نیروگاههای بادی مدرن به عنوان مبدل انرژی جنبشی باد به انرژی الکتریکی، جایگاه واقعی خود را در میان سایر نیروگاهها به مرور پیدا کرده و در حال حاضر (اواخر سال۲۰۰۲ میلادی) ظرفیتی معادل ۲۵ هزار مگاوات، نیروگاه بادی نصب شده و در حال‌بهره‌برداری در جهان گزارش شده است. بیشترین درصد استفاده از انرژی بادی در جهان متعلق به کشورهای اروپایی است (۹/۷۳ درصد) و کشورهای دانمارک، آلمان واسپانیا در صدر این فن‌آوری از نظر ساخت و بهره‌برداری قرار دارند. در ایران نیزتلاشهای فراوانی در سالهای اخیر بعمل آمده تا از نیروی طبیعی باد، برق تولید شود.فعالیتهای سازندگان کشور که در این اواخر به صورت انتقال فن‌آوری و ساخت داخل‌انجام شده، قابل تحسین بوده و آینده روشنی را برای این صنعت، ترسیم کرده است. به‌نظر می‌رسد چنانچه حمایتهای لازم بعمل آید، برای متخصصان کشور، بازار کار مناسبی‌ایجاد می‌شود و چه بسا بتوانیم در منطقه، بازار خوبی را برای توربینهای ساخت کشورفراهم کنیم.
یک نیروگاه بادی از بخشهای مختلفی‌تشکیل شده که عبارتند از:
-پره‌ها که عموما از جنس فایبرگلاس مقاوم‌شده با پلی استر، ساخته شده است. نیروگاههای بادی عمدتا دارای سه پره‌هستند ولی به ندرت سیستمهایی با دو پره وتک پره نیز وجود دارد.
-جعبه دنده: به صورت افزاینده سرعت پره‌هارا به دور نامی مناسب برای ژنراتورها تبدیل‌می‌کند.
-ژنراتور یا مولد: انرژی مکانیکی شفت رابه‌انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. عمومااین‌ژنراتورها از نوع آسنکرون (غیر همزمان)هستند.
– سیستم کنترل زاویه پره (pitch): این‌سیستم در برخی از نیروگاههای بادی بکارمی‌رود و وظیفه آن تنظیم زاویه برخورد باد باپره در وضعیتهای مختلف بادی است. این‌سیستم غالبا هیدرولیکی است و تغییر زاویه پره بر اثر فشار روغن انجام می‌شود.
– سیستم گردش ماشین خانه: سیستمی‌است مکانیکی که سبب گردش ماشین خانه‌در جهت باد می‌شود، به نحوی که همواره‌دماغه توربین دقیقا رو به باد (up wind) یادقیقا پشت به باد (down wind) قرار می‌گیرد.
– سیستم کنترل و فرمان: بخشی از نیروگاه است که تمام عملیات نیروگاه و عوامل‌مختلف نظیر سرعت و جهت باد، سرعت‌شفت، ولتاژ و فرکانس خروجی، فشار روغن و… را زیر نظر داشته و متناسب با شرایط،فرمانهایی را به عملگرها ارسال می‌کند.کنترل کننده اکثر نیروگاههای بادی PLC (Programmable Logic Controler)است.
– برج نیروگاه: در واقع نگهدارنده اتاقک‌نیروگاه بوده و در انواع مخروطی، مشبک وبتنی وجود دارد.
– سیستم سنکرونیزاسیون (همزمانی شبکه‌برق): سیستمی است که با اندازه‌گیری ولتاژ،فرکانس و اختلاف فاز در نیروگاه و شبکه، درمواقع مقتضی و مناسب، اجازه اتصال نیروگاه‌به شبکه را صادر می‌کند.
– سیستم نمایش‌دهنده که عواملی نظیرسرعت و جهت باد، سرعت پره‌ها و شفت،ولتاژ و فرکانس خروجی، خطا و میزان توان وانرژی تولیدی و چندین عامل دیگر را نمایش‌می‌دهد.
فن آوری ساخت برخی از این بخشهاساده است اما ساخت بخشهایی نظیرجعبه‌دنده، و پره‌ها و ژنراتور تاحدی پیچیده‌است. امروزه کشورهای اروپایی و در راس آنهادانمارک و آلمان از تولید کنندگان عمده نیروگاههای بادی محسوب می‌شوند.
توربینهای بادی ساخت آلمان
جمهوری فدرال آلمان دقیقا تعداد۱۲هزار و ۸۰۰ واحد توربین بادی در پایان‌سپتامبر ۲۰۰۲ در دست بهره برداری داشته‌است که مجموعا ظرفیتی معادل ۱۰ هزار و۶۵۰ مگاوات را برای تولید برق بادی
در برمی‌گیرد. از این ظرفیت، رقمی معادل۸/۱۸۸۸ مگاوات آن تنها در ۹ ماه اول سال۲۰۰۲ نصب و به بهره‌برداری رسیده است.قابل ملاحظه است که توربینهایی باظرفیتهای بالای یک مگاوات نیز در تولیدبرق بادی سهیم بوده‌اند. در مجموع برق بادی‌تولید شده بیش از ۱۶ میلیارد کیلووات ساعت‌است. این رقم معادل۳۵/۳ درصد کل برق‌مصرفی کشور آلمان در سال ۲۰۰۰ میلادی است.
هر چند شرکتهای این کشور از نظر تولید،فروش و سود حاصل، بعد از شرکتهای‌دانمارکی قرار می‌گیرند، در سالهای اخیر رونق‌ویژه‌ای در صنعت برق بادی آلمان مشاهده‌می‌شود. در سال ۲۰۰۱ صنایع برق بادی آلمان تعداد ۶۹۳ واحد توربین بادی به ۲۳کشور صادر کرده است که در کل ظرفیتی برابر ۹/۵۱۷ مگاوات را در بر می‌گیرد.
طی سالهای ۱۹۹۶ تا ۲۰۰۰ وضعیت‌صادرات توربینهای بادی در آلمان مناسب بوده و میزان آن در اوایل سال ۲۰۰۱ به ۲۰ درصد رسیده است. بازار عمده‌صادرات در دست شرکت انرکون با ۷/۵۴ درصد است. این رقم نسبت به سال قبل ۷/۸ درصد در خصوص سهم این شرکت کاهش داشته، در حالی که شرکت نوردکس سهم خودرا در صادرات از ۹/۲۳ درصد در سال ۲۰۰۰ به ۳۶ درصد در سال ۲۰۰۱ رسانده است. دو کشور ایتالیا و هند به ترتیب باخرید ۱۹۰ و ۱۷۹ توربین بادی (نیروگاه بادی) و ظرفیتی در مجموع معادل ۱۱۴ و ۳/۷۶ مگاوات در سال ۲۰۰۱ در صدر کشورهای‌خریدار صنعت برق بادی آلمان قرار داشتند.
نتیجه‌گیری
سهم قابل توجهی از بازار داخلی و خارجی‌توربینهای بادی در دو سال گذشته (۲-۲۰۰۱)از شرکت انرکون تامین شده است. امروزه دربازار جهانی، شرکتهای دانمارکی (نظیروستاس) با شرکتهای آلمانی رقابت می‌کنند.لازم به ذکر است که در کشور آلمان حدود۸/۳ درصد برق مصرفی مورد نیاز از برق بادی‌تامین می‌شود.
دکتر مجید جمیل – مهندس مسعود پرخو
منابع
(۱) مجید جمیل – نیروگاههای بادی جهان‌در آغاز سال ۲۰۰۱، ماهنامه صنعت برق،سال هفتم، شماره ۷۵، مرداد ۱۳۸۱، ص ۴۴
(۲) سایت موسسه انرژی بادی‌آلمانwww.dewi.de
(3) Christian Hinsch “Third QuarterFull of Highlights” NewEnergy,No.6, December 2002 ,pp10-14
ماهنامه صنعت برق
