بخشی از مقاله
چکیده
با گسترش روز افزون جوامع انسانی و توسعه صنعتی جوامع مختلف، نیاز به منابع انرژي، در حال افرایش است.
از سویی دیگر منابع فسیلی درجهان رو به اتمام هستند - زنگ خطر - ، این منابع، از نظر اندازه و مقدار محدود بوده و درضمن آلاینده محیط زیست نیز محسوب می شوند. از این رو در سالهاي گذشته، گرایش به استفاده از منابع نوین و تجدیدپذیر انرژي، رو به فزونی گذاشته است. یکی از ارزان ترین و سهل الوصول ترین آنها انرژي باد است لذا مدیریت انرژي باد امري ضروري به حساب می آید.
در این مقاله پیدایش ، ظرفیت و نحوه بهره برداري از انرژي باد را تشریح خواهیم کرد. بدین منظور داده هاي حاصل از ایستگاه هاي موجود در استان مرکزي به صورت آماري مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا سرعت باد در ارتفاع 40،30،10 متري اندازه گیري شده و گلباد جهت وزش باد بررسی شده است. در این پژوهش ایستگاه تفرش مورد مطالعه قرار گرفته است. این ایستگاه داراي میانگین سرعت سالیانه3,41 متر بر ثانیه در ارتفاع 40 متري می باشد. در نهایت میزان انرژي قابل تولید و توجیه پذیري طرح مورد بررسی قرار می گیرد.
مقدمه
درحال حاضر ظرفیت استفاده از توربین هاي بادي در جهان بیش از 46000 مگاوات است. دانمارك با حدود 60 درصد بزرگترین کشور سازنده توربین هاي بادي 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 نیروگاههاي بادي به ثبت رسیده است. ایران در آسیا بعد از هند، چین و ژاپن در مکان چهارم استفاده از نیروگاه بادى قرار دارد.
قیمت هر توربین بادى در جهان به ازاى هر کیلو وات 900 یورو است و فروش هر دستگاه توربین بادى بدون نصب و راه اندازى در ایران 600 هزار یورو است که این قیمت به استاندارد جهانی نزدیک می باشد. اما نکته اي که باید به آن توجه داشت این است که استفاده از توربین هاي بادي در هر نقطه اي از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نیست.
شناخت دقیق پارامتر هاي باد در یک منطقه خاص جغرافیایی - جهت استفاده از انرژي آن در تولید برق - از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. از این رو در کشورهایی که برنامه هاي جدي در زمینه تولید برق از انرژي باد دارند ابتدا پتانسیل سنجی باد در سطح گسترده در اولویت کاري قرار گرفته و پس از مطالعه دقیق شرایط باد در مناطق داراي پتانسیل و انجام تحلیل هاي مربوطه، اطلس باد کشور تهیه می گردد. باید توجه داشت که توربین بادي کالاي گرانقیمتی است و براي استفاده اقتصادي از این کالا جهت تولید برق و ایجاد مزرعه بادي، پتانسیل سنجی اولین و اساسی ترین قدم اصلی است.
این پتانسیل سنجی در ایران توسط سازمان انرژي هاي نو - پژوهشکده نیرو - انجام می گیرد. که در ارائه این مقاله نیز کمک هاي شایانی توسط این سازمان انجام گرفت وهمچنین استفاده از مقاله هاي ارائه شده که چندین منطقه در آلاسکا 2]،[1 را مورد بررسی و پتانسیل سنجی قرار داده بودند و نیز مقاله اي از گروه انرژي هاي نو پژوهشگاه نیرو مربوط به منطقه صائین - سراب - [6] بود که در این مقاله سرمشق ما قرار گرفت تا بتوانیم آنچه را که در پیش رو دارید به انجام برسانیم.
مشخصات جغرافیایی ومعرفی استان مرکزي
استان مرکزي با مساحتی معادل 29225 کیلومترمربع، 1/79 درصد ازمساحت کل کشور را به خود تخصیص داده وتقریباً درمرکزایران بین - 33 درجه و30 دقیقه - عرض شمالی و - 48 درجه و57 دقیقه تا 51 درجه - طول شرقی از نصف النهار گرینویچ قرار گرفته است .
این استان ازشمال به استان هاي تهران وقزوین، ازجنوب به استانهاي اصفهان و لرستان، ازشرق به استان قم وازغرب به استان همدان محدود می شود. براساس تقسیمات کشوري درسال 1383 داراي 10 شهرستان ، 170
بخش ،23 شهر ، 61 دهستان و 1655 آبادي داراي سکنه و1704 آبادي خالی از سکنه بوده است.
شهرستان هاي آشتیان, اراك, تفرش, خمین, دلیجان ,ساوه, سربند ومحلات شهرستان هاي این استان را تشکیل می دهند.
خط آهن سراسري از مرکز این استان عبور می کند.
شکل: 1 موقعیت جغرافیایی استان مرکزي
تحلیل آماري داده هاي بادي
توان قابل تبدیل در باد انرژي موجود در باد را میتوان با عبور آن از داخل پرههاي و سپس انتقال گشتاور پرهها به روتور یک ژنراتور استخراج کرد. در این حالت میزان توان تبدیلی به تراکم باد، مساحت ناحیه جاروب شده توسط پره و مکعب سرعت باد بستگی دارد. به این ترتیب میزان توان قابل تبدیل در باد را می توان به این ترتیب به دست آورد:
که در این فرمول P توان تبدیلی به وات، α ضریب بهره وري - که به طراحی توربین وابستهاست - ، ρ تراکم باد بر حسب کیلوگرم بر مترمکعب، r شعاع پرههاي توربین برحسب متر و v سرعت باد برحسب متر بر ثانیه است.
