آشنایی با توربین های بادی و بررسی ظرفیت تولید برق از انرژی باد تا پایان سال ۲۰۱۹

آشنایی با توربین های بادی و بررسی ظرفیت تولید برق از انرژی باد تا پایان سال ۲۰۱۹

با توجه به رشد روزافزون مصرف انرژی و محدود بودن ذخایر انرژی فسیلی و آلایندگی های ناشی از مصرف این نوع از سوخت، استفاده از انرژی باد به‌عنوان یکی از مهم‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر دارای توجیه اقتصادی و زیست محیطی و یکی از عوامل اصلی رسیدن به توسعه پایدار می باشد و به‌سرعت در سراسر جهان در‌حال گسترش می‌باشد.

مطابق معاهده پاریس، ایران باید حتی با وجود تحریم ها، 4 درصد از میزان انتشار CO2 خود را کاهش دهد و همچنین بصورت سالیانه با توجه به افزایش مصرف انرژی در کشور، می بایست این میزان کسری برق را با احداث نیروگاه های بادی و سایر انرژی های تجدیدپذیر جبران نماید تا از افزایش انتشار CO2جلوگیری شود. یکی از اهداف برنامه ششم توسعه (از سال 1396 تا 1400)، دستیابی کشور به 5000 مگاوات برق مبتنی بر انرژی تجدیدپذیر می باشد، لیکن ظرفیت تولید نیروگاه های تجدیدپذیر کشورمان تا مهرماه سال 1399، مجموعا ۸۳۸.۱۹ مگاوات می باشد، که ۳۰۲.۲۶ مگاوات آن، از نوع نیروگاه بادی است. مجموع ظرفیت تولیدی برق ایران تا مرداد ماه سال 1399، به 81295 مگاوات رسیده است .[1] [2]

در ایران شرکت هایی از جمله مپنا و صبانیرو، در زمینه طراحی و بومی سازی توربین های بادی فعالیت دارند.

سهم انواع نیروگاه های تجدیدپذیر از 19/838 مگاوات برق تجدیدپذیر کشور تا مهر ماه 1399

سهم انواع نیروگاه های تجدیدپذیر از ۸۳۸.۱۹ مگاوات برق تجدیدپذیر کشور تا مهر ماه 1399

پیشینه استفاده از انرژی بادی

ایرانیان اولین کسانی بودند که در حدود 200 سال قبل از میلاد مسیح برای آرد کردن غلات از آسیاب های بادی استفاده کرده اند که امروزه آثار آن در نواحی خواف و تایباد در شرق کشور به چشم می خورد. [3]

آسیاب های بادی نشطیفان – خواف - خراسان رضوی

پتانسیل انرژی بادی در ایران

پروژه تهیه اطلس بادی کشور توسط سازمان انرژی های تجدیدپذیر و بهره وری انرژی برق و پژوهشکده هواشناسی به عنوان مشاور داخلی و شرکت DTU Wind Energy به عنوان مشاور خارجی توسعه داده شده است. هدف از توسعه این اطلس، در اختیار داشتن ابزاری برای برآورد پتانسیل انرژی بادی کشور و شناسایی مناطق بادخیز به منظور استفاده در تدوین برنامه ریزی های کلان و تأمین اطلاعات مورد نیاز سرمایه گذاران و محققان بوده است. در این راستا با استفاده از داده های بازتحلیل Era-Interim و مدل عددی پویای وضع هوای WRF اطلس باد با تفکیک پذیری جغرافیایی ۵ کیلومتر تهیه گردیده است که در ارتفاع های ۲۵، ۵۰، ۸۰، ۱۰۰، ۱۲۰ و ۲۰۰ متری در دسترس قرار دارد. بر اساس اطلاعات دریافتی از 60 ایستگاه و در مناطق مختلف کشور، میزان ظرفیت اسمی سایت ها در حدود 60000 مگاوات می باشد. بر پایه پیش بینی های صورت گرفته، میزان انرژی قابل استحصال بادی کشور از لحاظ اقتصادی بالغ بر 18000 مگاوات تخمین زده می شود [1].

اطلس میانگین سالیانه سرعت انرژی باد در ارتفاع 25 متر

اطلس میانگین سالیانه سرعت انرژی باد در ارتفاع 100 متر

توربین بادی:

توربین های بادی از لحاظ محل موقعیت مکانی به دو نوع تقسیم می شوند:

۱- نیروگاه بادی خشکی Onshore wind power
۲- نیروگاه بادی دریایی Offshore wind power

معمولا مجموعه ای از توربین های بادی، در یک مکان بصورت مجتمع نصب می شوند تا به آنها نیروگاه بادی گویند و اصطلاحا به آن مزرعه بادی (Wind farms) می گویند .

همواره با توسعه و پیشرفت تکنولوژی، میزان ارتفاع برج، طول پره ها و میزان ظرفیت خروجی یک توربین بادی، در حال افزایش است و هزینه تولید انرژی برق از باد رو به کاهش است.

میزان ارتفاع برج، طول پره ها و میزان ظرفیت خروجی یک توربین بادی در طول زمان

رکوردهای توربین های بادی:

بیشترین توان تولیدی:

توربین مدل E-۱۲۶ شرکت آلمانی انرکون با توان نامی ۷٫۵۸ مگاوات، بزرگ‌ترین توربین بادی جهان از نظر توان تولیدی است.^.ارتفاع کلی این توربین، ۱۹۸ متر و طول پره‌های آن ۱۲۶ متر است.

بزرگ‌ترین مساحت جاروب‌شده:

بلندترین پره‌ها و در نتیجه بیشترین مساحت جاروب‌شده مربوط به توربین باد ۴٫۵ مگاواتی است که در ساراگوسای اسپانیا نصب شده‌است. طول پره‌های این توربین باد، ۱۲۸ متر است.

بلندترین برج توربین بادی:

بلندترین توربین بادی جهان، توربین بادی است که در لاسو، در ایالت براندنبورگ آلمان نصب شده‌است. محور این توربین در ارتفاع ۱۶۰ متری از سطح زمین قرار گرفته و نوک پره‌های آن تا ارتفاع ۲۰۵ متر می‌رسند. [3]

ظرفیت تولید برق از انرژی باد در کشورها تا پایان سال 2019 میلادی:

در پایان هر سال میلادی، ظرفیت تولید برق از انرژی باد، از طرف مجامع جهانی انرژی، اعلام می شود. لذا آخرین اعلام قطعی ظرفیت هر کشور و مجموع ظرفیت تولیدی کل کشورها، تا پایان سال ۲۰۱۹ ، مشخص شده است.

ظرفیت تولید برق از انرژی باد در کل دنیا تا پایان سال 2019 میلادی، ۶۵۰۷۵۸ مگا وات بوده است. کشورهای چین، آمریکا، آلمان و هند رتبه اول تا چهارم و کشورترکیه رتبه دوازدهم و ایران رتبه 56 را در این زمینه کسب کرده است. [3] [4]

نتیجه گیری:

مجموع ظرفیت تولیدی برق ایران تا مرداد ماه سال 1399، به 81295 مگاوات رسیده است که از این مقدار ۸۳۸.۱۹ مگاوات ظرفیت تولید برق تجدیدپذیر است و ظرفیت تولید برق تجدیدپذیر از انرژی باد، به ۳۰۲.۸۲ مگاوات رسیده است. ظرفیت تولید برق از انرژی باد در کشور ترکیه تا پایان سال 2019، به ۸۰۵۶ مگاوات رسیده است.

کشور ما ایران در زمینه های تحقیق و پژوهش و بومی سازی ساخت تجهیزات مرتبط با صنعت توربین های بادی، قدم های بزرگی برداشته است، لیکن در زمینه سرمایه گذاری و نصب توربین های بادی و ایجاد ظرفیت بهره برداری از انرژی های تجدیدپذیر از جمله نیروگاه های بادی، از سایر کشورها بسیار عقب افتاده است و با بررسی سایر کشورهای خاورمیانه و روسیه می توان نتیجه گرفت اکثر کشورهای نفتخیز، سرمایه گذاری مطلوبی در زمینه بهره برداری از انرژی های تجدیدپذیر نکرده اند و در سالیان آینده، درصورتیکه این روند ادامه پیدا کند، اهداف استراتژیک، توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست، تامین نخواهد شد و لازم می باشد سرمایه گذاری در این بخش، بسرعت تحقق پیدا کند.

منابع:
[1]http://www.satba.gov.ir
[2] https://isn.moe.gov.ir
[3] https://fa.wikipedia.org
[4] https://gwec.net/
تهیه کننده: حمزه توکلی زاده آذرماه 1399
کارشناس ارشد برق قدرت ، کارمند شرکت ملی حفاری ایران، شاغل در مدیریت فناوری اطلاعات و ارتباطات
عضو بسیج شهید تندگویان وزارت نفت

دانلود مقاله آشنایی با توربین های بادی و بررسی ظرفیت تولید برق از انرژی باد تا پایان سال ۲۰۱۹ / فایل پی دی اف

خلاصه مقاله آشنایی با توربین های بادی و بررسی ظرفیت تولید برق از انرژی باد تا پایان سال ۲۰۱۹ بصورت پاور پوینت: