توربین بادی با استفاده از بادبان: ( توربین بادی غیر سنتی)

توربین بادی با استفاده از بادبان: ( توربین بادی غیر سنتی) توربین بادی های قدیم ی، پره ای و مشابه آنچه در آسیابهای قدیمی دیده ایم میباشد.این توربین ها را سنتی نامیدم و در مقابل توربینی که با استفاده ار بادبان کار میکند را غیر سنتی نامیده ام. در وبلاگم راجع به این نوع توربین زیاد نوشته ام. هدف اولیه ام این بود کشورمان از داشتن نفت خیلی ضرر کرده . میگن اگر نداشتیم بهتر بود! منم سعی کردم کاری کنم که همه مردم هر جای دنیا از نفت بی نیاز بشوند. برای این کار آنها باید میتونستن از انرژی استفاده کنند که در نروژ ( قطب ) و صحرای آفریقا موجود باشه. و باد در همه جا هست. بعدها که روش کار کردم دیدم که یه وقتائی باد نمیاد . خوب ولی یک شبکه بادی بزرگ در سطح کشور، همیشه یه جاش باد میوزد. ضمنا برای گام اول یک ترکیب نیروگاه های سنتی و جدید ایجاد میشود. نیروگاه های بادی کنار نیروگاه های سنتی میتواند خیلی پر راندمان کار کند. ضمنا روشهائی برای ذخیره و استفاده در پیک مصرف ( و یا زمانی که باد نمیوزد) را میتوان اعمال نمود. دو مشکل نیروگاه های بادی دارشتند که در این طرح من حل شده است. اول قیمت تمام شده ساخت نیروگاه است. در طرح من هزینه ساخت هر مگاوات نیروگا بادی کاهش محسوسی یافته است. دومین  مورد ، برای رقابت با نیروگاه های حرارتی سنتی، ظرفیت میباشد. ظرفیت یک نیروگاه بادی باید حدود گیگا وات باشد تا با نیروگاه های سنتی قابل قیاس باشد.اگر شما برای یک منطقه که به برق سراسری وصل است   بخواهید یک نیروگاه بسازید، حدود گیگاوات فکر مینمائید و میخواهید که اضافه برق به شبکه باز گردد. ایجاد نیروگاه های کوچک ، مشکل شما را حل نمیکند.نیروگاه بادی یک گیگاواتی یا بیشتر ( هر مگاوات نیروگاه بادی در طرح ما خیلی ارزانتر از نیروگاه های حرارتی است) میتواند رقیب خوبی برای نیروگاه های سنتی باشد. تصمیم گیران آلترناتیو قابل قبولی خواهند داشت. که در مقابل مضرات نیروگاه بادی ( عدم وزش باد در همه ایام ) قابل توجه است در نیروگاه های بادی اختراع شده ( توربین بادی غیر سنتی ) هزینه تولید برق مجانی است( سوخت نمیخواهد) هزینه محیط زیست تقریبا صفر است ( آلودگی ندارد) هزینه احداث هر مگا وات این نیروگاه از نیروگاه های حرارتی کمتر است. اگر در منطقه مورد احداث ، فضای با باد مناسب داشته باشیم ، بهترین انتخاب ممکنه خواهد بود. بهترین جایگاه برای نصب این نیروگاه ها دره ها ، بین کوه ها و .... میباشد. در این محیط جهت باد مشخص میباشد و معمولا جریان هوا ( باد ) در این فضا موجود میباشد. شکل خاص دره ها ( و کوه ها) باعث میشود که جریان های هوا را در جهات خاصی هدایت نمایند. این جهت از بالا به پائین و یا بر عکس میباشد. بنا براین میتوان پایه توربین را ثابت در نظر گرفت و ساخت. همچنین از بر آمدگیهای دو طرف کوه میتوان استفاده نمود و از ساخت پایه بلند جلو گیری نمود. جمع نیروهای هر بادبان ، میتواند انرژی زیادی را ( به اندازه عرض دره در حدود کیلومتر) جمع آوری نماید . سه مدل برای این توربین در نظر گرفته شده که نوع سوم برای استفاده در دره ها از سایر انواع هزینه ساخت کمتر داشته و احتمالا در آینده مورد مصرف بیشتر خواهد داشت. نوع اول نیز برای جوبیبارها و رودخانه ها و جریانهای کوچک آب  قابل استفاده میباشد. جلوی حرکت ماهیان را نگرفته و مزایای زیادی دارد.که بطور مفصل در وبلاگم آورده ام آدرس وبلاگ فیلمهای توربین بادی  ( ماکت و نمونه یک کیلو واتی از مدل دوم توربین) http://nontraditionalwindmill.blogspot.com     شکل ها مدل اول با دو ستون شکل یک مدل دوم با یک ستون شکل دو مدل سوم  بدون ستون شکل سه ضمنا در رادیو جوان نیز مصاحبه ای توانستم انجام دهم     و در نمایشگاه نیز در اسفند ماه  سال 89 فکر میکنم شرکت کردم.     شکل نمایشگاه دوست خوبم آقای مهندس پور محمود آقای مهدوی نیز مرا تشویق به ساخت نمونه کرده بودند که درپروژه ایشان در شهرستان محلات نصب کنم. من ساختم ولی ایشان دیگر همراهی ننمودند. البته یکصد هزار تومان بعلاوه یک دینام خودرو به من داده بودند. ظاهرا طرح متداول پمپ آب پره ای  را برای کارشان انتخاب کرده بودند. پیگیری های من برای تماس با ایشان نیز نتیجه نداد. به تشویق یکی از دوستان بدنبال ثبت آن رفتم شکل گواهی ثبت جايگزيني انرژي هاي خورشيدي براي توليد برق در نيروگاه ها 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 . شرح و توصيف اختراع : توربين هاي بادي متداول شامل يك ستون ( كه روي فونداسيون مناسب نصب شده است ) بهمراه پره هائي كه هر مقطع آن داراي زاويه مناسب براي استفاده از انرژي باد است مي باشد . در پشت اين پره ها يك ژنراتور به همراه گيربكس افزايش سرعت ، نيروي دوراني اين پره ها را به انرژي الكتريكي تبديل مي كند.راندمان ماكزيمم ( در تئوري) 56 درصد نيروي بادي كه به سطح برخورد مي كند مي باشد .از ديگر محدوديتهاي اين سيستم حداكثر ظرفيت هر توربين بادي است . امروزه توربينهاي بادي با 150 متر ارتفاع و با ظرفيت حدود سه مگاوات ساخته مي شود كه آلودگي صدا و مانع حركت پرندگان شدن از آلودگيهاي زيست محيطي اين نوع توربينها است . توربين بادي غير سنتي : اين توربين از سيستم بادبان (و چتر نجات ) استفاده مي كند ( راندمان اين سيستم حداكثر ( در تئوري) 180 درصد برابر نيروي بادي كه به سطح برخورد مي كند مي باشد. براي اين كه از حداكثر نيروي باد استفاده گردد و اين نيرو به حركت دوراني مورد نياز ژنراتور تبديل گردد ، يك حلقه طنابي( تسمه اي ) شامل تعداد ي بادبان را بدور دو چرخ نصب مي كنيم و نيروي حاصله را از يك ( يا هر دو) چرخ به گيربكس افايش سرعت و از آن به ژنراتور برق وصل مي كنيم . اين سيستم بدليل حذف پره هاي توربين بادي( با تكنولوژي و قيمت تمام شده گران) و جايگزيني با بادبان ارزان ( با تكنولوژي و قيمت تمام شده كمتر ) بسيار ارزانتر خواهد بود . همچنين هزينه ساخت ستون بدليل اينكه وزنه بسيار بزرگ ژنراتور به پائين منتقل مي گردد و گرانيگاه اثر باد به سطوح پائينتر منتقل مي شود بسيار ارزانتر خواهد بود . اين سيستم علاوه بر راندمان بيشتر ، بسيار ارزانتر نيز ساخته مي شود . اوليت نتيجه حاصله، كاهش قابل توجه سرمايه گذاري اوليه است كه در كنار هزينه تعمير و نگهداري ناچيز باعث انتخاب اين سيستم نسبت به انواع سنتي توربينهاي بادي مي شود. ديگر مزيت اين طرح امكان ساخت يك نيروگاه بسيار بزرگ ( در حد چند گيگا وات ) مي باشد.چنانچه اين سيستم حلقه بادبانها را بين دو نوك تپه در يك دره بصورت افقي نصب گردد. طولهائي تا چند كيلومتر را نيز مي تواند پوشش دهد . عامل محدود كننده حداكثر تحمل كابلها براي انتقال قدرت مي باشد( در حال حاضر الياف مصنوعي موجود در بازار توان تحمل نيروي 30 تن بر سانتيمتر مربع را دارند كه بسيار بيشتر از انواع فولادهاي مخصوص است) . در نوك هر تپه يك ژنراتور بيشترين راندمان ممكنه با حداقل كشش كابلي را ايجاد مي ننمايد. ملاحظه مي گردد كه ستونها نيز حذف مي شوند، بنا براين افزايش ظرفيت باعث كاهش شديد سرمايه گذاري در واحد انرژي توليدي خواهد گرديد. دريافت انرژي باد توسط بادبان متحرك ، هيچگونه صداي ناهنجاري توليد نمي نمايد( در مقايسه با پره هاي توربين بادي سنتي )و همچنين براي پرندگان نيز مزاحمتي ايجاد نخواهد كرد. زيرا به راحتي پرندگان از اطراف آن رد شده و چنانچه با آن برخورد نمايند بدون هيچگونه صدمه اي از آن جدا خواهند شد و به پرواز ادامه خواهند داد. ادعا و خلاصه اختراع : استفاده از بادبان – چتر نجات و دريافت انرژي باد بصورت مستقيم براي توليد برق و ايجاد سيستم دوراني دريافت انرژي بادباني . در حركت گردشي بعلت اينكه بادبانها ( دريافت كننده هاي انرژي) از انواع پارچه با قابليت پر شدن شكل كاسه اي آن از هر طرف ( با توجه به جهت باد ) وجود دارد . بنابراين در مسير برگشت نيز بادبان برعكس از باد پر شده و در جهت حركت دوراني كمك مي كند. چنانجه در پائين بادبانها سيستم متحركي نصب گردد كه بتواند قسمت پائين بادبان را به سمت بالاي بادبان روي طنابهاي اتصال حركت دهد ، سطحي از بادبان كه انرژي باد را دريافت ميكند كاهش ميابد. بنابراين مي توان در سرعت بادهاي متفاوت انرژي خروجي ثابتي را دريافت نمود كه اين مزيت در انواع سنتي توربين بادي غير قابل حصول است در 19- 04- 2008 این جنرال اینفورمیشن را تهیه کرده بودم. الان 19-12-2012 است و 29 آذر 1391. میشود 4 سال و 8 ماه پیش. معادل 29 فروردین 1387 یادش بخیر.   General information NON TRADITIONAL WINDMILL Introduction Performance of traditional windmill is less than 52%, so growth of that's with traditional method is impossible, Therefore with non-traditional method used. Also investment cost for non-traditional windmill that I found is less than as traditional windmill. In other hand maximum capacity of traditional windmill is (3 mega watts) and non-traditional windmill is (6000 mega watts) and upper. What is non-traditional windmill? Two round long ropes with some parachute in over there for received wind energy used in this method. 180% parachute benefit of wind power and low speed of parachute is healthy for wildlife and birds. Comparison of non-traditional windmill with traditional windmill table Non-Traditional windmill Traditional windmill Factor Less than(20%-40%) one $ per watt One $ per watt Investment cost Fiddling Fiddling هزینه نگهداری Delimit 3 cent Delimit 4 cent Cost of electricity (per watt) 2-25m/s 5-14m/s Wind speed able to used( designed for 7m/s) Max (180%) Max (52%) Benefit of wind power surface Delimit 6000 mega watts Delimit 3mega watts Maximum plant can be make I want to make worldwide company to make electricity for all country. Inevitable this company must been in open country (like that Malaysia or gproos (قبرس) Program of this company is in below If this windmill benefit will be 40% (One gigs watt) *(40%) * (365*24) /1000 = 3.5 million kilos watt For 4 cents per kilo watt (3.5 million kilos watt) * (4 cents) = 140 million $ (per years) This mines that in 5 years, with 4cent per kilowatt (price of electricity) this plant make investment cost.   در ایران پس از ثبت ، به سازمان انرژی های نو نیز مراجعه کردم در سایت نخبگان نیز ثبت نام کردم، بعد از کلی معطلی گفتن شما واجد شرایط نیستید حداکثر 3 ملیون وام میدادن و از این حرفها.... که پشیمون شدم از اقدامش خلاصه سعی خودم را کردم و نشد. در علی بابا هم این طرح را گذاشتم که مشتری زیاد داشت. (برای یک کیلو واتی) من نمیتونستم بهشون جنس و خدمات بعد از فروش برسونم.ضمنا توجیه اقتصادی این طرح برای ظرفیتهای بالاتر است که ...... . برای علاقه مندان نیز یک متن تهیه کرده بودم  بدینگونه توربين بادي غير سنتي   1-    دانش قبلي مربوطه مورخين  و بستان شناسان اذعان مي دارند كه نشانه هائي از استفاده از انرژي باد در آسيابهاي بادي و كشتي هاي بادباني در چند صد سال قبل از ميلاد مسيح يافته اند. امروزه بدليل نياز به انرژي سبز( تجديد پذير) توربينهاي بادي توسعه يافته اند. همچنين از باد براي كشتي هاي تفريحي در مسابقات سرعت و غير آن استفاده مي گردد. چتر نجات نيز از اولين طرحهاي لئوناردوداوينچي تا امروزپيشرفت هاي زيادي نموده و علاوه بر كاربرد اصلي آن در نجات جان هوانوردان ، از آن جهت اهداف تفريحي نيز به ميزان وسيعي استفاده مي گردد. الف) توربينهاي بادي در كتابهاي هند بوك توربينهاي بادي ، حداكثر ميزان انرژي قابل دريافت از باد بوسيله سيستمهاي گردنده( پروانه اي- عمودي و افقي ) پس از مشتق گيري ، حداكثر 56% مي باشد.  توسعه توربينهاي بادي بر اساس محاسبه زاويه برخورد مناسب باد با حركت دوراني پره در هر نقطه از طول پره  و گيربكسهاي تبديل دور وهمچنين سيستمهاي برقي اين توربينها توسعه يافته اند. در خصوص تغيير مكانيسمها نيز طرح هائي ارائه گرديه كه متاسفانه كاربردي نبوده و راندمان كل انرژي دريافتي را افزايش نداده و نتوانسته اند بر اساس هزينه با انواع متداول رقابت نمايند. بنا براين بهترين گزينه تا كنون توربينهاي متداول مي باشد. دو نمونه از انواع غير متداول در اينجا توضيح داده مي شوند و در اشكال 1 الي 11 چند نمونه غير متداول نمايش داده شده است. ولي آنچه در نهايت مشاهده مي گردد اين است كه اين طرحهاي نو آورانه نتوانسته اند از لحاظ قيمت و سهولت استفاده  با انواع سنتي آن رقابت نمايند. ب) بادبان و چتر نجات بهترين چترهاي نجات ضمن ايجاد ثبات و پايداري بهتر ، امكان مانورتوسط چترباز را نيز فراهم مي آورند. همچنين توسعه در بادبانها ، امروزه همانند چتر هاي نجات  در جهت متريال مناسبتر سطوح دريافت انرژي  باد و ستونها و تيركهاي بادبان مي باشد. همچنين سيستمهاي خودكار و برقي باز و بسته نمودن بادبانها به ملوانها كمك بسياري مي نمايد. هم اكنون توربينهاي بادي بهترين انتخاب انرژي سبز ( بر اساس قيمت تمام شده انرژي توليدي ) نسبت به انواع ديگر انرژيهاي سبز همچون سلولهاي خورشيدي – انرژي زمين گرمائي – استفاده از انرژي امواج- توليد سوختهاي گياهي و غيره مي باشند. ولي متاسفانه برق توليدي توسط اين نيروگاه ها گرانتر از برق توليد شده توسط نيروگاه هاي سنتي( با استفاده از سوختهاي فسيلي و نيروگاه هاي اتمي ) مي باشد. 2- ارزيابي دانش قبلي روش ساده اي كه بشر در ابتدا براي دريافت انرژي باد و توليد حركت دوراني پيدا نمود و در آسيابهاي بادي به كار گرفته شد هزاران سال دوام آورد و در سالهاي اخيرعلم روز نيز به كمك آمده و راندمان سيستم مورد استفاده را افزايش داده است ( نه بيشتر از آن چه در ماهيت اين تكنولوژي قابل ارائه است ).ولي معايب زير هنوز در توربينهاي بادي امروزه وجود دارد. الف) قيمت تمام شده بالاي برق توليدي نسبت به رقبا( نيروگاه هاي فسيلي) ب) محدوديت حداكثر ظرفيت توربين بادي ( امروزه حداكثر نيروگاه بادي مستقل ساخته شده حدود mw 3.3 ظرفيت دارد و براي توليد يك گيگا وات برق به حدود 303 عدد از اين توربينها نياز است كه يك جنگل توربين بادي را ايجاد خواهد نمود) ج) هزينه نصب بالا ( هزينه نصب نيروگاه هاي بادي حدود 20% قيمت تمام شده توربين است ) د) مشكل حمل پره هاي دقيق و حساس و بزرگ به محل نصب توربين بادي كه اغلب از جاده ها دور است . ه) وجود نويز و سرو صدا و) كشته شدن پرندگان توسط پره هاي توربين بادي و ....   3- افشاي اختراع جهت توليد نيروگاه بادي كه توان گيگاواتي را بتواند توليد نمايد و وابسته به تكنولوژي گران قيمت ساخت پره هاي بزرگ نباشد وهمچنين استفاده بيشتر از نيروي باد، شروع به بررسي انواع سطوح و تاثير عكس العمل باد روي آنها نمودم. دو نوع توربين بادي داريم . در نوع اول باد با فشار عمودي ( در جهت باد ) باعث حركت محور مي گردد( مانند توربينهائي كه در ايالت متحده براي پمپاژ آب در فيلمهاي قديمي مشاهده مي كنيم) و نوع دوم فشار باد باعث حركت به سمت عمود بر راستاي باد مي گردد مانند ملخ هواپيما و توربينهاي بادي متداول دو يا سه پره اي.در هردوي اين سيستمها  حداكثر راندمان 56% است. زيرا تعداد زياد پره ها، جلوي جريان باد را گرفته و باعث مي گردد باد پره ها را دور بزند. اما براي چتر نجات و بادبان ظريب مقاومت باد تا 180% در كتابهاي هند بوك اشاره شده است . علت اين است كه بادي كه از داخل بادبان خارج مي شود نيز مانعي جهت جريان هوا ايجاد كرده و سطح نهائي موثر بادبان را افزايش مي دهد. اما  در شكل هاي (1-3) الي (3-3) مشاهده مي گردد كه يك چتر نجات را براي كمك به حركت كشتي روي آن نصب نموده اند. با توجه به اين نكته كه اگرطناب اين چترهاي نجات  به يك گيربكس و ژنراتور  روي كشتي  نصب گردد و به قدر كافي طناب در قرقره متصل به گيربكس موجود باشد و كشتي نيز لنگر انداخته باشد، بادبان طناب را كشيده و گيربكس و ژنراتور به حركت درآمده و برق توليد مي گردد. اين عمل تا اتمام طول طناب مي تواند ادامه يابد. اما چطور مي شود اين طناب باز شده را به قرقره برگرداند؟ پاسخ در شكل هاي 4-3 نمايش داده شده است . ملاحظه مي گردد با چند چرخ مي توان يك حلقه طناب ايجاد نمود كه با نيروي باد حركت دوراني توليد نمايد. شكل 8-3 حركت بادبانها را روي محور افقي نمايش مي دهد. اما در شكل 4-3 مشاهده مي گردد كه از دو پايه استفاده شده است . آيا مي توان از يك پايه نيز استفاده نمود؟ بلي مي توان ولي براي بالانس نيروهاي روي پايه ، لازم است از دو سري  حلقه بادباني استفاده نمود.شكل 5-3 چنانچه از اين مرحله نيز فراتر رفته و سعي در حذف پايه نمائيم ، مي توان از پستي و بلنديهاي روي زمين ( براي مثال در دره ها) استفاده نمود . در اين حالت امكان چرخش توربين بادي غير سنتي در جهت باد حذف مي گردد و براي مكان يابي اين گونه از توربينها بايد دقت خاصي از لحاظ جهت جريان باد در طول سال بكار برده شود( همانطور كه بيان گرديد در دره ها جهت جريان هوا يا باد هميشه در امتداد دره است از بالا به پائين يا برعكس) شكل6-3 اين سئوال مطرح مي گردد كه چه عوامل محدود كننده اي براي ايجاد سطوح بسيار زياد اين حلقه وجود دارد ؟ يكي از عوامل محدود كننده ابعاد بسيار بزرگ اين نوع توربين ، حداكثر كشش طناب است . با جمع نيروي باد در هر بادبان در نهايت كشش طناب مي تواند از حد تحمل آن فراتر رفته و باعث پاره شدن آن گردد. عامل ديگر محدود كننده ، حركت نامتعارف باد است كه براي استقرار اين گونه توربينها بايد در نظر گرفته شود . بنا براين بهترين محل نصب اين گونه از توربينها ( كه مي توانند انرژي نيروگاه هائي در حدود چند گيگاوات را توليد نمايند ) درون دره ها است كه جهت جريان باد مشخصا در امتداد دره خواهد بود. ملاحظه مي گردد كه تنوع استفاده از اين حركت زياد بوده و انواع مختلفي از طرحها را مي توان با اين سيستم ايجاد نمود . نمونه ديگر استفاده از اين سيستم قرار دادن يك سري توربين دوستوني در جريان آب رودخانه بصورت افقي است شكل 7-3. ملاحظه خواهد گرديدكه جريان آب رودخانه باعث حركت پره ها و در نتيجه توربين باد مي گردد . با توجه به اين نكته كه پره ها مانع حركت آبزيان در طول رودخانه نمي گرددد و برخورد آبزيان به پره هاي پارچه هاي ضد آب ( و يا ساير انواع متريال براي دريافت انرچي از آب ) مشكلي براي آنها ايجاد نمي نمايد. نظر به اين كه در اين سيستم سرعت نسبي باد به بادبان باعث حركت مي گردد. بهينه خواهد بود كه سرعت چرخش بادبانها حداقل باشد. ضمنا توجه به اين نكته ضروري است كه  جهت حركت سيستم ( مانند حركت چتر بازان در آسمان كه مايل است )باد بايد با زاويه به پره ها برخورد نمايد. به نظر مي رسد زاويه 45 درجه بهترين زاويه محور عمودي نسبت به جهت جريان باد باشد كه در اين صورت با متحرك ساختن اين زاويه ( زاويه نصب ستون ) امكان كاهش نيروي باد يا افزايش آن فراهم مي آيد. بدين ترتيب امكان استفاده از باد با سرعتهاي كمتر و يا بيشتر در مقايسه با رنج سرعت باد نيروگاه هاي سنتي فراهم مي آيد. ضمنا در سرعتهاي بسيار بالاي باد مي توان اين زاويه را به شدت كاهش داد و ضمن استفاده از انرژي باد و توليد برق از صدمه به سيستم نيز جلوگيري نمود( در انواع سنتي در خارج از رنج توليد برق توربين قفل شده تا از صدمه به سيستم جلوگيري بعمل ايد) بدين ترتيب امكان توليد الكتريسيته بيشتر در مقايسه با انواع سنتي آن فراهم مي آيد. سودمندي اين اختراع نسبت به انواع سنتي آن: الف ) امكان ساخت توربينهاي باد با ظرفيتهاي بسيار بالا ( گيگا واتي) ب) هزينه سرمايه گذاري اوليه بسيار كمتر براي ظرفيتهاي يكسان در مقايسه با انواع سنتي آن جدول زير مقايسه هزينه قسمتهاي مختلف اين دو نوع توربيان را بيان مي دارد توربين هاي باد سنتي توربين باد غير سنتي پايه هاي سنگين بدليل اين كه تمام نيروي باد در بالاي ستون به آن وارد مي آيد و وزن گيربكس و ژنراتور روي بالاي ستون قرار گرفته است . پايه هاي نسبتا ( در حدود 50%) سبكتر زيرا نيروي باد روي دو محور بالا و پائين ( تقريبا ) به يك ميزان تقسيم مي شود و ژنراتور و گيربكس در نزديكي  زمين  روي پايه نصب مي گردد هزينه ساخت پره ها بالا و توسط كارخانجات خاصي قابل ارائه است تكنولوژي و هزينه ساخت پارچه ها ي بادباني اين سيستم بسيار كم است هزينه حمل پره ها به محل پروژه معمولا بالا است و دقت زيادي براي سالم رسيدن پره ها به محل پروژه مورد نياز است. هزينه حمل پارچه ها و طنابها در مقايسه با انواع سنتي بسيار كمتر است هزينه نصب  بالا به دليل حمل و نصب پره ها و گيربكس و ژنراتور در ارتفاع زياد نياز به جرثقيلهاي بزرگ و سنگين و كاردقيق در ارتفاع زياد دارد. هزينه نصب پره ها كم است . چون بادبانها يكي يكي در ارتفاع پائين روي طنابها نصب مي گردند و پس از نصب هر پره ، با چرخش  يك استپ از طناب مي توان بادبان  بعدي را در ارتفاع پائين مانند اولين بادبان نصب نمود.ضمنا گيربكس و ژنراتور در ارتفاع پائين نصب مي گردند. رنج توليد الكتريسيته محدود رنج توليد الكتريسيته بيشتر از انواع سنتي راندمان  کمتر از 56 درصد سطح راندمان حداكثر 180 درصد سطح بدليل استفاده از سيستم برقي توليد نيرو ي الكتريسيته و گيربكس يكسان هزينه آن تغييري نمي نمايد.   ج) راندمان بالاتر استفاده از بادبان به جاي پره   4- ارائه انجام اختراع: فرمول مورد محاسبه در توربين بادي سنتي به شرح زير است . F=1/2*(D*A*v3)*Rt*Rm كه در آن F نيروي حاصل از باد روي توربين است و بر حسب ژول بيان مي گردد. D  دانسيته هوا است كه در سطح دريا برابر است با 1.25 A سطح موثر پره هاي توربين باد بر حسب متر مربع است. V سرعت باد بر حسب متر بر ثانيه مي باشد. Rt حداكثر راندمان قابل حصول توربين بادي سنتي است. ( برابر با 0.56) Rm راندمان توربين بادي اجرا شده كه توسط شركت سازنده اعلام مي گردد( عدد بين صفر و يك ) براي توربين بادي غير سنتي نيز مشابه فرمول بالا  مي توانيم بنويسيم: F=1/2*(D*A* sin(angle)*v3)*Rn*Rm  كه در آن Rn حداكثر راندمان قابل حصول توربين بادي غير سنتي است. ( برابر با 1.80) Rm توربين بادي اجرا شده كه توسط شركت سازنده اعلام مي گردد( عدد بين صفر و يك ) (angle) زاويه ستون نسبت به افق مي باشد. براي مثال  مقايسه مي كنيم نيروي حاصل از توربين بادي غير سنتي با ارتفاع 1.5 متر موثر( فاصله محور تا محور) از نوع دوم ( يك ستونه ) با عرض هر طرف بادبان 35 سانتي( در مجموع 70 سانتي متر ) را با توربين بادي سنتي با قطر پروانه هاي 70-80-90-100 سانتي متر . براي هر دو نوع توربين راندمان كارخانه اي 80 درصد و محل استقرار در ساحل دريا منظور گرديده است . توربين بادي غير سنتي               F=1/2*(D*A* sin(angle)*v3)*Rn*Rm         Rm Rn v angle A D F   0.8 1.8 3 45 1.05 1.25 21.71   0.8 1.8 5 45 1.05 1.25 100.51   0.8 1.8 8 45 1.05 1.25 411.70                                                 توربين بادي سنتي               F=1/2*(D*A*v3)*Rt*Rm           Rm Rt v A d(diameter) D F   0.8 0.56 3 0.38 0.7 1.25 2.91   0.8 0.56 5 0.38 0.7 1.25 13.47   0.8 0.56 8 0.38 0.7 1.25 55.17   0.8 0.56 3 0.50 0.8 1.25 3.80   0.8 0.56 5 0.50 0.8 1.25 17.59   0.8 0.56 8 0.50 0.8 1.25 72.06   0.8 0.56 3 0.64 0.9 1.25 4.81   0.8 0.56 5 0.64 0.9 1.25 22.27   0.8 0.56 8 0.64 0.9 1.25 91.20   و مقايسه نيرودر دو نوع توربين بادي به شرح زير مي باشد. 2.74 = 1.8*sin45 = Rn*sin(angle = D*A*v3*Rn*Rm*sin(angle = نسبت نيروي توربين بادي غير سنتي به توربين بادي سنتي 0.56 Rn D*A*v3*Rn*Rm   يعني  راندمان توربين بادي غير سنتي به انواع سنتي آن حدود 2.7 برابر خواهد بود.(در صورتي كه راندمان كارخانه اي دو توربين برابر باشد)   5- تاثيرات سودمند مزيتهاي توربين بادي غير سنتي به شرح زير مي باشد: الف) هزينه ساخت نيروگاه بادي غير سنتي به دليل استفاده از متريال كمترو ارزانتر و تكنولوژي متريال ارزانتر بسيار پائين تر از نيروگاه هاي موجود مي باشد ب) امكان ساخت نيروگاه هاي منفرد گيگا هرتزي وجود دارد. ج ) سهولت  نصب ، راه اندازي و نگهداري  توسط افراد با تخصص كم و بومي بخصوص در نقاط دور افتاده . د)  امكان استفاده از توربينهاي افقي در جريان رودخانه ها ئي كه جريان آب با سرعت در حال عبور است (  سطوح طناب و پارچه مانعي براي عبور ماهيان و تخم ريزي آنها فراهم نمي آورد) ه) راندمان توربين بادي غير سنتي بالاتر است.   6- ادعاها الف) امكان استفاده از بادبان بصورت حركت چرخشي دور دو محور( و يا بيشتر) امكان استفاده از نيروي باد ( و يا ساير سيالات) در سطح وسيع و با هزينه كم را فراهم مي نمايد ب) راندمان اين نحوه استفاده از نيروي باد بسيار بيشتر از استفاده از روشهاي سنتي متداول مي باشد. 7- چكيده :  قيمت تمام شده الكتريسيته با استفاده از توربينهاي بادي سنتي بالاتر از توليد الكتريسيته توسط نيروگاه هاي سوخت فسيلي است . اقتصادي نمودن استفاده از انرژي باد هدف اين اختراع بوده است. يكي ديگر از اشكالات توربينهاي بادي سنتي ، فاصله مورد نياز هر برج تا برج بعدي است تا از تاثيرات جريان باد هر برج به يكديگر جلوگيري شود و اين مسئلخ نياز به سطح زمين زياد براي باغهاي توربين بادي را افزايش مي دهد. همچنين ظرفيت پائين هر برج كه در حال حاضر حداكثر ظرفيت آن حدود3.3 مگاوات مي باشد. اين اختراع امكان ايجاد نيروگاه هايي منفرد با يك ژنراتور و با ظرفيت هاي بالا در حدود چند گيگا وات را نيز فراهم مي آورد. تصاوير: شكل 1-1 تغيير سيستم پره هاي توربينهاي بادي شكل 2-1 Jet Engine Technology Boosts Wind Turbine Performance  تكنولوژي موتورهاي جت كمك مي كند تا راندمان توربين بادي افزايش يابد. شكل 3-1 حركت باد در كناره هاي اجسام باعث مي گردد در بعضي نقاط سرعت باد افزايش يابد  و از اين سيستم براي افزايش راندمان توربين بادي مي توان استفاده نمود شكل 4-1 پره هاي كوچك توربين بادي مي توانند نيروي كم باد را جمع نموده و در اشكال قابل استفاده در ساختمانها مورد استفاده قرار گيرند. شكل 5-1 افزايش نيروي توربين بادي بوسيله اضافه نمودن سطوح دريافت انرژي در انواع توربين هاي بادي شكل 7-1 استفاده از نيروي باد بدون داشتن پايه و با استفاده از بالن شكل 6-1 به جاي پره از سطوح گرد نيز مي توان استفاده نمود. با حركت دوراني اين پره ها ، محور اصلي حركت خواهد نمود   شكل 8-1 استفاده از توربين بادي در ساختمانهاي مسكوني شكل 9-1 با دو سري پره كه خلاف يكديگر حركت مي كنند مي توان انرژي دريافتي را بهبود داد شكل 10-1 نصب توربينهاي بادي روي سيمهاي دكل هاي برق شكل 11-1 نمونه ديگري از استفاده از تغيير سرعت باد در نزديكي اجسام     شكل 1-3 نصب چتر نجات روي كششتيhttp://www.digtheheat.com/Wind/flodesign_windmill.htmlhttp://www.digtheheat.com/Wind/flodesign_windmill.htmlhttp://www.digtheheat.com/Wind/flodesign_windmill.html براي استفاده از باد براي كمك به حركت كشتي شكل 2-3 شكل 3-3       شكل 4-3 توليد حركت دوراني با استفاده از بادبان شكل 5-3 توربين باد غير سنتي با يك پايه شكل 6-3 توربين بادي بدون پايه از پستي و بلندي زمين استفاده مي نمايئ( در اينجا در مسير يك دره )   شكل 7-3 توربين روي مسير رودخانه قابل نصب است   شكل 8-3 نمايش حركت پره ها   سهیل شریف تلفن 09127375681 و 02166560065