باتری

ب - کاربردهای نیروگاهی

• نیروگاههای بادی منفرد جهت تأمین انرژی الکتریکی واحدهای مسکونی، تجاری، صنعتی

و یا کشاورزی

• مزارع برق بادی جهت تأمین بخشی از تقاضای انرژی برق شبکه

اتصال به شبکه ی برق بادی تولیدی

پس از تولید برق توسط توربین های بادی می بایستی این برق به شبکه های محلی مستقر در نزدیکی مزارع بادی تزریق گردد شرایط اتصال به شبکه عبارت انداز: 1- توان تولیدی باید بین 50 تا 60 هرتز باشد، 2- کیفیت شبکه های الکتریکی برق محلی باید در حد قابل قبولی باشد، 3- شبکه به اندازه کافی قوی باشد تا در برابر الکتریسیته ی تولیدی بادی تحمل بالایی از خود نشان دهد. می­بایست توجه گردد که مقایسه عرضه و تقاضا در خطوط شبکه برق بسیار مهم است.

سیستم عرضه شامل چند واحد تولیدکننده ی برق مانند هسته ای- توربین گاز سیکل ترکیبی- برق آبی- توربین بادی و ذغال سنگی متصل به شبکه می باشد. از میان اینها یکی به عنوان تولیدکننده اصلی(main base) و مابقی به عنوان مکمل می باشند، در انتخاب تولیدکننده اصلی باید سراغ سیستم های تولیدی رفت که با وجود هزینه ی سرمایه گذاری بالای اولیه، هزینه ی جاری (running) آنها پایین باشد، توربین های بادی به علت دارا بودن این خصوصیت می توانند به عنوان تأمین کننده ی اصلی انتخاب شوند برای مثال به علت هزینه های پایینِ جاریِ گفته شده در توربین­های بادی نسبت به ذغال سنگ بهتر است از حداکثر پتانسیل توربین های بادی در طول روز استفاده گردد.