انرژی باد

بادیکی از انرژی های نو
و از مظاهر انرژی خورشیدی و همان هوای متحرک است که دو درصدش را به باد تبادل می
کند گرم شدن زمین و جو آن بطور نا مساوی سبب تولید جریانهای هم رفت (جابه جایی )
می شود و نیز حرکت نسبی جو سبب تولید باد است .

باد مخرب است یا مفید ؟

گهگاه توفانها و گرد
بادهای سهمگینی در گذشته و در کنار جهان پدیدار می شود که اگر نیروی آنها بطور
صحیح بکار گرفته شود می تواند به جای مخرب بودن ، مفید باشد ، اصول بهره برداری از
انرژی باد از نخستین کوششها انسان تاکنون تغییر نکرده است باوزش باد ، قایقها و
کشتیها به حرکت در می ِآیند و یاپریه آسیای بادی از طریق دنده ها گرد انده شود
.امروز مولدهای الکتریسیته بادی به نحوی طراحی شده اند که از حداکثر نیروی بادی
بهره برداری شود و انرژی باد به جای آسیاب کردن غلات ، بوسیله یک ژنراتور توربینی
تبدیل به الکتریسته می شود .

مزایا و موانع موجود در
تولید انرژی باد

یکی از مزایای انرژی باد
آن است که وزش باد در زمستان ها سریعتر است و هنگامی که نیاز بیشتری به برق داریم
، الکتریسته بیشتری تولید می شود این انرژی بدون ایجاد آلودگی دارای منبع انرژی
پایان ناپذیر و فن آوری آزموده شده است . و یکی از بزرگترین موانع بهره برداری از
نیروی باد دربریتانیا و هرجای دیگر مساله تاثیر زیست محیطی آن است . بسیاری ازمردم
می گویند . مولدهای بادی از نظر ظاهری ناخوشایند بوده و پر سرو صدا می باشند و
اکنون صدای این مولدها به کمک فناوری چرخ دنده ها و توربینهای تیغه ای قابل کنترل
می باشد .

راه های پیشگیری

یکی دیگر از راه های
پیشگیری از شکایات مذکور ، بنا کردن مجموعه دکلها بادی در پایگاهها ساحلی است که
هیچ کس نه آن را می بیند و نه صدای آن را میشنود و همچنین در آن جا اغلب وزش باد
دوبرابر خشکی می باشد با اینکه هوای دریا طبیعتی تباه کننده دارد وسبب کاهش عمر
مولودها می گردد اما در عوض احتمال خرابکاری تخریب در آنها کاسته می شود .

راه دیگر این که ما می
توانیم طبق نظر مهندسی آلمانی به نام برایان رابرت عمل کنیم که به جای بر افراشتن
توربینها روی زمین آنها را در جریان تند باد در ارتفاع 15تا 45 هر ارزیابی شناور
سازیم زیرا زمانی که بادی نمی ورزد منظره ناخوشایندی از چیزهای بی مصرف راه به
نمایش می گذارند که برایان ما همکاری سه مهندس دیگر دستگاهی راساخته اند که
ژنراتور الکتریکی پرنده (FEG )
نام گرفته است .

این دستگاه مانند باد
بادکی است که در هوا شناور است و بادهایی با سر عت 200 مایل بر ساعت پره های آن را
می پرخاند در جریان الکتریکی تولید شده از راه رشته بسیار محکمی به ایستگاه زمینی
فر ستاده می شود . وبر اساس ضررهای اقتصادی و منظره ای بایدسعی شود تا ماشین های
بادی هزینه ی اصلی کمتری داشته باشندو بایستی در محلهایی نیز که با د قابل ملاحظه
ای دارند نصب شود و ماشین برای سرعت باد عملی تنظیم شده باشد و اگر از ماشین بادی
به صورت تنها منبع انرژی استفاده شود ، باید دستگاه های ذخیره انرژی در کنار
ماشینهای بادی نظیر انبارهای ذخیره هیدروژن به توسط الکتریسته دستگاه های ذخیره
حرارتی ، چرخ طیار ، دستگاههای ذخیره انرژی پتانسیل بکار گرفته شوند .

هدف استفاده از انرژ ی
باد

امروزه ارتفاع بر ج ها ی
مخصوص انرژی بادبه70 متر می رسد می توانند 1 الی 5 مگا وات برق تولید کنند در حال
حاضر یک شرکت آلمانی درصد است تا با تولید نسل جدیدی از تاسیسات بادی، هزینه این
منبع انرژی جایگزین را تا حد الکتر یسته هسته ای کاهش دهد امیدواریم در تمام جهان
این گونه تصورات وجود داشته باشندو به طور عملی اجرا شود.

انواع توربین های بادی,آمارهای
کمی,هندسه نصب

1) نحوه به وجود آمدن
انرژی باد : انرژی باد، انرژی حاصل از هوای متحرک می باشد. هنگامی که
تابش خورشید بطور نامساوی به سطوح ناهموار زمین میرسد سبب ایجاد تغییرات دما و
فشار می گردد و در اثر این تغییرات باد بوجود می آید. همچنین اتمسفر کره زمین
بدلیل حرکت وضعی زمین، گرما را از مناطق گرمسیری به مناطق قطبی انتقال می دهد که
این امر نیز باعث بوجود آمدن باد می گردد. جریان اقیانوسی نیز بصورت مشابه عمل
نموده و عامل 30% انتقال حرارت کل در جهان می باشد.

در مقیاس جهانی این جریانات اتمسفری بصورت یک عامل قوی جهت انتقال حرارت و گرما
عمل می نمایند. دوران کره زمین نیز می تواند در برقراری الگوهای نیمه دائم جریانات
سیاره ای در اتمسفر، انرژی مضاعف ایجاد نماید.

(2تولید برق از طریق
انرژی باد با استفاده از توربین بادی :

مراحل
کار یک توربین، کاملاً عکس مراحل کار پنکه می باشد. در پنکه انرژی الکتریسیته به
انرژی مکانیکی تبدیل شده و باعث چرخیدن پره می شود. در توربینهای بادی چرخش پره ها
انرژی جنبشی باد را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده، سپس الکتریسیته تولید می گردد.
باد به پره ها برخورد می کند و آنها را می چرخاند. چرخش پره ها باعث چرخش محور
اصلی می شود و این محور به یک ژنراتور برق متصل می باشد. چرخش این ژنراتور، برق
متناوب تولید می نماید.

(3انواع
توربین های بادی بر اساس محور چرخش پره ها :‌

الف-
توربینهای بادی با محور چرخش عمودی VAWT

این
توربینها از دو بخش اصلی تشکیل شده اند: یک میله اصلی که رو به باد قرار می گیرد و
میله های عمودی دیگر که عمود بر جهت باد کار گذاشته می شوند. این توربینها شامل
قطعاتی با اشکال گوناگون بوه که باد را در خود جمع کرده و باعث چرخش محور اصلی می
گردد. ساخت این توربینها بسیار ساده بوده و همچنین بازده پایین نیز دارند. عمده ترین
توربین های بادی محور عمودی عبارتند (ساوینیوس داریوس، صفحه ای و کاسه ای). در این
نوع توربینها در یک طرف توربین، باد بیشتر از طرف دیگر جذب می شود و باعث می گردد
که سیستم لنگر پیدا کرده و بچرخد. یکی از
مزایای این سیستم وابسته نبودن آن به جهت وزش بادمی باشد.

ب
– توربینهای بادی با محور چرخش افقیHAWT

این
توربینها نسبت به مدل محور عمودی رایج تر بوده همچنین از لحاظ تکنولوژیک پیچیده تر و گرانتر
نیز می باشند. ساخت آنها مشکلتر از نوع محور عمودی بوده ولی راندمان بسیار بالایی دارند.
در سرعتهای پایین نیز توانایی تولید انرژی الکتریکی را داشته و توانایی تنظیم جهت
در مسیر وزش باد را نیز دارند. این توربینها 3 یا در مواردی 2 پره می باشند که روی
یک برج بلند نصب می شوند. این پره ها همواره در جهت وزش باد قرار می گیرند.

4)
اجزای
توربین بادی :‌

5) آمارهای کمی از
کاربردهای توربین بادی :‌(آمار در صورتی که سال آن ذکر نشود مربوط به
سال 2005 است)

درحال
حاضر ظرفیت استفاده از توربین های بادی در جهان بیش از 46000 مگاوات است دانمارک با حدود 60 درصد بزرگترین کشور
سازنده توربین های بادی و آلمان با تولید بیش از 16000 مگاوات برق از طریق این
توربین ها بزرگترین استفاده کننده از آن است در کشورمان نیز 11
مگاوات تولید برق از طریق نیروگاههای بادی به ثبت رسیده است ایران در آسیا بعد از
هند، چین و ژاپن در مکان چهارم استفاده از نیروگاه بادى قرار دارد.بزرگترین توربین برق-بادی جهان با قدرت
5 مگاوات و با روتوری به قطر 128 متر در آلمان ساخته شده است و
برق مورد نیاز4500 منزل سه خانواری را تامین می کند. بزرگترین شرکتهای سازنده
توربین بادی جهان در حال حاضر شرکت وستاس، شرکت انرکون و شرکت NEG مایکون هستند که به ترتیب 3/23، 6/14 و 4/12 درصد از بازار جهان
را در اختیار دارند.

برخی
اطلاعات که از بررسی بازار تکنولوژی باد در آلمان بعنوان پیشتاز صنعت باد جهان
بدست آمده بیانگر روند تحولات در سالهای اخیر در این صنعت می‎باشد و لذا توجه به آنها در پیش‎بینی آینده سودمند خواهد بود. میانگین ظرفیت توربینهای
بادی نصب شده در آلمان در حدود 900 کیلووات است، اما اگر فقط توربینهای نصب شده در
نیمه اول سال 2003 را در نظر بگیریم، میانگین ظرفیت توربینهای جدید در حدود 1560
کیلووات می‎باشد. لذا
روند آشکاری از افزایش سایز توربینهای بادی مدرن قابل مشاهده است.در بازار توربینهای بادی 58 مدل توربین
وجود دارد که از این 58 مدل فقط 4 مدل آن بدون گیربکس هستند که
روی سایزهای متوسط و بزرگ آزمایش شده‎اند. اما 54 مدل دیگر (شامل سایز های متوسط، بزرگ و خیلی
بزرگ) هنوز از گیربکس استفاده می‎کنند. بنابراین توربینهای بدون گیربکس هنوز در ابتدای راه
هستند و وضعیت آنها پس از سالها تجربه و بهره برداری روشن خواهد شد.اغلب توربینهای
بزرگ از نوع پیچ کنترل هستند، یعنی هر چه توربینها بزرگتر شوند از تعداد مدلهای
استال کنترل کاسته و به مدلهای پیچ کنترل افزوده می‎شود. در توربینهای خیلی بزرگ (بالاتر از 3000 کیلووات)
اصلاً سیستم استال کنترل وجود ندارد. قابل ذکر است که پره‎های استال کنترل بزرگتر و سنگینتر از انواع پیچ کنترل می‎باشند. لازم به اشاره است که در سیستم پیچ
کنترل پره‎ها حول محور طولی خود میتوانند بچرخند و تغییر
زاویه بدهند. اما در سیستم استال کنترل پره‎ها به هاب فیکس می‎شوند و آزادی گردش حول محور طولی را ندارند.در گذشته
توربینهای بادی با یک سرعت دورانی ثابت (دور روتور) کار می‎کردند، اما مدلهای امروزی تقریباً سیستم یک سرعته را کنار
گذاشته و به سیستم های دوسرعته یا سرعت متغیر روی آورده‎اند. از میان 58 مدل موجود در بازار، فقط 2 مدل از نوع یک
سرعته هستند و 23 مدل دو سرعته و 33 مدل با سرعت متغیر دیده می‎شوند. قیمت هر توربین بادى در جهان به ازاى
هر کیلو وات ۹۰۰ یورو است و فروش هر دستگاه توربین بادى بدون نصب و
راه اندازى در ایران ۷۲۰ میلیون تومان، معادل ۶۰۰ هزار یورو است که این
قیمت به استاندارد جهانى نزدیک مى باشد اما نکته ای که باید به آن توجه داشت این
است که استفاده از توربین های بادی در هر نقطه ای از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه
نیست و استفاده فنی از
انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5 الی 25 متر بر ثانیه باشد.
پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادی 1018ژول)
برآورد گردیده است.

6)
استفاده از توربین بادی در کویرها :‌

همیشه
استفاده از انرژی باد به صورت طبیعی انجام نمی گیرد مثلا در کویرها روش تولید برق
از طریق توربین های بادی به این صورت است که که پس از برخورد خورشید به سطح کلکتور
که در فضای آزاد قرار دارد حرارت جذب و حجم هوای قرار گرفته در سطح کلکتور به طور
پیوسته گرم و باعث کاهش فشار هوا می شود. کاهش فشار هوا آن چیزی است که باد را از
طریق سیستم خور شیدی به وجود می آورد. هوا از سمت محیط اطراف کلکتور که فشار
بالاتری دارد به سمت مرکز کلکتور که فشار آن پایین تر است جریان می یابد. هرچه سطح
کلکتور گرم تر شود سرعت باد بیشتر خواهد شد. بنابراین اگر توربین های بادی را در
اطراف کلکتور که 360 درجه است قرار دهیم شروع به چرخش کرده و برق تولید می شود.
همچنین می توان با استفاده از قرار دادن تونل هوا در سطح کلکتور فشار هوای بالای
اطراف کلکتور را به فشار هوای پایین ایجاد شده در مرکز کلکتور مرتبط کرد . با این
عمل توربین قرار گرفته درون تونل به حرکت در می آید.

7)
تقسیم بندی توربین از نظر تولید توان :

توربینهای
بادی کوچک

از توربینهای بادی کوچک جهت تامین برق جزیره های مصرف و یا مناطقی که تامین برق از
طریق شبکه سراسری برق مشکل می باشد استفاده می شود. این توربینها تا قدرت 10 کیلووات توان
تولید برق را دارا می باشند.

توربینهای
بادی متوسط

عموماً
تولید این توربینها بین 250-10 کیلووات است. از این توربینها جهت
تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

توربینهای
بادی بزرگ( مزارع بادی)

این نوع توربینها معمولاً شامل چند
توربین بادی متمرکز با توان تولیدی 250 کیلووات به بالا می باشند
که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند.

8)
مراحل
ساخت بزرگترین توربین بادی جهان در آلمان

9)
هندسه نصب توربین های بادی :

پس
از عبور هوا از اولین توربین بادی به دلیل اینکه هوا با پدیده انفجار مواجه می شود
توربین های بادی بهتراست به
صورت زیگزاگی نصب شوند تا بیشترین راندمان را داشته باشند. لذا فاصله بهینه هر توربین از توربین
مجاورش حدود 3 الی 3.5 برابر قطر روتور توربین مجاورش است .

Prefabricated
Bridges Deliver Quality, Safety, and Savings

For
highway agencies, the use of prefabricated bridge elements and systems, ranging
from substructures to entire bridges, is proving to be not only a best practice
but good business. The prefabricated elements and systems can be manufactured
offsite, under controlled conditions, and brought to the job site ready to
install. Using these prefabricated systems reduces the traffic congestion and
environmental impacts of bridge construction projects and improves construction
zone safety for both workers and drivers. And because prefabrication can be
accomplished in a controlled environment offsite, without the limitations that
a job site may present, constructibility is improved, quality is increased, and
the costs can be lower.

Costs
can particularly be reduced where sophisticated techniques would be needed to
perform cast-in-place construction, such as for long water crossings or
multi-level structures. Prefabrication can also lower costs by eliminating the
need to perform the construction in a restrictive sequence of operations.
Instead, the work can be done ahead of time, reducing the risks posed by bad
weather and other variables.

The
more rapid deployment made possible by prefabrication can also result in cost
savings. "What is the cost of time? For some projects, costs can run
between $50,000 and $340,000 a day. Getting a project done even a day sooner by
using prefabricated elements can mean significant savings and would earn the
contractor a sufficient bonus to make up for the lower profit margin,"
says Benjamin Tang, Team Leader in the Federal Highway Administration's (FHWA)
Office of Bridge Technology.

The
Connecticut Department of Transportation (ConnDOT), for example, saved at least
$1.1 million by using a prefabricated truss center span when constructing a new
bridge over the New Haven Interlocking and Rail Yard (see July 2003 Focus). To
minimize disruptions to both traffic and train service and improve work zone
safety for a crew working over active rail lines, ConnDOT required that this
portion of the bridge be installed in a single night operation over a weekend.
The 97-m (320-ft) long, 850-ton truss center span was constructed over several
months next to the rail lines and then lifted into place on a Sunday morning in
May 2003, using a mobile, high-capacity crane.

A
new publication by the American Association of State Highway and Transportation
Officials' (AASHTO) Technology Implementation Group (TIG), Prefabricated
Bridges 2004: Good Business–Best Practices, highlights best-practice
applications of bridge prefabrication across the United States, including
totally prefabricated bridges, bridges with fully prefabricated
superstructures, and those with prefabricated full-depth decks and substructure
caps.

Among
the projects highlighted in Prefabricated Bridges 2004 is the Wells
Street Bridge in Chicago, Illinois. This 1899 steel bridge, which carries the
Chicago Transit Authority's (CTA) elevated trains, was rebuilt as part of a
larger redevelopment of Chicago's Wacker Drive. The project originally called
for rebuilding the bridge in sections over 1 month of weekends. However, the
Chicago Department of Transportation approved a value engineering proposal by
the contractor to pre-build the bridge offsite and then move it into position
in a single weekend. The contractor faced a financial penalty of $1,000 per
minute for any delay. The work was completed over a weekend in May 2002, coming
in 2 hours ahead of schedule.

The
4constructed near the s25-ton, 34-m (111-ft) long, and 7.6-m (25-ft) high
central span superstructure was ite and then moved into place using a
self-propelled modular transporter (SPMT). These multi-axle, computer
controlled vehicles can move in any horizontal direction, while maintaining
their payload geometry and keeping equal axle loads. The bridge was placed on
new foundations and connected to two shorter spans on either side. The use of
prefabrication meant that drivers and transit users were only inconvenienced
for a single weekend. In addition, CTA saved money by not having to provide
costly shuttle services for transit riders.

 با سلام و خسته نباشید خدمت دوستان عزیز و دانشجویان محترم و  مهندسین ارجمند

با تبریک هفته معلم بر آموزندگان علم و دانش از تمامی دانشجویان و مهندسین رشته

تاسیسات و مکانیک سیالات دعوت میشود که در نمایشگاه تاسیسات امسال بازدید به

عمل بیارن و از غرفه شرکت آفشید که در مورد انرژی های تجدید پذیر هست دیدن کنند

شرکت آفشید مقدم تمامی بازدید کنندگان را گلباران و خوش امد می گوید.

جهت اطلاعات بیشتر با مهندس ذوقی تماس حاصل فرمایید 09355471514 و 09153026431منتظر شما

در 16 خرداد 1391 نمایشگاه بین المللی مشهد هستیم  پیروز و موفق باشید.