چهارشنبه , آبان 22 1398
خانه / مهندسی / توربین بادی
توربین بادی

توربین بادی

روش کار توربین بادی

توربین های بادی با تبدیل انرژی جنبشی موجود در باد و تبدیل آن به انرژی الکتریکی به عنوان یکی از روش های تولید انرژی پاک محسوب می‌شوند. روش کار توربین بادی با توجه به نوع چرخش حول محور متفاوت است. اما توربین بادی با محور افقی اصلی‌ترین نوع آن است که در ادامه با آن آشنا می‌شوید .

یک توربین، مانند آنچه در یک مزرعه بادی وجود دارد، ماشینی است که بر محور یک جسم سیال (مایع یا گاز) میچرخد و از اینرسی سیال برای حرکت کردن استفاده می‌کند . تمام انواع ماشین‌ها، از موتور‌های جت تا موتور‌های برق هیدروالکتریکی و از لوکوموتیو‌های دیزلی راه آهن تا ویندمیل‌ها، از توربین استفاده می‌کنند.

قسمت‌های مهم توربین بادی

در بسیاری از توربین‌ها (البته نه تمام آن‌ها) جعبه دنده یکی از قسمت‌های کلیدی دیگر است که دنده‌های آن چرخش نسبتاً آهسته پره‌ها را به حرکتی با سرعت بیشتر ولی گشتاور کمتر تبدیل می‌کنند . (میل لنگ را با سرعت تقریبا مناسبی برای نیرو بخشیدن به مولد الکتریسیته می‌چرخانند) .

مولد یکی از قسمت‌های اصلی تمام توربین‌ها است و آن را می‌توان تا اندازه شبیه یک دینام دوچرخه در مقیاس بزرگ دانست. در هنگام دوچرخه سواری دینام مماس با چرخ‌های عقب شروع به چرخش می‌کند و الکتریسیته کافی برای روشن کردن یک لامپ را تولید می‌کند. همین فرآیند در توربین‌های بادی هم انجام می‌گیرد و تنها تفاوت این است که به جای چرخ‌های دوچرخه در اینجا پره‌های چرخان دینام مولد را به حرکت درمی‌آورند و لامپی که روشن می‌شود چندین کیلومتر دورتر در منزلی مسکونی واقع شده است. در عمل توربین‌های بادی انواع مولد‌هایی را که اصلا شباهت چندانی با دینام‌ها ندارند ، بکار می‌گیرند. 

روش کار توربین‌های بادی

۱. باد به پره‌های چرخان توربین برخورد می‌کند.
۲. روتور‌ها بر محور خود می‌چرخند و مقداری از انرژی موجود در باد را می‌ربایند و میل لنگ را به حرکت درمی‌آورند. هرچند لبه‌های خارجی پره‌های چرخان بسیار سریع حرکت می‌کنند، اما محور مرکزی (میل لنگ) متصل به آن‌ها سرعت دوران تقریباً آهسته‌ای دارد.
۳. در بسیاری از توربین‌های بزرگ امروزی پره‌های چرخان می‌توانند روی رینگ‌های جلو آن بچرخند، بنابراین باد در بهترین زاویه به آن‌ها می‌وزد. این ساختار را مکانیسم کنترل گام ملخ می‌نامند. در توربین‌های بزرگ موتور‌های الکتریکی کوچک و بازو‌های انتقال نیروی هیدرولیکی وظیفه چرخاندن پره‌ها را تحت کنترل الکترونیکی دقیق به عهده دارند. اما در توربین‌های کوچکتر معمولاً کنترل گام ملخ به صورت کاملاً مکانیکی انجام می‌شود. اما، از سوی دیگر، تعداد فراوانی از توربین‌ها دارای روتور‌های ثابت هستند و اساساً نیازی به کنترل گام ملخ ندارند.
۴. جعبه دنده داخل گهواره موتور (بدنه اصلی توربین که روی برج توربین و پشت پرهها قرار داده می‌شود) چرخش آهسته میل لنگ (حدود ۱۶ دور در دقیقه) را به چرخش با سرعت بالا (حدود ۱۶۰۰ دور در دقیقه)، که از سرعت کافی برای به حرکت درآوردن موثر مولد برخوردار است، تبدیل می‌کند.
۵. مولد که دقیقاً در قسمت پشت جعبه دنده قرار دارد، انرژی جنبشی را از میل لنگ در حال چرخش گرفته و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.
۶. بادسنج‌ها (ابزار‌های اندازه گیری خودکار سرعت) و بادنما‌های پشت گهواره موتور میزان سرعت باد و همچنین جهت وزش را مشخص میکنند.
۷. با استفاده از این اندازه گیری‌ها کل قسمت بالایی توربین (روتور‌ها و موتور) بر محور یک موتور قائم که در میان گهواره موتور و برج توربین قرار داده شده است، به چرخش درمی‌آید، به این ترتیب به صورت مستقیم در معرض وزش باد قرار گرفته و بیشترین میزان انرژی را می‌رباید. اگر هوا طوفانی و متلاطم باشد ترمز‌ها عمل کرده و به دلایل ایمنی، روتور‌ها را از چرخش بازمی‌دارند. همچنین امکان دارد در طول نگهداری عادی ترمز‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
۸. جریان الکتریکی تولید شده با مولد از طریق کابلی که از داخل برج توربین به پایین حرکت می‌کند، به جریان می‌افتد.
۹. ترانسفورماتور افزاینده، الکتریسیته را به ولتاژ حدود ۵۰ برابر تغییر می‌دهد پس الکتریسیته میتواند به صورت موثری به شبکه نیرو  انتقال یابد. اگر الکتریسیته در شبکه به جریان درآید، به وسیله نزدیکترین ایستگاه فرعی که به تعداد فراوانی از توربین‌ها را سرویس می‌دهد، حتی به ولتاژ بیشتری هم تبدیل می‌شود.
۱۰. منازل از انرژی پاک بهره‌مند می‌شوند ، توربین‌ها طوری عمل می‌کنند که هیچ گونه گاز گلخانه‌ای یا آلودگی ایجاد نمی‌شود.
۱۱. باد همچنان به وزش به پشت دوربین، اما با سرعت و انرژی کمتر و همچنین تلاطم کمتر (زیرا توربین جریان باد را مختل کرده است و از اینرسی آن کاسته) ادامه می‌دهد.

توربین‌ های بادی در ایران

نیروگاه بادی بینالود در استان خراسان رضوی، نیروگاه بادی منجیل در گیلان و مزرعه بادی کهک قزوین ۳ منبع اصلی تامین بخشی از انرژی برق ایران از طریق باد هستند. ظرفیت مجموع این سه نیروگاه به بیش از ۱۵۰ مگا وات می‌رسد.

نظر شما درباره ظرفیت تولید برق با توربین بادی در ایران چیست ؟

Sending
User Review
0 (0 votes)
Comments Rating 0 (0 reviews)

همچنین ببینید

پرواز با لباس پرواز wingsuit

لباس پرواز

پرواز شاید آرزوی خیلی ها باشد اما قطعا کار هر کسی نیست؛ هر کسی دل …

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Sending