بخشی از مقاله
چکیده — به طور کلی یکی از عوامل بسیار مهم براي یک کشور تولید برق می باشد. با توجه به اینکه ایران کشوري گسترده و داراي منابع فراوان می باشد اما باید در نظر گرفت که این منابع تجدید ناپذیر می باشند و روزي باید با آنها خدا حافظی کنیم و این امر بسیار بدیهی می باشد و همه ي کشور هاي جهان را تهدید می کند. راهکاري که در این مقاله ارائه شده است طراحی توربین سیلندري دو توربینه می باشد که در مناطقی که نیروي ثقلی وجود دارد شرکت توزیع می تواند با نصب این توربین ها پیک مصرف را کاهش دهد و موجب کاهش تولید گردد.
١. مقدمه
مشکلات فنی این امر :
-1 کمبود برق و قطعی هاي موقت آن
-2 نارضایتی مشترکین برق
-3 ایجاد ضعف در پایداري و تداوم برق رسانی
-4 از همه مهمتر قطع آب مشترکین چرا که کلیه ي مراحل انتقال آب با برق صورت می گیرد
-5 نارضایتی مشترکین آب
-6 عدم صادرات برق
-7 عدم درآمد ناشی از صادرات برق
-8 چالش صنعت کاران جهت کمبود برق جهت رفع مشکلات به وجود آمده از کمبود برق ، محققین و مخترعین کارهاي ذیل را انجام داده اند : کمبود برق کشور عزیزمان ایران را هم مواقع پیک بار یعنی همان تابستان تولید برق توسط آب مصرفی ساختمان[1] دچار مشکل می کند.
معایب طرح فوق به شرح ذیل می باشد :
این طرح در مقیاس تولید توان کم می باشد.
تعمیر و نگهداري این گونه تولید برق به عهده متقاضی می باشد.
توان تولیدي در حد چند ده وات می باشد و بسیار کم است.
تولید برق توسط آب رودخانه[2]
معایب طرح فوق به شرح ذیل می باشد :
این طرح نیاز به رودخانه می باشد.
مقدار دبی آب قابل کنترل نیست.
تنظیم چرخش پره هاي توربین به تغییرات آب سطحی بستگی دارد.
در ضمن این نوع توربین استفاده شده شبیه به پلتون می باشد.
درصد چرخش نسبت به اولی قرار می گیرد تا بتوانند قدرت بیشتري را به چرخ دنده ها وارد نمایند.
با این کار می توان در حدود چند ده کیلو وات برق تولید نمود که بستگی به قطر لوله دارد هرچه قطر لوله بزرگتر باشد برق تولیدي بشتري در خروجی بدست می آید. و همچنین می توان در تابستان شاهد کاهش پیک بار باشیم.
٢. روش پیشنهادي
با توجه به اینکه شرکت هاي آبفا و آب منطقه اي داراي منابع آب عظیمی در سطح لوله هاي یشان می باشند ولی قدرت آب جاري داخل لوله ها بلا استفاده مانده است که از این رو دست به طراحی توربین لوله اي نموده که بتوانیم از این قدرت آب داخل لوله ها بهره ي لازم را ببریم. توربین لوله اي طراحی شده شامل دو پره بر روي یک شفت می باشد که قادر است نیروي محرکه را توسط شفت میانی خود به چرخ دنده منتقل کند .
پس از اینکه این نیرو به چرخ دنده منتقل شد با تغییر در نحوه ي چرخش توسط چرخ دنده ها این نیرو به ژنراتور منتقل می گردد و می تواند ژنراتور را به حرکت در آورد این توربین داراي 4 پره است که با زاویه 45 درجه نسبت به هم قرار گرفته اند و خود پره ها هم با زاویه 10 درجه نسبت به داخل متمرکز شده اند که با برخورد آب به آن ها موجب چرخش پره ها می گردد. باکس طراحی شده براي انتقال انرژي مکانیکی می باشد که بتواند توسط چرخ دنده ها انرژي را به ژنراتور انتقال دهد.
٣. مطالعه موردي
این توربین به صورت پایلوت و در اندازه کوچک در لوله اي 110 در شهرستان سقز مورد آزمایش قرار گرفته که نتیجه مطلوبی داشته است توربین مورد نظر بر سر لوله ي آب شهري مورد امتحان قرار گرفت و توسط جریان عبور آب از داخل آن توربین به حرکت در آمد و موجب چرخش شفت ژنراتور گردید. اصل ایده براي استخرهاي ثقلی می باشد که کشاورزان محترم بعد از پمپاژ آب به استخر از نیروي ثقلی آن جهت آبیاري استفاده کنند چرا که این کار موجب می شود برق مصرفی کاهش پیدا کند و حالا یکی از مزایاي این توربین طراحی شده تولید برق با حداقل فشار می باشد چرا که این توربین از دو پروانه ساخته شده که نیروي وارد به پروانه دوم 25 درصد نیروي اصطحکاکی پروانه اول را خنثی می کند.
بعد از راه اندازي توربین پروانه ي دوم تا 50 درصد نیروي اصطحکاکی بر روي پروانه اول را کاهش می دهد این نو آوري در وهله ي اول موجب می گردد کشاورزان آبیاري قطره اي یا آبیاري غیر تحت فشار و گاها هم تحت فشار از این توربین استفاده کنند چرا که با به کار افتادن این توربین هم می توان برق تولیدي آن را توسط ذخیره کننده ها ذخیره کرد هم می توان به صورت آنلاین از این توربین برق تولید، و مصرف نمود این کاربرد توربین در قطرهاي کوچک می باشد ولی کاربرد وسیع این توربین در سایزهاي بزرگتر در شرکت هاي آب و فاضلاب می باشد.
کاربرد بعدي آن تولید برق از لوله هاي آب منطقه اي و آبفا می باشد البته در جاهاي مثل ابتداي خط و یا ابتداي حوضچه هاي آرام و جاهاي که تقلیل فشار آب لطمه اي به انتقال وارد ننماید. کاربرد بعدي این توربین استفاده از آن در لولهاي پر فشار شرکت گاز می باشد چرا که این توربین با فشار باد هم به حرکت در می آید مخصوصا تابستان ها که شرکت گاز کمبود فشار گاز ندارد. همچنین می توان در ابتداي یا انتهاي خطوط انتقال نفت هم از این توربین استفاده نمود.
کاربرد این توربین دو وجهی بوده :
شرکت هاي آب منطقه اي و آبفا
شرکت هاي گاز و انتقال آن و شرکت نفت
در ضمن کاربرد هاي دیگر آن در کارخانجاتی که داراي لوله هاي بخار ، گاز و آب پر فشار هستند می توان استفاده نمود.
۴. مزایاي این توربین
ویژگی ها و مزایاي این اختراع به شرح ذیل می باشد :
-1 این توربین جهت تولید برق داخل لوله طراحی شده است.
