براي اين كه بصورت جدي در جهت جايگزيني توليد برق به روش سنتي صحبت شود بايد ظرفيت نيروگاهي گيگا واتي را مد نظر قرارداد.
همچنين تداوم توليد در ساعات مختلف روز و شب ، راندمان سالانه قابل مقايسه با نيروگاه هاي متداول حرارتي نيز بايد در نظر گرفته شوند.
هزينه هاي سرمايه گذاري اوليه معقول ( و قابل رقابت با روشهاي سنتي ) نيز مهم است .
قابليت دسترسي براي اكثريت ( همه ) كشورهاي جهان از ديگر پارامتر هاي مهم اين نيروگاه ها مي باشد. از ميان انواع انرژي هاي خورشيدي كه مورد بهره برداري قرار مي گيرند ، فقط نيروگاه هاي بادي است كه قابليت دسترسي آن براي كليه كشورها مقدور مي باشد.
نيروگاههاادي
در خصوص چگونگي طراحي و تاريخچه توسعه نيروگاه هاي بادي صحبتي نخواهم كرد. اما نيروگاه هاي بادي متداول بدلايل زير راندمان كمي دارند .
1- بدليل محدوديت وعدم مقاومت در مقابل جريان هوا ، حداكثر راندمان حاصله در تئوري 55% نيروي بادي كه به سطوح تبديل نيرو مي رسد قابل بهره برداري است . ( در حالي كه بادبانها و چترهاي نجات مقاومت 180% و بيشتر در مقابل باد دارند )
2- بدليل يكنواخت نبودن سرعت باد ( حتي در زمانهاي كوتاه ) طراحي بر اساس سرعت خاصي انجام مي شود و در سرعتهاي كمتر و بيشتر راندمان به شدت كاهش مي يابد تا حدي كه در سرعتهاي خيلي زياد و يا خيلي كم عملا توربين را خاموش مي كنند تا به توربين آسيب نرسد. ( انعطاف آن در مقابل سرعت باد بسيار محدود مي باشد در حالي كه موتورهاي جت انعطاف نسبي بيشتري در مقابل سرعت جريان گاز دارند )
3- به دليل طراحي و ساخت هر قسمت از پره ها با انحناء خاص ، اين پره ها بسيار گران بوده و هزينه حمل و مونتاژ آن زياد مي باشد. ضمنا تكنولوژي ساخت اين پره ها در دست تعداد معدودي از شركتها است . ( در حالي كه هزينه طراحي ، ساخت و مونتاژ بادبانها و چتر هاي نجات بسيار كمتر است و تكنولوژي آن را تقريبا همه كشورها دارا مي باشند.)
4- پايه هاي بزرگ ، سنگين ( و پر هزينه ) يكي از نيازمنديهاي توربينهاي بزرگ مي باشد . كه گاهي تا 200 متر ارتفاع و يا بيشتر بايد باشند .( روشهائي براي سبك نمودن و كاهش ارتفاع حداكثري اين پايه ها وجود دارد از جمله انتقال ژنراتور روي زمين و ...)
مقدمه
1- راندمان 55% بسيار كم نمايش داده مي شود در حالي كه چتر هاي نجات و كشتي هاي بادباني ، مقاومت در جريان هوا را به نسبت 180% يا بيشتر دارا هستند . چرا از سيستم چتر نجات در توربينهاي بادي استفاده نكنيم ( مشكلات طرح بايد يافته و حل شوند )
علت مقاومت 180% چتر نجات اين است كه علاوه بر سطح چتر ، جريان هوائي كه از سطح چتر خارج مي شود با مقاومت جريان هوا مواجه شده و در واقع سطح بزرگتري از سطح چتر در مقابل هوا تشكيل شده و مانع حركت هوا مي شود .
2- حداكثر نيروي حاصله ، ناشي از حركت چتر هاي نجات درست خلاف جهت باد است . اما با تجارب بدست آمده در ساخت چترهاي نجات و بادبان كشتي ها ( در چترهايي كه در هوا سر مي خورند و حركت كشتي هايي با زاويه در مسير باد ) امكان طراحي سيستم مناسب مي باشد.
3- در موتورهاي جت ، هوا ئي كه بين پره ها عبور مي كند در هر مرحله ضمن دادن انرژي به هر پره ( با توجه به جهت پره ) بصورت عمودي روي پره هاي بعدي هدايت مي شود .
از اين سيستم براي افزايش راندمان توربينهاي بادي جديد نيز مي توان استفاده نمود.
نتيجه
ساده ترين طرح شامل يك خرپاي فلزي مرتفع با زاويه 80 درجه بر سطح زمين است . اين خرپا روي يك شاسي قابل چرخش نصب مي گردد. موتور ژنراتور در سطح شاسي قرار مي گيردو شفت آن افقي است .حركت شفت ناشي از حركت يك طناب طويل مدور است كه روي آن اين بادبانهاي (نسبتا كوچك ) نصب شده اند . يك شفت در بالاي خرپا محور گرداننده طنلب طويل خواهند بود . براي تعادل نيروها روي خرپا مناسب است كه دو سري سيستم بادبان در دو سوي آن نصب گردد( و بدين ترتيب سطوح دريافت انرژي به ازاي هر خرپا دو برابر مي گردد)
اين مدل را بصورت افقي روي كوههائي كه داراي شيبهاي عمودي هستند و جريان هواي عمودي دائما در حال وزش است مي توان بكار برد.
گر چه سيستم خرپا وزن كمتري از پايه هاي فعلي دارد ولي طبيعت طرح به گونه اي است كه مي توان دو سيستم شفت ابتدا و انتهاي طنابها را بين دو نقطه مرتفع قرارداد و از جريان هواي بين دره ها استفاده نمود.در عمل فاصله بين دو قله مي تواند چند كيلومتر باشد.( بدين ترتيب با هزينه سرمايه گذاري بسيار كمتر از جريان هواي دائمي و بزرگتري مي توان استفاده نمود.)
در نهايت طرح شامل دو سازه بتني ( فونداسيون ) جهت استقرار شفتها است كه در يك يا هر دو آنها مي توان موتور ژنراتور نصب نمود .
گامي به جلو :
طرح بادبان و چتر نجات ، چنانچه از دو طناب موازي براي نگهداري آنها استفاده شود پايداري بيشتري خواهد داشت .
همچنين ملاحظه مي كنيم كه گودي پارچه بادبان در باد وقتي جهت باد عوض مي شود ( زماني كه هر واحد سيستم در مسير بازگشت است ) تغيير جهت داده و آن نيز باعث دريافت انرژي از سيستم بادي خواهد شد .( مشابه سيستم پره ها در توربينهاي جت )
- گر چه طراحي بر اساس سرعت خاصي از باد است ، اما مشابه بادبان كشتي ها زماني كه سرعت باد از حد نرمال بيشتر است مي توان مي توان سطح مفيد بادبانها را كاهش داده تا انرژي دريافتي به ميزان مورد نياز گردد ( بدين ترتيب راندمان كلي سيستم را مي توان تا حدود بالائي افزايش داد )
بدليل امكان اضافه نمودن فواصل طولاني بين دو شفت در مقابل افزايش هزينه كم سرمايه گذاري اوليه ( افزايش هزينه شامل طولاني تر شدن و افزايش استحكام كابلها و تعدادي بادبان اضافي است ) امكان دريافت انرژي زياد از مجموعه قابل حصول بوده ( با سرمايه گذاري اوليه بسيار كمتر) و ظرفيتهاي گيگا وات قابل حصول خواهد بود .
schematic picture of parachute & rope
Copyright © 2007/2008 by inventcourt.com, Inc. All Rights Reserved.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر