نقش نیروگاه های بادی در تولید انرژی
انرژی الکتریکی یگانه پاسخ متخصصین برای جایگزینی با انرژی فسیلی است. این انرژی به سادگی نیاز بشر را به نور، گرما و سرما و حرکت ماشین آلات خواهد داد و برای محیط زیست نیز بسیار سالم تر از انرژیهای فسیلی است. اما مشکل اینجاست که بیشتر نیروگاههای برق، خود از انرژی فسیلی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می کنند و هنوز با وجود پیشرفت تکنولوژی راندمان آنان بیش از 40 درصد نیست. نیروگاههای اتمی نیز که زمانی به عنوان جایگزین نیروگاههای فسیلی مطرح بودند به خاطر خطرات زیست محیطی بسیار وحشتناکی که دارند عملا از دایره انتخاب خارج شدند و در بسیاری از کشورهای پیشرفته ساخت این نیروگاهها ممنوع شده است.
راه حل جدید استفاده از انرژیهای تجدید پذیر طبیعی نظیر باد و انرژی خورشیدی است که در این مقاله قصد داریم به مزایای استفاده از نیروگاههای بادی بپردازیم. استفاده از نیروی باد به حدود 200 سال قبل از میلاد در ایران برای بیرون آوردن آب از چاه باز می گردد و نخستین آسیاب بادی نیز در قرن هفتم میلادی در منطقه سیستان ساخته شده است. اما نخستین آسیاب بادی در اروپا مربوط به قرن 11 میلادی است.
اولین توربین بادی برای تولید برق در سال 1887 در اسکاتلند ساخته شد و اولین توربین بادی بزرگ در مقیاس تولید مگاوات در سال 1941 در آمریکا ساخته شد و در حال حاضر سرعت تولید برق از انرژیهای نو از سرعت رشد تولید برق فسیلی در اتحادیه اروپا رشد بیشتری دارد. از سال 1380 تا 1386 ظرفیت تولید برق از نیروگاههای بادی در جهان از 19000 مگاوات به 95000 مگاوات افزایش یافته و در حال حاضر این صنعت با رشد سالانه 25 درصد هر سه سال دوبرابر می شود.
یکی از دلایل رشد استفاده از این نیروگاهها به پیشرفت سریع مهندسی مکانیک و استفاده از نرم افزارهای جدید برای طراحی پره ها ی توربینهای بادی و استفاده از مواد سبک در ساخت این پره ها برمی گردد. با استفاده از این طراحی، پره های توربین بادی بتوانند حداکثر بهره را از انرژی باد ببرند.
عامل دیگر در توسعه این نیروگاهها، پیشرفت در مهندسی برق و استفاده از ژنراتورهای آسنکرون جدید و ژنراتورهای شار محور با راندمان بسیار بالا است. نیروگاههای بادی به تعداد زیاد در مناطقی که به آنها مزارع بادی می گویند متمرکز شده اند. این توربینها توسط برنامه های پیشرفته کامپیوتری کنترل و اداره می شود. برنامه نویسان کامپیوتر ، این برنامه ها را به گونه ای نوشته اند که جهت چرخش پره ها متناسب با میزان باد تغییر یابد. به صورتیکه در زمانی که وزش باد کم است، پره ها بیشترین سطح تماس را با باد دارند و در زمان وزش بادهای سخت و طوفان پره ها کمترین سطح تماس با باد را پیدا می کنند.
سازه اصلی و دکلهای مربوط به این توربینها نیز توسط مهندسین عمران و سازه با استفاده از جدیدترین نرم افزارهای طراحی سازه به گونه ای طراحی می شوند که ضمن تحمل وزن توربین و ژنراتور که در بالاترین نقطه دکل نصب می شود، تحمل تندترین طوفانها و زمین لرزه ها را داشته باشند.
کشور ما ایران نیز به دلیل داشتن وسعت بزرگ و تنوع آب و هوا و اقلیم، و همینطور داشتن ارتفاع بالا و مناطق کوهستانی زیاد از مناسبترین مکانهای جهان برای نصب نیروگاههای بادی در مقیاس انبوه است. اما متاسفانه در حال حاظر سهم نیروگاههای بادی در تولید برق در ایران بسیار ناچیز است. هم اکنون حدود 160مگاوات ظرفیت تولید برق نیروگاههای بادی ایران است که در برابر 62000مگاوات ظرفیت نیروگاههای بادی چین بسیار بسیار ناچیز است. در حالیکه تکنولوژی ساخت نیروگاههای بادی نسبت به سایر نیروگاهها بسیار ساده تر است و در صورت سرمایه گذاری مناسب، صنایع کشور توان داخلی سازی زیادی در این زمینه دارند. امیدواریم در آینده شاهد تحولی در زمینه ساخت و بهره برداری از این نیروگاهها در کشور باشیم.
