کد خبر : 40542 جمعه 28 خرداد 1395 - 09:00:51
توربین-های-بادی-چگونه-کار-می-کنند؟

به من بگو چرا؟

توربین های بادی چگونه کار می کنند؟

سیناپرس: توربین های بادی رفته رفته جایگاه خود را به عنوان یکی از مهمترین منابع تولید انرژی در سراسر جهان به دست آورده و کشورهای مختلف تلاش می کنند انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را از طریق باد تامین کنند. در این گزارش با نحوه عملکرد توربین های بادی آشنا می شویم.

یکی از معضلات مهم پیش روی جوامع انسانی در دهه های اخیر ، بحث آلودگی محیط زیست و تولید آلاینده های جوی است. این موضوع که همزمان با صنعتی شدن جوامع و رویکرد گسترده انسان ها به استفاده از سوخت های فسیلی به وجود امده، در سال های اخیر یکی از دغدغه های سران کشورهای مختلف دنیا بوده و در این میان یکی از مهمترین اهداف پیش روی جوامع صنعتی، استفاده از انرژی های پاک و تجدید پذیر است. در این میان یکی از ارزان ترین و در دسترس ترین انرژی های موجود در کره زمین که می توان از آن برای تهیه نیروی برق استفاده کرد، توربین های بادی هستند. توربین های بادی قادر به تبدیل انرژی باد به انرژی الکتریکی بوده و عموما در دو نوع عمودی و افقی ساخته می شوند.

یکی از ارزان ترین و در دسترس ترین انرژی های موجود در کره زمین که می توان از آن برای تهیه نیروی برق استفاده کرد، توربین های بادی هستند. توربین های بادی قادر به تبدیل انرژی باد به انرژی الکتریکی بوده و عموما در دو نوع عمودی و افقی ساخته می شوند.

در مدل های توربین بادی محور افقی ، ژنراتور و تبدیل کننده نیروی باد به انرژی الکتریکی در بالای محور مرتفعی قرار دارد که پروانه های توربین در بالای آن واقع شده اند. طول و تعداد پره های توربین های بادی بر اساس شرایط محیطی متنوع و مختلف است اما در بیشتر مناطق دنیا از توربین های سه پره استفاده شده و طول پره ها نیز بستگی مستقیم به نوع بادخیز بودن منطقه دارد. به طور میانگین طول پره های توربین های بادی بین 20 تا 40 متر بوده و ارتفاع میله های محور اصلی آن نیز می تواند بین 60 تا 90 متر باشد البته در این موارد استاندارد مشخصی وجود نداشته و طراحان و مهندسان، با توجه به شرایط بومی هر منطقه نسبت به طراحی و مشخص کردن ابعاد توربین ها اقدام می کنند.

در نوع دیگر توربین های بادی موجود در دنیا که به توربین های محور عمودی شهرت دارند، سیستم تبدیل کننده انرژی به صورت عمودی قرار گرفته و این موضوع سبب می شود که توربین نیازی به چرخش به سمت باد را نداشته باشد. البته استفاده از این مدل توربین ها به نسبت توربین های محور افقی چندان رایج نبوده و بیشتر مختص موارد ویژه ای است که در آن امکان نصب توربین های افقی وجود نداشته یا جهت وزش باد دائما در حال تغییر جهت است. در کل باید در نظر داشت که توربین های گروه اول یا همان توربین های بادی محور افقی دارای کاربری بیشتری بوده و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه تر هستند.

در این بخش به طور فهرست وار به اتفاقاتی که در داخل یک توربین بادی محور افقی در هنگام وزش باد می افتد؛ اشاره می کنیم.

  1. وزش باد سبب چرخش پره های توربین می شود که به قسمت گرداننده متصل است.
  2. محور توربین شروع به چرخیدن به حول خود کرده و انرژی جنبشی را از باد دریافت می کند. این نیرو توسط محور مرکزی پشتیبانی و تبدیل می شود.
  3. پره های توربین به گونه ای طراحی شده اند که دارای زاویه ای مناسب با باد بوده و به این ترتیب حداکثر انرژی ممکنه از این طریق جذب می شود.
  4.  در بخش داخلی ناسل nacelle که اصلی ترین بخش توربین محسوب شده و در بالای محور میله و انتهای قاعده پره ها قرار دارد، یک جعبه دنده یا گیربکس ویژه ای وجود دارد که نیروی ایجاد شده ناشی از چرخش آرام پره های توربین را که به طور متوسط در حدود شانزده دور در دقیقه است ، به سرعت زیادی برابر با هزار و 600 دور در دقیقه تبدیل می کند که این میزان سرعت برای تامین انرژی ژنراتور توربین کفایت می کند.
  5.  ژنراتور دقیقا در پشت جعبه دنده توربین ها قرار گرفته و انرژی چرخشی تقویت شده را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.
  6. باد سنج ها که نوع و چگونگی وزش باد را تحت کنترل دارند، در بخش تحتانی ناسل قرار گرفته و می توانند سرعت و جهت باد را تشخیص دهند.
  7. بر اساس اطلاعات دریافت شده از بادسنج ها، جهت و سرعت وزش باد شناسائی شده و موتورهای ویژه ای ، پروانه های توربین را به سمت موافق باد تغییر می دهند تا حداکثر انرژی توسط توربین از وزش باد به دست آید. امروزه بیشتر این باد سنج ها به شبکه اینترنت متصل بوده و علاوه بر رصد شرایط محلی ، از وضعیت آب و هوا و پیش بینی وزش باد مطلع هستند.
  8. در صورتی که سرعت باد بسیار بیشتر از حد عادی باشد، در داخل توربین ها سیستم ترمز اتوماتیکی قرار دارد که اجازه چرخش با سرعت بیشتر از حد استاندارد که می تواند سبب آسیب رساندن به توربین شود، را نداده و سرعت چرخش پره ها را کم می کند. سرعت بالای باد سبب سریع تر چرخیدن پره ها شده و به تبع آن جعبه دنده با سرعت بسیار سرسام آوری خواهد چرخید که این موضوع سبب آسیب دیدن سیستم توربین می شود.
  9. انرژی الکتریکی تهیه شده توسط ژنراتور به کمک یک رشته کابل که از داخل محور عمودی توربین عبور می کند؛ به سطح زمین منتقل می شود.
  10. یک دستگاه ترانسفورماتور، ولتاژ برق تولید شده را هماهنگ کرده و آن را به نیروگاه مجاور توربین ها منتقل می کند.
  11. انرژی تولید شده، جهت مصارف مختلف وارد شبکه برق شهری می شود.

در گزارش ویدئوئی زیر ، شاهد فرایند تولید برق در توربین های بادی خواهید بود.

منبع: explainthatstuff

ترجمه: فاطمه کردی

نظرات شما

[کد امنیتی جدید]