کتاب-انرژی بادی و طراحی و ساخت نیروگاه بادی-در 145 صفحه-docx

کتاب-انرژی بادی و طراحی و ساخت نیروگاه بادی-در 145 صفحه-docx

فهرستتاریخچه. 6انرژی بادی.. 7مزایای انرژی بادی.. 8ناکارآمدیهای انرژی بادی.. 9توان پتانسیل توربین.. 9توزیع سرعت باد. 10ضریب ظرفیت… 10محدودیت‌های ادواری و نفوذ. 11پیش‌بینی پذیری.. 11جاگذاری توربین.. 12بهره‌برداری از برق بادی.. 12انواع کاربردتوربین‌های بادی.. 14کاربرد غیر نیروگاهی.. 14کاربرد نیروگاهی.. 15آثار زیست محیطی.. 16تاثیرات بوم شناختی.. 16استفاده از زمین.. 17آثار بر روی حیات وحش…. 17نیروگاه بادی در آسمان.. 18بزرگترین توربین بادی جهان.. 18انرژی بادی در ایران.. 18عوامل مهم در انتخاب محل استقرار توربین‌های بادی.. 19بخش‌بندی.. 20شرایط راه اندازی و تولید. 21پره‌ها 21پیچ کنترل.. 22مسائل اقتصادی ماشینهای بادی.. 27کلیاتی درباره انرژی باد. 43تاریخچه استفاده از انرژی باد : 45منشاء باد : 46توزیع جهانی باد : 47اندازه گیری پتانسیل انرژی باد. 48قدرت باد : 49مزایای بهره برداری از انرژی باد. 50آینده انرژی باد در ایران : 50پتانسیل سنجی سطحی انرژی باد. 51بادسنجها و انواع آنها 53پتانسیل باد درایران: 54نقشه ها و اطلس های موجود باد: 56انواع کاربرد توربینهای بادی.. 59انرژی باد و محیط زیست… 62توربین های بادی.. 66مکانیزم پیدایش باد و انواع کاربردهای انرژی بادی.. 77انواع توربینهای بادی.. 89توربینهای محور افقی.. 90توربینهای محور عمودی.. 91توربین بادی بدون پره. 99فواید و مضرات انرژی بادی.. 100مکانیزم پیدایش باد و انواع کاربردهای انرژی بادی.. 104کاربردهای توربین بادی.. 105انواع توربینهای بادی.. 111توربینهای محور افقی.. 112توربینهای محور عمودی.. 112انواع روتورهای Darrieus. 114چرخش توربینهای بادی برپایه نیروی درگ… 115اجزاء اصلی توربینهای بادی محور افقی.. 116اجزای توربین بادی.. 119داخل توربین بادی به چه صورت می باشد؟. 120آسیاب بادی.. 124ظهور آسیاب بادی در اروپا 124مقایسه نیروی باد و نیروی آب.. 125انواع توربین‌های بادی.. 125سه نوع اصلی توربین بادی.. 125توربین بادی با محور افقی.. 125توربین‌های بادی امروزی.. 125توربین بادی با محور عمودی.. 126توربینهای بادی چگونه کار می‌کنند؟. 126طراحی و ساخت توربین‌های بادی.. 127اجزای مختلف یک توربین بادی مدرن با محور افقی.. 127توربین عمودی.. 129مزایا توربین‌های عمودی: 129معایب توربین‌های عمودی: 129توربین افقی.. 130مزایای توربین افقی.. 130توربین‌های بادی در ایران.. 131توربین‌های بادی کوچک… 131بیشترین توان.. 131بزرگ‌ترین مساحت جاروب‌شده. 131مزارع بادی و محیط زیست… 132مرکز تجارت جهانی بحرین.. 132برج فانوس دریایی دبی.. 134برج رودخانه پرل در چین.. 134انواع توربینهای بادی.. 135ساختار توربین های بادی.. 138توربينهاي بادي مدرن به دو شاخه اصلي مي‌شوند. 143منابع.. 146 تاریخچهقدیمی‌ترین روش استفاده از انرژی باد، به ایران باستان باز می‌گردد. برای نخستین بار، ایرانیان موفق شدند با استفاده از نیروی باد، دلو (دولاب) یا چرخ چاه را به گردش درآورده و از چاه‌های آب خود، آب را به سطح مزارع برسانند. احتمالاً نخستین ماشین بادی توسط ایرانیان باستان ساخته شده است و یونانیان برای خرد کردن دانه‌ها و مصریها، رومی‌ها و چینی‌ها برای قایقرانی و آبیاری از انرژی باد استفاده کرده‌اند.در قرن ۱۳ این فناوری توسط سربازان صلیبی به اروپا برده شد و هلندیها فعالیت زیادی در توسعه دستگاههای بادی داشتند، بطوری که در اواسط قرن نوزدهم در حدوود ۹ هزاز ماشین بادی به منظورهای گوناگون مورد استفاده قرار می‌گرفته است. در زمان انقلاب صنعتی در اروپا استقاده از ماشینهای بادی رو به کاهش گذاشت. استفاده از انرژی باد در ایالات متحده از سال ۱۸۵۴ شروع شد. از این ماشینها بیشتر برای بالا کشیدن آب از چاههای آب و بعدها برای تولید الکتریسیته استفاده شد. بزرگترین ماشین بادی در زمان جنگ جهانی دوم توسط آمریکائیها ساخته شد.در شوروی سابق در سال ۱۹۳۱ ماشینی بادی با محور افقی بکار انداختند که انتظار می‌رفت ۱۰۰ کیلو وات برق به شبکه بدهد. ارتفاع برج ۲۳ متر و قطر پره‌ها ۳۰٫۵ متر بود.در ایران با توجه به وجود مناطق بادخیز طراحی و ساخت آسیابهای بادی از ۲۰۰ سال پیش از میلاد مسیح رایج بوده و هم اکنون نیز بستر مناسبی جهت گسترش بهره‌برداری از توربینهای بادی فراهم می‌باشد. مطالعات و محاسبات انجام شده در زمینه تخمین پتانسیل انرژی باددر ایران نشان داده‌اند که تنها در ۲۶ منطقه از کشور (شامل بیش از ۴۵ سایت مناسب) میزان ظرفیت اسمی سایتها، با در نظر گرفتن یک راندمان کلی ۳۳٪، در حدود ۶٫۵۰۰ مگاوات می‌باشد. و این در شرایطی است که ظرفیت اسمی کل نیروگاه‌های برق کشور در حال حاضر حدود 74٫۰۰۰ مگاوات می‌باشد( تا سال 1394).در سال ۲۰۰۴ میلادی تنها ۲۵ مگاوات از ۳۳٫۰۰۰ مگاوات برق تولید شده در ایران با استفاده از انرژی بادی تولید شده بود. در سال ۲۰۰۶ میلادی سهم برق تولید شده در ایران با استفاده از انرژی بادی ۴۵ مگاوات بود (رتبه سی ام در دنیا) که به نسبت سال ۲۰۰۵ رشد چهل درصدی را نشان می‌داد. در سال ۲۰۰۸ میلادی نیروگاه بادی منجیل (در استان گیلان) و بینالود (در استان خراسان رضوی)، ظرفیت ۸۲ مگاوات برق را داشته‌اند. ظرفیت برق بادی در ایران در سال ۲۰۰۹ میلادی ۱۳۰ مگاوات ساعت بوده‌است.ایران عضو مجمع جهانی انرژی بادی می‌باشد. ایران مبالغ زیادی را در زمینه انرژی تجدیدپذیر برق بادی، سرمایه‌گذاری کرده است. میزان یارانه‌های تخصیصی در بخش برق فسیلی حدود ۷٫۳ میلیارد یورو است که مانعی جدی بر سر راه توسعه انرژی‌های تجدید پذیر به شمار می‌رود. علی‌رغم وجود یارانه‌ها، میزان ظرفیت نصب شده برق بادی تا اوایل سال ۱۳۸۷ بالغ بر ۱۲۸ مگاوات بوده است، که تولید ۳۰۷ گیگاوات ساعت برق را طی دوره ۱۳۷۳-۸۴ را به همراه داشته است. این میزان برق تولیدی سبب صرفه جویی ۴۲۵ هزار بشکه معادل نفت در بخش نیروگاهی ایران شده و در جای خود موجب کاهش یک میلیون تن انواع آلاینده‌های زیست محیطی در فاصله ۱۳۷۳-۱۳۸۴ شده است. با استفاده از اطلاعات واقعی ماهیانه بادر در استان‌های کشور و با بهره‌گیری ازمعادله چگالی وایبول، پتانسیل قابل استفاده باد در استان‌ها محاسبه شده و در نهایت کل پتانسیل برق بادی به میزان ۳٫۶ گیگاوات تخمین زده شده است. البته محاسبات دیگر تا حد ۶ گیگاوات ظرفیت را برآورد کرده‌اند. بر اساس سیاست‌های فعلی انرژی کشور، ارزش حال خالص و نرخ بازده داخلی پروژه‌های باد در سه استان گیلان، سیستان و بلوچستان و خراسان جنوبی محاسبه شده است، که تایید کننده این واقعیت است که پروژه‌های برق بادی در این سه استان از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند. نتایج نشان می‌دهد که با حذف یارانه‌های انرژی پتانسیل فسیلی به همراه یک روش بازار محور، می‌توان ظرفیت انرژی بادی را به ۳٫۶ تا ۶ گیگاوات افزایش داد. این ظرفیت نصب شده می‌تواند سبب صرفه‌جویی حدود ۴۷ تا ۸۴ میلیون بشکه معادل نفت ۱۲۷۰۰۰ تا ۲۳۰۰۰۰ بشکه در روز در بخش نیروگاهی ایران شود.انرژی بادیتوان بادی  Wind power تبدیل انرژی باد به نوعی مفید از انرژی مانند انرژی الکتریکی (با استفاده از توربین‌های بادی)، انرژی مکانیکی (مثلاً در آسیاب‌های بادی یا پمپ‌های بادی) و یا پیش‌رانش قایق‌ها و کشتی‌ها (مثلاً در قایق‌های بادبانی) است. در آسیاب‌های بادی از انرژی باد مستقیماً برای خرد کردن دانه‌ها و یا پمپ کردن آب استفاده می‌شود.در پایان سال ۲۰۱۰، میزان ظرفیت نامی تولید برق بادی در سراسر جهان برابر ۱۹۷ گیگاوات بود.[۱] امروزه توان بادی در دنیا ظرفیت تولید سالانه ۴۳۰ تراوات ساعت انرژی الکتریکی را دارد که این میزان، ۲٫۵٪ مصرف برق دنیاست. در ۵ سال گذشته، رشد متوسط سالانه در توان بادی دنیا ۲۷٫۶٪ بوده و انتظار می‌رود که سهم باد در تولید انرژی الکتریکی دنیا تا سال ۲۰۱۳ به ۳٫۳۵٪ و تا سال ۲۰۱۸ به ۸٪ برسد.کشورهای دانمارک با ۲۱٪ پرتغال با ۱۸٪ اسپانیا با ۱۶٪ ایرلند با ۱۴٪ و آلمان با ۹٪از نظر درصد تولید برق بادی از کل تولید انرژی الکتریکی در جایگاه‌های نخست قرار دارند. در سال ۲۰۱۱، ۸۳ کشور در دنیا از توان بادی برای تولید برق استفاده کرده‌اند.انرژی بادی در مقادیر زیاد در مزارع بادی تولید و به شبکه الکتریکی متصل می‌شود. از توربین‌ها در تعداد کم معمولاً فقط برای تامین برق در مناطق دور افتاده استفاده می‌شود.باد یکی از شاخصه‌های اصلی انرژی خورشیدی و هوای متحرک است و جزء کوچکی از خورشید که از تابش خورشید که از خارج به اتمسفر می‌رسد به انرژی بادتبدیل می‌شود.اما از جمله دلایل تمایل کشورها برای افزایش ظرفیت تولید برق بادی مزایا بسیار زیاد این روش تولید انرژی الکتریکی است چراکه انرژی بادی فراوان،تجدیدپذیر و پاک است، در همه جای دنیا وجود دارد و همچنین در مقایسه با استفاده از انرژی سوخت‌های فسیلی میزان کمتری گاز گلخانه‌ای منتشر می‌کند.منشا باد یک موضوع پیچیده‌است. از آنجاییکه زمین بطور نامساوی به وسیله نور خورشید گرم می‌شود بنابراین در قطب‌ها انرژی گرمایی کمتری نسبت بهمناطق استوایی وجود دارد همچنین درخشکی‌ها تغییرات دما با سرعت بیشتری انجام می‌پذیرد و بنابراین خشکی‌ها زمین نسبت به دریاها زودتر گرم و زودتر سرد می‌شوند. این تفاوت دمای جهانی موجب به وجود آمدن یک سیستم جهانی تبادل حرارتی خواهد شد که از سطح زمین تا هوا کره، که مانند یک سقف مصنوعی عمل می‌کند، ادامه دارد. بیشتر انرژی که در حرکت باد وجود دارد را می‌توان در سطوح بالای جو پیدا کرد جایی که سرعت مداوم باد به بیش از ۱۶۰ کیلومتر در ساعت می‌رسد و سرانجام باد انرژی خود را در اثر اصطکاک با سطح زمین و جو از دست می‌دهد.یک برآورد کلی اینگونه می‌گوید که ۷۲ تراوات (TW) انرژی باد بر روی زمین وجود دارد که پتانسیل تبدیل به انرژی الکتریکی را دارد و این مقدار قابل ترقی نیز هست.مزایای انرژی بادی