استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر از زمانهای بسیار قدیم متداول بوده و قبل از پیدایش نفت و موتور‌های احتراق داخلی از جایگاه ویژه‌ای برخوردار بوده است.
اگر وضعیت فعلی رشد جمعیت ادامه یابد پیش‌بینی میشود جمعیت جهان در اوایل قرن حاضر به هفت میلیارد نفر برسد. در عین حال منابع انرژی متداول در حال اتمام است. از طرفی استفاده از نفت برای سوخت نیروگاهها، کارخانه‌ها، خودروها، سیستم‌های گرمایشی و مصرف‌کننده‌های دیگر علاوه بر تمام شدن سریع آن باعث آلودگی محیط‌زیست میشود. به گونه‌ای که طبق برآوردهای محیط‌زیست بینالمللی میزان آلودگی به ازای هر مگاوات ساعت تولید انژری با سوخت گازوییل ۳/۲۱ کیلوگرم انواع اسید و کربن و منواکسید کربن و ۶۵۷ کیلوگرم CO2 به محیط اطراف پراکنده میشود و در صورت استفاده از سوخت گازی این ارقام به ترتیب ۷/۶ و ۴۴۷ کیلوگرم کاهش می‌یابند. عوامل فوق علاوه بر آلودگی محیط زیست باعث افزایش دمای اتمسفر شده و به نظر برخی از دانشمندان ذوب شدن یخ‌های قطبی و بالاآمدن سطح دریاها و اقیانوسها را به دنبال خواهد داشت.
رشد روز‌افزون تقاضای انرژی، افزایش استانداردهای زندگی، گرم شدن بیش از حد کره زمین و در نهایت مشکلات زیست‌محیطی موجب شده تا هر روز شاهد پیشرفتهایی در زمینه فن‌آوری استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر باشیم یعنی استفاده از منابع لایزالی که خداوند به ما ارزانی داشته است. ماهیت پایان‌ناپذیر این گونه انرژی‌ها، روند رو به اتمام سوختهای فسیلی و سایر مزایای بارز این انرژی‌ها موجب تشویق بشر در سرمایه‌گذاری در این راه بوده است.
پیش‌بینی میشود که انرژی‌های تجدیدپذیر جایگاه ویژه‌ای را در تامین انرژی قرن آتی کسب کنند. البته حدود سه دهه کشورهای پیشرفته و صاحب فن‌آوری به این مهم پرداخته‌اند تا جایی که در برنامه سالانه انرژی خود درصدی از انرژی‌های مورد نظر کشورشان را از طریق توربینهای بادی، پیلهای خورشیدی، انرژی زمین گرمایی و … تامین می‌کنند.
بررسی دقیق نشان می‌دهد حتی در حال حاضر که هزینه استحصال انرژی‌های تجدیدپذیر گران‌تر از نوع فسیلی به نظر می‌آید، در مناطق دور دست روستایی و کشاورزی به دلیل مشکل انتقال سایر انرژی‌ها و بالا بودن هزینه آن، مقرون به صرفه اقتصادی است و با توجه به تلاش گسترده‌ای که در رابطه با استحصال انرژی‌هایی از این نوع شده روز به روز از توجیه اقتصادی بالاتری برخوردار میشود.
باد یکی از منابع انرژی پایان‌ناپذیر جهان است. انسان بیش از ۳۰۰۰ سال است که از انرژی باد به منظور تولید انرژی مکانیکی برای پمپ آب یا آسیاب کردن غلات استفاده کرده است.
یکی از بهترین روش‌های استفاده از باد، تولید انرژی الکتریکی است. به این صورت که با قراردادن یک توربین بادی در مسیر باد و انتقال انرژی مکانیکی توربین به یک ژنراتور جریان مستقیم یا متناوب به طور مستقیم یا از طریق جعبه دنده با نسبت تبدیل مناسب، انرژی الکتریکی تولید میشود.
تولید برق از طریق نیروگاههای بادی از نظر اقتصادی کاملاً مقرون به صرفه بوده و برای هر کیلووات ساعت برق تولیدی از طریق این نیروگاهها، حدود پنج سنت در مناطق پرباد و شش سنت یا اندکی بیشتر در مناطق کم‌باد، هزینه میشود.
با توجه به این که تعداد نیروگاههای بادی هر سال رو به افزایش بوده و استفاده از این نیروگاهها در جهان صنعتی و کشورهای پیشرفته رو به گسترش است، لازم بود آخرین آمار و اطلاعات در این زمینه تهیه شود که در ادامه به این موضوع خواهیم پرداخت.
مقدمه
انرژی باد بیش از ۳۰۰۰ سال برای تولید انرژی مکانیکی به منظور پمپاژ آب و یا آسیاب کردن غلات مورد استفاده بشر قرار گرفته است. با شروع تولیدات صنعتی مدرن، استفاده از منابع انرژی باد، فراز و نشیب‌هایی داشته است و گاه سوختهای فسیلی یا الکتریسیته جایگزین آن شده است. چون ماهیت باد، تصادفی است و بیشتر منابع تجدیدناپذیر کنونی ارزان و در دسترس است.
در حدود سال ۱۹۷۰میلادی، با وارد شدن اولین بحران انرژی و بالا رفتن قیمت نفت، انرژی باد بار دیگر به عنوان منبعی جایگزین، مورد توجه قرار گرفت، در این زمان بیشترین میزان استفاده از انرژی باد برای تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی بود. این روش با بهره‌گیری از دیگر فن‌آوریهای انرژی، امکان بهینه‌شدن داشت تا بتواند به عنوان یک پشتیبان در شبکه برق مطرح شود.
اولین توربین باد که برای تولید الکتریسیته بکار رفت تقریباً در اوایل قرن بیستم توسعه یافت، فن‌آوری بهره‌برداری از انرژی باد تا سال ۱۹۷۰ میلادی و در اواخر سال ۱۹۹۰ میلادی به صورت تدریجی توسعه پیدا کرد. انرژی باد به عنوان یکی از مهمترین منابع انژری جایگزین، معرفی شد. در اواخر قرن بیستم، ظرفیت بکارگیری انرژی باد در جهان در هر سه سال دو برابر شده و قیمت تولیدی انرژی باد در حدود ۶/۱ قیمت آن در سال ۱۹۸۰ شده است به نظر می‌رسد که این روند همچنان ادامه خواهد یافت.
بعضی از پیش‌بینی‌های تخصصی نشان می‌دهد که تا سال ۲۰۰۵ میلادی رشد ظرفیت انرژی باد در حدود ۲۵ درصد در سال خواهد بود و قیمت آن در طی این سالها بین ۲۰ تا ۴۰ درصد پایین خواهد آمد.
فن‌آوری انرژی باد نیز به سرعت در حال پیشرفت است. در پایان سال ۱۹۸۹ توربینهای بادی ۳۰۰ کیلووات با قطر روتور حدود ۳۰ متر مورد بهره‌برداری قرار می‌گرفت. تنها در ۱۰ سال بعد توربینهای بادی ۱۵۰۰ کیلووات با قطر روتور حدود ۷۰ متر توانایی استفاده بیشتر از باد را فراهم آوردند و استفاده از توربینهای بادی ۲ مگاوات با قطر روتور ۷۴ متر قبل از شروع قرن جدید خود گواه پیشرفت فن‌آوری انرژی بادی است. به نظر می‌رسد در سالهای ۲۰۰۱ یا ۲۰۰۲ توربینهای ۴ مگاوات و ۵ مگاوات مورد بهره‌برداری قرار بگیرند.
توسعه سریع بازار انرژی باد و ارتقای فن‌آوری آن، به تحقیقات، دانش و کار تخصصی برای دستیابی به انرژی در صنعت انرژی برق اشاره دارد این نکته حایز اهمیت است که حدود ۸۰ درصد از ظرفیت بادی جهان تنها در پنج کشور آلمان، آمریکا، دانمارک، هند و اسپانیا مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد و نیز بیشترین علوم انرژی باد بر اساس تحقیقات در این کشور است. بهرحال استفاده از فن‌آوری انرژی باد با سرعت، در حال گسترش در دیگر نواحی کره زمین است. همان طور که اشاره شد انرژی بادی از ۳۰۰۰ سال پیش مورد بهره‌برداری قرار گرفته و فن‌آوری آن روز به روز بهتر شده است.
در توسعه فن‌آوری بادی، سایر علوم از جمله آیرودینامیک، مکانیک و مهندسی الکترونیک نقش داشته‌اند. در ادامه به طور فشرده به توانایی مناطق مختلف جهان در بکارگیری انرژی بادی اشاره میشود.
سابقه تاریخی انرژی باد
تاریخچه تکامل فن‌آوری توربینهای بادی در نشریات مختلف با مدارک گوناگونی وجود دارد. در این قسمت به طور مختصر به پیشرفت و توسعه فن‌آوری بادی اشاره می‌کنیم. در جدول (۱) توسعه توربینهای بادی بین سالها ۱۹۸۵ و ۲۰۰۰ نشان داده شده است.
تولید انرژی مکانیکی
مدارک ثبت شده حاکی از آن است که آسیابهای بادی اولیه، آسیاب‌هایی با محور عمودی بوده‌اند. این آسیابها می‌توانند شبیه به یک وسیله مقاوم ساده توصیف شوند که در ارتفاعات افغانستان برای آسیاب کردن غلات از قرن هفتم قبل از میلاد، بکار می‌رفته‌اند.
در مدارک تاریخی، اولین نمونه آسیابهای بادی با محور افقی، در ایران بوده، استفاده از انرژی باد در ایران در حدود ۲۶۰۰ سال قبل صورت گرفته است. بقایای آسیابهای بادی قدیمی که در سراسر دنیا به نام آسیاب بادی ایرانی شناخته می‌شوند هنوز در منطقه خواف وجود دارد و تعدادی از این آسیابها نیز در حال بهره‌برداری هستند.
تبت و چین در حدود هزار سال قبل، از فن‌آوری آسیابهای بادی بهره می‌برده‌اند.
آسیابهای بادی با محور افقی دارای یک شفت افقی همراه با پره‌هایی است که در یک مسیر عمودی می‌چرخند. از ایران و خاورمیانه، آسیابهای بادی با محور افقی به کشورهای مدیترانه و اروپای مرکزی برده شد.
اولین آسیابهای بادی با محور افقی که مورد استفاده قرار گرفته است در کشورهای انگلستان در سال ۱۱۵۰ میلادی، فرانسه در ۱۱۸۰ میلادی، فنلاند در سال ۱۱۹۰ میلادی، آلمان در سال ۱۲۲۲ میلادی و دانمارک در سال ۱۲۵۹ میلادی است.
در اروپا آسیابهای بادی بین قرون دوازدهم تا نوزدهم دایماً در حال پیشرفت بودند. در پایان قرن نوزدهم یک نمونه آسیاب بادی که قطر روتور آن ۲۵ متر و ارتفاع آن بیش از ۳۰ متر می‌رسد، استفاده می‌شد.
آسیابهای بادی نه تنها برای آرد کردن غلات استفاده می‌شد بلکه به منظور پمپاژ آب برای مصارف آشامیدن و مزارع مورد استفاده قرار می‌گرفت.
در این زمان تنها در فرانسه در حدود ۱۸ تا ۲۰ هزار آسیاب‌بادی مدرن اروپایی وجود داشت و در کشور هلند ۹۰ درصد انرژی استفاده شده در صنعت از انرژی باد تامین می‌شد.
بعد از صنعتی شدن و کاهش استفاده از آسیابهای بادی نیز در سال ۱۹۰۴ میلادی همچنان ۱۱ درصد از انرژی صنعتی هلندی‌ها از انرژی باد تامین می‌شد و آلمانها بیش از ۱۸ هزار واحد در حال کار داشتند.
در هنگامی که نقش آسیابهای بادی اروپایی به تدریج شروع به کم‌رنگ شدن می‌کرد، آسیابهای بادی در آمریکای شمالی در حال توسعه بودند.
در آمریکای شمالی آسیابهای بادی کوچک به منظور پمپاژ آب برای مصرف دام‌های گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفت و این آسیابهای بادی به نام آسیابهای بادی آمریکایی شناخته شدند. این آسیابها مداوم کار می‌کردند و نیاز به رسیدگی کردن و ملازم نداشتند.
آسیابهای بادی در هنگام وزش بادهای با سرعت بالا از مکانیزم «خودنگهدار» استفاده می‌کردند روش اروپایی‌ها اغلب خاموش شدن آسیاب و بستن پره‌ها بود (شبیه به کشتی‌های بادبانی) تا خسارتی به توربین بادی وارد نشود.
در آمریکا بیشترین استفاده از آسیابهای بادی مربوط به سالهای ۱۹۲۰ تا ۱۹۳۰ میلادی است که در حدود ۶۰۰ هزار واحد در حال کار بود.
انواع مختلف آسیاب بادی آمریکایی هنوز هم در نقاط مختلف جهان استفاده میشود.
تولید انرژی الکتریکی:
در سال ۱۸۹۱ میلادی، دان‌پول لاکور اولین کسی بود که توانست برای تولید الکتریسیته توربین بادی بسازد. طی جنگ‌های جهانی اولی و دوم، مهندسان دانمارکی این فن‌آوری را برای برطرف کردن کمبودهای انرژی، توسعه و پیشرفت دادند.
توربنی‌های بادی ساخته‌شده توسط کمپانی هلندی اسمیتس در سال ۱۹۴۰ تا ۱۹۴۲ میلادی توانست رقیب خوبی برای توربینهای بادی مدرن خارجی باشد.
توربینهای اسمیت همزمان با پیشرفت علم ایرودینامیک توسعه و پیشرفت خوبی داشت. در همین زمان، پالمر پوتنام یک توربین بادی بزرگ با قطر ۵۳ متر را برای کمپانی آمریکایی مورگان اسمیت ساخت. نه تنها سایز توربین منحصر به فرد و متفاوت بود بلکه طراحی علمی بسیار بالایی داشت.
طراحی هلندی‌ها بر اساس روتور رو به باد با تثبیت‌کننده استال بود که در سرعتهای پایین، عمل می‌کرد طراحی پاتنم بر اساس روتور پشت به باد با تثبیت‌کننده پیچ کنترل بود.
به هر حال توربینهای پاتنم زیاد موفق نبودند. در سال ۱۹۴۲ میلادی این توربین به مراحل اجرا گذاشته شد.
بعد از جنگ جهانی دوم، یوهانس جول طراحی دانمارکی‌ها را در دانمارک گسترش و توسعه داد.
توربین او در دانمارک نصب شد و در سالهای ۱۹۵۶ تا ۱۹۶۷ در حدود ۲/۲ میلیون کیلووات ساعت تولید داشت.
در همیم زمان- هیوتر آلمانی یک نظریه جدید را توسعه داد. توربینهای بادی او شامل دو پره فایبرگلاس و برج پشت به باد و هاب که پره‌ها به آن متصل می شد بود. توربینهای هارتر با دانش بالایی که در آن بکار رفت دارای کارایی بالایی بود.
با وجود موفقیت‌های توربینهای بادی جولز و هارتر، بعد از جنگ جهانی دوم علاقمندی به توربینهای بادی بزرگ کاهش یافت. تنها تا حدودی توربینهای بادی کوچک برای سیستم‌های دور از شبکه یا برای شارژ باطری‌ها مورد توجه قرار گرفت. بعد از بحران نفتی در سال ۱۹۷۰ میلادی دوباره علاقه به بکارگیری انرژی بادی از سر گرفته شد. منجمله پشتیبانی‌های مالی برای تحقیقات و توسعه انرژی بادی آغاز شد.
کشورهایی همچون آلمان، آمریکا و سوئد جهت توسعه توربینهای بادی بزرگ برای تولید انرژی در محدوده مگاوات (MW) مبالغ هنگفتی را هزینه کردند. بهرحال بیشتر این طرح‌ها چندان موفقیت‌آمیز نبود تا اینکه مسائل تکنیکی را با مکانیزم پیچ کنترل مرتفع کردند. در جدول (۱-۳) اطلاعات توربینهای بادی بزرگ به نمایش درآمده است.
بعضی از سازمانهای دولتی (از قبیل دانمارک) از تحقیقات در کشورشان پشتیبانی کردند و این میدان را توسعه داده و باعث پیشرفت انرژی بادی در مکانهای مختلف دنیا شدند.
در همین راستا کنفرانس PURPA در نوامبر ۱۹۷۸ در آمریکا برگزار شد و رئیس جمهور وقت آمریکا اهداف کنفرانس را در کاهش مصرف انرژی و توسعه از جهت بی‌نیازی به نفت خارجی‌ها برشمرد و این کنفرانس در توسعه سیستم‌های انرژی بادی نقش قابل توجهی داشت و در کوه‌های شرق سانفرانسیسکو و شمال لس‌آنجلس اولین مزارع بادی راه‌اندازی شد.
اولین مزارع بادی شامل توربینهای بادی ۵۰ مگاوات بود و بعد از چند سال، در اواخر سال ۱۹۸۰ میلادی توربینهای بادی ۲۰۰ مگاوات مورد استفاده قرار گرفت. مراحل توسعه توربینهای بادی در آمریکا نشان داده شده است.
بیشتر توربینهای صادراتی دانمارک، توسط شرکتهای پول‌لیکر و جوهاتز جول طراحی شده و از نوع رو به باد و تنظیم گراستال بودند. در پایان سال ۱۹۸۰ میلادی در حدود ۱۵۰۰۰ توربین بادی با ظرفیتی در حدود ۱۵۰۰ مگاوات در کالیفرنیا نصب شد، در این زمان در آمریکا پشتیبانی‌های مالی از انرژی باد کاهش یافت، اما دراروپا این پشتیبانی در اوج بود و بعداً‌در هندوستان نیز از این تکنولوژی حمایت شد.
در سال ۱۹۹۰ میلادی اروپایی‌ها بر اساس تعرفه‌های تولید انرژی‌های تجدیدپذیر از انرژی باد پشتیبانی زیادی بعمل آوردند.
به نظر می‌رسد که یکی از عوامل افزاینده رشد سریع بکارگیری توربینهای بادی در بعضی از کشورهای اروپایی، بخصوص در آلمان و همینطور درهندوستان پشتیبانی‌های مذکور باشد.
به موازات توسعه بازار فروش، تکنولوژی نیز همچنان در حال پیشرفت بود. تا پایان قرن بیستم بعد از اینکه در بیست سال گذشته موفق به تست توربینهای مگاواتی نشده بودند، توربین بادی ۵/۱ مگاوات یک تکنولوژی هنری بحساب می‌آمد.
وضعیت فعلی:
در ادامه این بخش نظری اجمالی به وضعیت کنونی انرژی در پایان قرن بیستم در جهان خواهیم داشت در حال حاضر انژی بادی درصد بزرگی از نیازمندی‌های جهانی انرژی را مرتفع می‌کند. درادامه شبکه‌های متصل و نیز نیروگاههای مستقل از شبکه و ظرفیت تولیدی آنها را بررسی می‌کنیم.
اگر مطالعات کنونی را بسط دهیم در‌می‌یابیم که ۱۰ درصد از انرژی مورد نیاز جهان را در سال ۲۰۲۰ نیروی باد فراهم می‌آورد که رقمی جالب توجه است.
بررسی شبکه‌های بزرگ تولید انرژی بادی:
از سال ۱۹۹۰ میلادی به بعد بعلت بهره‌گیری از منابع تکنولوژی‌های مدرن، انرژی بادی رشد سریعی داشته است. بهرحال این رشد در همه جهان یکسان نبوده است به جدول (۱-۴) نگاه کنید. در پایان سال ۱۹۹۹ میلادی در حدود ۶۹ درصد ظرفیت انرژی جهان، در اروپا استفاده شده است حدود ۱۹ درصد در آمریکا شمالی و ۱۰ درصد در آسیا و اقیانوسیه.
اروپا:
بین سالهای پایانی ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۹ در حدود ۷۵ درصد توربینهای بادی نصب شده درجهان، در اروپا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. یکی از روش‌های اصلی توسعه، ادامه تعرفه مالیاتی ثابت، برای انرژی باد بود که در آلمان و اسپانیا بیشتر به چشم می‌خورد.
در جدول (۱-۵) ظرفیت استحصال نیروی بادی در اروپا را نشان می‌دهد.
برای به تصویر کشیدن متوسط توربینهای بادی نصب شده در اروپا اطلاعات دقیقی در دسترس نیست. جدول (۱-۶) توسعه متوسط بهره‌برداری از توربینهای بادی در آلمان را در طی سالهای ۱۹۸۸ تا ۱۹۹۹ میلادی نمایش می‌دهد.
همانطور که از جدول مشخص است متوسط توربینهای بادی مورد بهره‌برداری در آلمان از ۴/۱۴۳ کیلووات در سال ۱۹۸۹ به ۵/۹۳۵ کیلووات در سال ۱۹۹۹ افزایش یافته است. در نیمه اول ۱۹۹۹ در حدود ۵۷ درصد توربینهای جدید نصب شده در آلمان از توربینهای بزرگ (روتور با قطر بزرگتر از ۱/۴۸ متر) استفاده کرده‌اند. در جون ۱۹۹۹، توربین (۶۰۳) مگاواتی (با ظرفیت بزرگتر یا مساوی ۱ مگاوات) در آلمان مورد بهره‌برداری قرار گرفت.
اولین پروژههای ساحلی در دانمارک و هلند و سوئد به اجرا درآمد. به جدول شماره
(۱-۷) توجه کنید.
در پروژههای انرژی بادی ساحلی در دانمارک (DK)، سوئد (SE)، آلمان (DE)، هلند (NL) و انگلستان (UK) مطمئناً این ارقام در‌آینده نزدیک با توسعه انرژی بادی در سایر جاها منجمله در اسپانیا، ترکیه و یونان افزایش خواهند یافت.
آمریکای شمالی
بعد از رشد خیلی سریعی که در کالیفرنیا در اواسط ۱۹۸۰ میلادی اتفاق افتاد این توسعه به طور چشمگیری در آمریکای شمالی در اواسط ۱۹۹۰ میلادی کاهش یافت و گاهی توربینهای جدید جایگزین توربینهای فرسوده و قدیمی می‌شدند که ظرفیت تولیدی را تا اندازه‌ای بالا ببرند.
در سال ۱۹۹۸ میلادی دومین رشد سریع در آمریکا شروع شد. در این زمان پروژههای بادی توسعه پیدا کرد و با پیشنهادات دولت به منظور اعتبار مالیاتی تولیدات (PTC) اعتبار ۰۱۷/۰ – ۰۱۶/۰ کیلووات ساعت دلار به پروژههای نیروی باد برای اولین ده سال استفاده از توربینهای بادی پرداخت شد بین اواسط ۱۹۹۸ تا ۳۰ جوئن ۱۹۹۹ (پایان اعتبار PTC) بیشتر از ۸۰۰ مگاوات ژنراتور بادی جدید در آمریکا که شامل مزارع بادی کالیفرنیا بین ۱۲۰ و ۱۵۰ مگاوات می‌شد، مورد بهره‌برداری قرار گرفت.
اولین پروژه توربین بادی نیز در کانادا اجرا شد. به جدول (۱-۸) نگاه کنید.
اندازه انواع توربینهای بادی نصب شده در شمال آمریکا در پایان سال ۱۹۹۰ میلادی بین ۵۰۰ مگاوات و ۷۵۰ مگاوات بوده است. اولین توربین مگاواتی در سال ۱۹۹۹ نصب شد. همانند اروپا
بهرحال پروژههای مزارع بادی اغلب بزرگ هستند. پروژههای نوعی در شمال آمریکا بزرگتر از ۵۰ مگاوات است و بعضی از پروژه‌ها نیز بالای ۱۲۰ مگاوات هستند و در اروپا پروژه‌ها اغلب بین ۲۰ و ۵۰ مگاوات هستند این به دلیل شرایط خاص آب و هوایی و زمین در اروپا است. توسعه سریع انرژی بادی، در چندین ایالت در آمریکا موفقیت چشمگیری داشته است. در جدول (۱-۹) این اطلاعات را تا پایان ۱۹۹۹ در اختیار قرار می‌دهد. در آمریکا از استاندارد RPS استفاده میشود.
استاندارد RPS از اول جولای ۲۰۰۰ به مرحله اجرا گذاشته شده است، انرژی‌های بدست آمده از خورشید، باد، بیوماس، گازهای زیرزمینی با پیلهای سوختی، سطح پیشرفت ۱درصد خواهد داشت تا جولای ۲۰۰۲ میلادی و سپس به ۳ درصد افزایش تا جولای ۲۰۰۶ و ۶ درصد تا جولای ۲۰۰۹ خواهد رسید. به این برنامه‌ها رشد سبز گفته میشود (برنامه بازار جهت تامین انرژی از منابع تجدید‌شونده را رشد سبز گویند) بعضی از شرکت‌ها حاضر به پرداخت تعرفه‌های بالایی جهت الکتریسیته سبز و بدست آوردن آن از منابع انرژی سبز از قبیل باد هستند.
آمریکای جنوبی و مرکزی
علیرغم منابع عظیم انرژی بادی در بیشتر نواحی آمریکای جنوبی و مرکزی توسعه انرژی بادی در این مناطق بسیار آهسته بوده است. این می‌تواند به دلیل قیمت پایین دیگر منابع انرژی نسبت به نرخ انرژی بادی باشد. بیشتر پروژههای بادی در آمریکای جنوبی به وسیله برنامه‌های بینالمللی پشتیبانی می‌شوند.
به هر حال آرژانتین ظرفیت‌های تولید انرژی بادی را در سال ۱۹۹۸ ایجاد کرد که بیانگر علاقه‌مندی این کشور جهت تولید انرژی الکتریکی از باد است.
در برزیل بعضی از مراکز دولتی شروع به اجرای چندین طرح بادی کرده‌اند اندازه نوعی این توربین‌ها در حدود ۳۰۰ کیلووات است. توربینهای بزرگتر مشکل نصب دارند و شرایط خاص محیطی اجازه استفاده از توربینهای بزرگ را نمی‌دهد. به عنوان مثال توربینهای بادی ساحلی مورد استفاده قرار نگرفته‌اند اما پروژه‌هایی با توربینهای متوسط و کوچک (کوچکتر یا مساوی ۳۰ کیلووات) توسعه پیدا کرده‌اند، درمناطق دور از ساحل در جدول ۱-۱۰ آمار و ارقامی در این مورد ارایه شده است.
آسیا و اقیانوسیه
هندوستان توربینهای بادی زیادی را از اواسط سال ۱۹۹۰ میلادی نصب کرده است.
در سال ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۳ که توسعه سریع هند نامیده میشود دولت هند پشتیبانی‌های زیادی را از انرژی‌های نو بعمل آورد. بعنوان مثال: کمترین نرخ مالیاتی را به اندازه ۱۰۰ درصد تخفیف اولین سال این پروژه‌ها وضع کرد.
و نیز یک سیستم بانکی به نام بانک نیرو راه‌اندازی شد که در راستای تولیدات الکتریکی می توانست از بانک برای مدت بالای یکسال وام بدهد. این عوامل باعث شد که انرژی‌های تجدیدپذیر در بین سالهای ۱۹۹۳ تا ۱۹۹۷ رشد و توسعه زیادی داشته باشد، پس از این دوره کاهش رشدی را در این کشور شاهد هستیم. در جدول (۱-۱۱) ظرفیت بادی این کشورها داده شده است.
انرژی بادی در چین پیرو برنامه‌های بینالمللی شروع به رشد و توسعه کرده و از آنجایی که بعضی از دولتمردان چینی سفارش به استفاده از انرژی بادی داشتند رشد آن نسبتاً خوب بوده است. به عنوان مثال برنامه‌ای که در ایالت پلینینگ تحت عنوان (Ride-the-wind) نام گرفت.
در بین سالهای ۱۹۹۴ تا ۲۰۰۴ بانک جهانی از پنج پروژه بادی با مجموع ظرفیت نصب ۱۹۰ مگاوات در چین پشتیبانی می‌کند.
در ژاپن، پروژههای مختلف و توربینهای بادی متفاوت مورد تست و آزمایش قرار گرفت و باعث پیشرفت این تکنولوژی شد. در پایان سال ۱۹۹۰ میلادی پروژههای تجاری انرژی باد در جزیره هوکایدو و اوکیناوا شروع شد.
در همان سال، پروژههای انرژی باد همچنین در نیوزیلند و استرالیا به مرحله اجرا درآمد.
مهمترین عامل در گسترش و توسعه انرژی بادی دراسترالیا در برنامه‌های رشد سبز اجرا میشود.
در چین و هندوستان، توربینهای بادی بیشتر در حدود ۳۰۰ کیلووات نصب شدند، بهرحال بعضی از توربینهای بادی
۶۰۰-۵۰۰ کیلووات نیز در این کشورها نصب شد. در استرالیا، ژاپن و نیوزیلند محدوده ۶۰۰-۵۰۰ کیلووات مورد استفاده قرار گرفت.
خاورمیانه و آفریقا
تکنولوژی انرژی بادی در آفریقا به کندی پیشرفت کرده است. بیشتر پروژه‌ها توسط سازمانهای بینالمللی و دولتی پشتیبانی می‌شوند و تعداد محدودی از آنها توسط بخش خصوصی دنبال می‌شوند.
دولت مصر تمایل به استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر داشته ونزدیک شهر زفرانا توربین‌هایی برای تولید ۶۰۰ مگاوات نصب کرده است و پروژههای بعدی در مورکو با ظرفیت ۲۵۰ مگاوات است.
همچنین در اردن نیروگاه ۲۵ مگاوات نصب شده است و نوع توربینهای بادی استفاده شده در این منطقه در حدود ۳۰۰ کیلووات است و اما پروژههای آینده در حدود استفاده از ۶۰۰-۵۰۰ کیلووات است. جدول (۱-۱۲) ظرفیت تولیدی کشورهای خاورمیانه و آفریقا را نشان می‌دهد.
امروزه وزارت جهاد سازندگی مشغول مطالعه و تحقیق و اجراء بعضی از پروژههای مستقل از شبکه در مناطق مختلف ایران منجمله دشت دیزباد خراسان است.
ظرفیت انرژی بادی
اغلب، انرژی بادی در زمینه‌های پتانسیل تئوری قابل دستیابی از آن مورد بحث و ارزیابی قرار می‌گیرد. مطالعات پتانسیل انرژی بادی نشان می‌دهد که منابع بادی در دنیا فراوان هستند. مثلاً دریافته‌اند که پتانسیل ساحلی مفید در سیستم‌های آبی اروپا به تنهایی در حدود Twh/year2500 (تریلیون وات ساعت بر سال) است. این در حدود ۸۵ درصد مصرف اروپا در سال ۱۹۹۷ است.
نتیجه می‌گیریم منابع انرژی بادی مورد مطالعه بستگی دارند به کیفیت داده‌های انرژی باد همانطور با اتخاذ تکنولوژی بهتر و فضای مورد نیاز، بهر حال این خیلی مهم است که بدانیم پتانسیل بادی زمین می‌تواند نقش موثر و مهمی را در تمامی نقاط زمین ایفا کند.
ظرفیت دقیق نصب شده توربینهای بادی اندازه کوچک یا سیستم‌های مستقل از شبکه اطلاعات جامعی در دست نیست. اطلاعات منطقه‌ای اغلب محدود است.
به عنوان مثال، چین مدعی است که بیش از ۱۱۰۰۰۰ توربین بادی کوچک
(w200-50) نصب کرده است، این توربین‌ها جهت تامین نیروی مورد نیاز عشایر دامدار و یا کشاورزان مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که بکارگیری سیستم‌های مستقل از شبکه، در آینده نزدیک رشد سریعی خواهد داشت. با برنامه‌ریزی جهت تامین الکتریسیته روستایی در قسمت‌های مختلف جهان این رشد عملی خواهد بود، در برزیل، مکزیک، اندونزی، فیلیپین و آفریقای جنوبی برنامه‌های مشابهی دارند که از تولید انرژی محلی پشتیبانی می‌کند.
در ایران با توجه به سوابق تاریخی آن پتانسیل استفاده از انرژی بادی و نیروگاههای مستقل از شبکه بسیار بالا است.
در سال ۱۳۴۸ سازمان جنگلها و مراتع کشور اقدام به خرید یک تلمبه بادی از کمپانی سویترن کراس استرالیا کرد که در سال ۱۳۴۹ در منطقه زرند ساوه نصب شد، این سازمان در سال ۱۳۵۰ سه دستگاه دیگر از این تلمبه را در استان فارس نصب کرد و تاکنون بیش از ۲۰۰ دستگاه در نقاط مختلف کشور نصب شده‌اند و بعد از انقلاب به همت دفتر فنی مرتع، تلمبه‌های با قطر دایره گردش پره‌های ۴/۲ متری در ایران ساخته شده و مورد بهره‌برداری قرار گرفته است.
سازمان حفاظت محیط‌زیست بر سر بعضی از چاههای پارک ملی (این پارک در غرب کویر مرکزی و در شرق دریاچه نمک به فاصله ۵۰ کیلومتری جنوب شرقی تهران) قرار دارد برای استفاده وحوش و حیوانات وحشی تعدادی تلمبه بادی نصب کرده، چهار تلمبه ۸/۱ متری هم در مبارکه چاه قرقره، دوراهی سنگ فروشی و جنوب چخماقه در حال کار هستند.
ایران همچنانکه اشاره شد مبتکر استفاده از توربینهای بادی بوده است در شمال ایران جمعاً ۱۰ توربین بادی بزرگ نصب شده است که عبارتند از دو توربین ۵۰۰ کیلوواتی، یکی در منجیل و دیگری در رودبار و ۸ توربین ۳۰۰ کیلوواتی در رودبار که همگی ساخت کمپانی نوردتنک دانمارک است و توسط سازمان انرژی اتمی ایران خریداری و نصب شده‌اند. طرح‌های در دست اجرای سازمان انرژی‌های نو ایران (سانا) در مورد پروژههای بادی:
– پروژه ۲۵۰ مگاواتی تحت نظر
– پروژه ۶۰ مگاواتی، انتقال تکنولوژی از کشور ژاپن
– انتخاب محل مناسب ساخت مزرعه توربینهای بادی به ظرفیت ۶۰ مگاوات
– جهت آمار لحظه‌ای باد در منطقه رودبار و منجیل
بررسی نیروگاههای بادی مستقل از شبکه
نیروگاههای بادی مستقل از شبکه اغلب جهت مناطق دوردست یا کاربردهای تکنیکی دور از شبکه استفاده می‌شوند، بعنوان مثال برای سایت‌های راداری و ایستگاههای مخابراتی استفاده می‌شوند.
توربینهای بادی مورد استفاده جهت اینگونه مصارف بین چند وات تا ۵۰ کیلووات می‌توانند باشند.
برای روستاها یا سیستم‌های الکتریکی زراعتی، توربینهای بادی بالای ۳۰۰ کیلووات به همراه ترکیبی از دیزل ژنراتور یا بعضی مواقع سیستم‌های ذخیره باطری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نیروگاههای بادی مستقل از شبکه همچنین اغلب در نقاط مختلف جهان برای تولید نیروی مکانیکی لازم جهت پمپاژ آب مصرفی و آب کشاورزی یا برای پمپاژ نفت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ماهنامه صنعت برق
