نيروگاههاي بادي مدرن به عنوان مبدل انرژي جنبشي باد به انرژي الكتريكي، جايگاه واقعي خود را در ميان ساير نيروگاهها به مرور پيدا كرده و در حال حاضر (اواخر سال2002 ميلادي) ظرفيتي معادل 25 هزار مگاوات، نيروگاه بادي نصب شده و در حال‌بهره‌برداري در جهان گزارش شده است. بيشترين درصد استفاده از انرژي بادي در جهان متعلق به كشورهاي اروپايي است (9/73 درصد) و كشورهاي دانمارك، آلمان واسپانيا در صدر اين فن‌آوري از نظر ساخت و بهره‌برداري قرار دارند. در ايران نيزتلاشهاي فراواني در سالهاي اخير بعمل آمده تا از نيروي طبيعي باد، برق توليد شود.فعاليتهاي سازندگان كشور كه در اين اواخر به صورت انتقال فن‌آوري و ساخت داخل‌انجام شده، قابل تحسين بوده و آينده روشني را براي اين صنعت، ترسيم كرده است. به‌نظر مي‌رسد چنانچه حمايتهاي لازم بعمل آيد، براي متخصصان كشور، بازار كار مناسبي‌ايجاد مي‌شود و چه بسا بتوانيم در منطقه، بازار خوبي را براي توربينهاي ساخت كشورفراهم كنيم.
يك نيروگاه بادي از بخشهاي مختلفي‌تشكيل شده كه عبارتند از:
-پره‌ها كه عموما از جنس فايبرگلاس مقاوم‌شده با پلي استر، ساخته شده است. نيروگاههاي بادي عمدتا داراي سه پره‌هستند ولي به ندرت سيستمهايي با دو پره وتك پره نيز وجود دارد.
-جعبه دنده: به صورت افزاينده سرعت پره‌هارا به دور نامي مناسب براي ژنراتورها تبديل‌مي‌كند.
-ژنراتور يا مولد: انرژي مكانيكي شفت رابه‌انرژي الكتريكي تبديل مي‌كند. عمومااين‌ژنراتورها از نوع آسنكرون (غير همزمان)هستند.
– سيستم كنترل زاويه پره (pitch): اين‌سيستم در برخي از نيروگاههاي بادي بكارمي‌رود و وظيفه آن تنظيم زاويه برخورد باد باپره در وضعيتهاي مختلف بادي است. اين‌سيستم غالبا هيدروليكي است و تغيير زاويه پره بر اثر فشار روغن انجام مي‌شود.
– سيستم گردش ماشين خانه: سيستمي‌است مكانيكي كه سبب گردش ماشين خانه‌در جهت باد مي‌شود، به نحوي كه همواره‌دماغه توربين دقيقا رو به باد (up wind) يادقيقا پشت به باد (down wind) قرار مي‌گيرد.
– سيستم كنترل و فرمان: بخشي از نيروگاه است كه تمام عمليات نيروگاه و عوامل‌مختلف نظير سرعت و جهت باد، سرعت‌شفت، ولتاژ و فركانس خروجي، فشار روغن و… را زير نظر داشته و متناسب با شرايط،فرمانهايي را به عملگرها ارسال مي‌كند.كنترل كننده اكثر نيروگاههاي بادي PLC (Programmable Logic Controler)است.
– برج نيروگاه: در واقع نگهدارنده اتاقك‌نيروگاه بوده و در انواع مخروطي، مشبك وبتني وجود دارد.
– سيستم سنكرونيزاسيون (همزماني شبكه‌برق): سيستمي است كه با اندازه‌گيري ولتاژ،فركانس و اختلاف فاز در نيروگاه و شبكه، درمواقع مقتضي و مناسب، اجازه اتصال نيروگاه‌به شبكه را صادر مي‌كند.
– سيستم نمايش‌دهنده كه عواملي نظيرسرعت و جهت باد، سرعت پره‌ها و شفت،ولتاژ و فركانس خروجي، خطا و ميزان توان وانرژي توليدي و چندين عامل ديگر را نمايش‌مي‌دهد.
فن آوري ساخت برخي از اين بخشهاساده است اما ساخت بخشهايي نظيرجعبه‌دنده، و پره‌ها و ژنراتور تاحدي پيچيده‌است. امروزه كشورهاي اروپايي و در راس آنهادانمارك و آلمان از توليد كنندگان عمده نيروگاههاي بادي محسوب مي‌شوند.
توربينهاي بادي ساخت آلمان
جمهوري فدرال آلمان دقيقا تعداد12هزار و 800 واحد توربين بادي در پايان‌سپتامبر 2002 در دست بهره برداري داشته‌است كه مجموعا ظرفيتي معادل 10 هزار و650 مگاوات را براي توليد برق بادي
در برمي‌گيرد. از اين ظرفيت، رقمي معادل8/1888 مگاوات آن تنها در 9 ماه اول سال2002 نصب و به بهره‌برداري رسيده است.قابل ملاحظه است كه توربينهايي باظرفيتهاي بالاي يك مگاوات نيز در توليدبرق بادي سهيم بوده‌اند. در مجموع برق بادي‌توليد شده بيش از 16 ميليارد كيلووات ساعت‌است. اين رقم معادل35/3 درصد كل برق‌مصرفي كشور آلمان در سال 2000 ميلادي است.
هر چند شركتهاي اين كشور از نظر توليد،فروش و سود حاصل، بعد از شركتهاي‌دانماركي قرار مي‌گيرند، در سالهاي اخير رونق‌ويژه‌اي در صنعت برق بادي آلمان مشاهده‌مي‌شود. در سال 2001 صنايع برق بادي آلمان تعداد 693 واحد توربين بادي به 23كشور صادر كرده است كه در كل ظرفيتي برابر 9/517 مگاوات را در بر مي‌گيرد.
طي سالهاي 1996 تا 2000 وضعيت‌صادرات توربينهاي بادي در آلمان مناسب بوده و ميزان آن در اوايل سال 2001 به 20 درصد رسيده است. بازار عمده‌صادرات در دست شركت انركون با 7/54 درصد است. اين رقم نسبت به سال قبل 7/8 درصد در خصوص سهم اين شركت كاهش داشته، در حالي كه شركت نوردكس سهم خودرا در صادرات از 9/23 درصد در سال 2000 به 36 درصد در سال 2001 رسانده است. دو كشور ايتاليا و هند به ترتيب باخريد 190 و 179 توربين بادي (نيروگاه بادي) و ظرفيتي در مجموع معادل 114 و 3/76 مگاوات در سال 2001 در صدر كشورهاي‌خريدار صنعت برق بادي آلمان قرار داشتند.
نتيجه‌گيري
سهم قابل توجهي از بازار داخلي و خارجي‌توربينهاي بادي در دو سال گذشته (2-2001)از شركت انركون تامين شده است. امروزه دربازار جهاني، شركتهاي دانماركي (نظيروستاس) با شركتهاي آلماني رقابت مي‌كنند.لازم به ذكر است كه در كشور آلمان حدود8/3 درصد برق مصرفي مورد نياز از برق بادي‌تامين مي‌شود.
دكتر مجيد جميل – مهندس مسعود پرخو
منابع
(1) مجيد جميل – نيروگاههاي بادي جهان‌در آغاز سال 2001، ماهنامه صنعت برق،سال هفتم، شماره 75، مرداد 1381، ص 44
(2) سايت موسسه انرژي بادي‌آلمانwww.dewi.de
(3) Christian Hinsch “Third QuarterFull of Highlights” NewEnergy,No.6, December 2002 ,pp10-14
ماهنامه صنعت برق