پاورپوینت انرژی بادی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

انرژی بادی

اسلاید 2 :

فهرست مطالب
وضعیت استفاده از انرژی بادی در جهان
وضعیت استفاده از انرژی بادی در ایران
پتانسیل استفاده از انرژی بادی در مناطق مختلف ایران
انرژی باد
سیستم های تبدیل انرژی باد
مزایای استفاده از سیستم های تبدیل انرژی بادی
چالش های استفاده از سیستم های تبدیل انرژی بادی
ویژگی های یک سایت مناسب برای نیروگاه بادی
دیاگرام گلباد برای تعیین جهت و اندازه باد
ارتباط سرعت باد با افزایش ارتفاع

اسلاید 3 :

فهرست مطالب
پیش بینی سرعت باد در یک سایت نیروگاه بادی
توان موجود در باد
اثبات قانون بتز
رابطه سرعت باد و توان خروجی توربین باد
راندمان الکتریکی سیستم تبدیل انرژی بادی
اجزای اصلی سیستم های تبدیل انرژی باد
انواع توربین های بادی
توربین های باد بدون پره
پمپ آب بادی
سیستم های ترکیبی خورشیدی-بادی
مواد استفاده شده در پره توربین های بادی

اسلاید 4 :

وضعیت استفاده از انرژی بادی در جهان
شکل زیر ظرفیت استفاده از انرژی باد را در سراسر جهان بین سال های 1998 تا 2018 نشان می دهد.
در سال 2018، 690.8 گیگاوات انرژی در سراسر جهان از طریق باد توسط 19057 نیروگاه بادی تولید شده است که معادل 5 درصد کل انرژی مصرفی جهان است.
پیش بینی می شود در سال های 2030 و 2050 سهم انرژی بادی از تولید کل انرژی مصرفی در جهان به ترتیب به 20 درصد و 35 درصد برسد.

اسلاید 5 :

وضعیت استفاده از انرژی بادی در جهان
شکل زیر کشورهای پیشرو در زمینه استفاده از انرژی بادی در سال 2018 را نشان می دهد.
کشورهای اروپایی با تولید 259 گیگاوات توسط 13290 نیروگاه بادی در صدر استفاده از این نوع انرژی هستند.
همچنین کشور چین با تولید 123.805 گیگاوات انرژی از طریق بادی درصدر استفاده از این انرژی قرار دارند.

اسلاید 6 :

وضعیت استفاده از انرژی بادی در ایران
شکل زیر ظرفیت نصب شده انرژی بادی در ایران بین سال های 1997 تا 2009 را نشان می دهد.

اسلاید 7 :

وضعیت استفاده از انرژی بادی در ایران
جدول زیر مهمترین سایت های نیروگاه های بادی در ایران را نشان می دهد.

اسلاید 8 :

پتانسیل استفاده از انرژی بادی در مناطق مختلف ایران
شکل های زیر اطلس سرعت متوسط باد در فواصل 10 و 30 متری در نواحی مختلف ایران را نشان می دهد.
اطلس سرعت متوسط باد در فاصله 10 متری در نواحی مختلف ایران
اطلس سرعت متوسط باد در فاصله 30 متری در نواحی مختلف ایران

اسلاید 9 :

شکل های زیر اطلس چگالی توان تخمینی باد در فواصل 10 و 30 متری در نواحی مختلف ایران را نشان می دهد.
اطلس توان تخمینی انرژی باد برای تولید برق توسط توربین در فاصله 30 متری در نواحی مختلف ایران
اطلس توان تخمینی انرژی باد برای تولید برق توسط توربین در فاصله 10 متری در نواحی مختلف ایران

اسلاید 10 :

بر اساس استانداردهای موجود، مناطق با چگالی توان بزرگتر از 700 وات بر متر مربع برای نصب تجهیزات تبدیل انرژی باد مناسب هستند:

بر اساس اطلاعات اطلس های ارائه شده، نواحی شرقی و شمال غربی ایران مستعد برای استفاده از انرژی باد هستند. نواحی مرکزی و جنوبی ایران مستعد برای استفاده از انرژی باد نیستند.

اسلاید 11 :

انرژی باد
همانطور که قبلا هم بحث شد خورشید قادر به تولید 120000 تراوات انرژی می باشد و بیشتر انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی باد هم از این انرژی بوجود می آیند.
حدود 1 تا 2 درصد انرژی خورشید به انرژی باد تبدیل می شود که این مقدار تقریباً 50 تا 100 برابر بیشتر از انرژی تبدیل شده به زیست توده در همه گیاهان روی زمین است.
تا زمانی که خورشید زمین را گرم می کند، همیشه وزش باد وجود خواهد داشت زیرا اختلاف دما باعث گردش هوا می شود. باد می وزد زیرا نرخ گرمایش زمین متفاوت است، بنابراین، چون میزان گرمایش هوا در یک منطقه متفاوت از منطقه دیگر است، یک اختلاف چگالی بوجود می آید که باعث گردش هوا و وزش باد می شود.
آب گرما را در زمانهای طولانی تری حفظ می کند.

اسلاید 12 :

شکل زیر تفاوت در درجه حرارت نقاط مختلف زمین را نشان می دهد. رنگ آبی خنک ترین نقاط و رنگ قرمز گرمترین نقاط را نشان می دهد. این تفاوت دمایی باعث ایجاد اختلاف چگالی و جریان طبیعی می شود.

اسلاید 13 :

سیستم های تبدیل انرژی باد
سیستم های تبدیل انرژی باد برای تبدیل انرژی باد به انرژی مکانیکی یا انرژی الکتریکی طراحی می شوند. اولین ماشینهای بادی احتمالاً آسیاب های بادی محور عمودی بودند که برای سنگ زنی دانه در ایران با قدمت 200 سال قبل از میلاد مورد استفاده قرار گرفتند. آنها تعدادی بازو داشتند که بادبان ها بر روی آنها سوار شده بودند و در ابتدا بادبان ها از دسته های نی ساخته شده بودند.
با ژنراتورهای توربین بادی، انرژی باد به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و در آسیاب های بادی از این انرژی برای انجام کارهایی مانند پمپاژ آب، آسیاب دانه ها، و . استفاده می شد.

اسلاید 14 :

مزایای استفاده از سیستم های تبدیل انرژی بادی
مزایای استفاده از سیستم های تبدیل انرژی بادی عبارتند از:
مساحت کمتری برای تولید برق به نسبت سایر سیستم های تبدیل و نیروگاه ها مثل نیروگاه های خورشیدی برای توان مشابه اشغال می کنند.
طول عمر 20-25 سال دارند.
توربین های مدرن خیلی بی سروصدا و آهسته چرخش میکنند و مشکلی برای پرندگان ایجاد نمی کنند.
آلودگی زیست محیطی خیلی کمی را حین فرآیند تولیدشان وارد محیط زیست می کنند.
در مقایسه با سوخت های فسیلی، از منبع پاک انرژی استفاده می کنند.

اسلاید 15 :

مزایای استفاده از سیستم های تبدیل انرژی بادی
ظرفیت اشتغال زایی بالا. حدود 100000 نفر در امریکا در سال 2016 در بخش های مختلف خدمات ساخت، نصب، تعمیر و نگهداری و خدمات پس از فروش سیستم های تبدیل انرژی بادی مشغول کار بودند و پیش بینی می شود تا سال 2050 این صنعت پتانسیل اشتغال زایی تا 600000 نفر را دارد.
هم در روز و هم در شب انرژی خورشیدی در دسترس است.
بازده بالا، بین %25 تا %30، دارند در حالیکه بازده سیستم های خورشیدی بین %10 تا %15 است.
به تمیزکاری و خنک کاری نیازی ندارند.

اسلاید 16 :

چالش های استفاده از سیستم های تبدیل انرژی بادی
چالش های استفاده از سیستم های تبدیل انرژی بادی عبارتند از:
انرژی باد هنوز باید بر اساس هزینه با منابع انرژی دیگر رقابت کند. اگرچه هزینه های استفاده از انرژی باد طی 10 سال گذشته به طرز چشمگیری کاهش یافته است، اما این فناوری نیاز به سرمایه گذاری اولیه بالاتری نسبت به سوخت های فسیلی دارد.

سایت های بادی خوب غالباً در مکان های دور افتاده و به دور از شهرهایی که برق مورد نیاز هستند قرار دارند. برای انتقال برق از مزرعه بادی به شهر باید خطوط انتقال احداث شوند.
توسعه منابع باد ممکن است سودآورترین استفاده از زمین نباشد. زمین مناسب برای نصب توربین های بادی باید با مصارف جایگزین برای زمین رقابت کند چون ممکن است از تولید برق بسیار با ارزش باشد.
توربین ها ممکن است باعث ایجاد سر و صدا و منظره بد شوند. اگرچه نیروگاه های بادی در مقایسه با نیروگاه های معمولی تأثیر نسبتاً کمی بر محیط زیست دارند، اما نگرانی نسبت به سر و صدای تولید شده توسط پره های توربین و اثرات نامناسب روی چشم انداز وجود دارد.
پره های توربین می توانند به حیات وحش محلی آسیب بزنند. پرندگان با پرواز به پره های توربین چرخان کشته شده اند.

اسلاید 17 :

ویژگی های یک سایت مناسب برای نیروگاه بادی
ویژگی های یک سایت مناسب برای نیروگاه بادی عبارتند از:
سرعت باد متوسط بالا داشته باشد. مکان های بالای تپه ها یا در فضای های آزاد و بدون مانع در نزدیکی آنها، مناطق مناسبی برای سایت نیروگاه های بادی هستند. دور از درختان و ساختمان های بلند باشند.
وزش باد متلاطم نباشد. حتی اگر سایتی با سرعت متوسط باد بالایی داشته باشد، باد متلاطم برای تیغه های توربین که وظیفه چرخش دستگاه را بر عهده دارند مناسب نیست و فشار زیادی روی دستگاه ایجاد می کند.
فاصله مناسب از مناطق حساس به سر و صدا داشته باشند. توربین های بادی مدرن به طرز چشمگیری بی سروصدا کار می کنند. اما حتی در این حالت، هم ممکن است کارکرد تجمیعی آنها از لحاظ سروصدا مشکل ساز باشند.
دسترسی مناسب داشته باشند. توربین های بادی اجزاء بزرگ و سنگین هستند و مکان سایت باید طوری باشد که حمل و نقل آنها امکان پذیر باشند.
با وجود کارکرد بسیار آرام توربین های باد و عدم ایجاد مشکل برای پرندگان و حیات وحش، بهتر است در مناطق غیرحساس از این نظر نصب شوند.
توربین های بادی بسیار جلب توجه می کنند. بنابراین استفاده از آنها در سایت های حساس مانند پارک های ملی یا مناطقی با زیبایی طبیعی برجسته توصیه نمی شود.

اسلاید 18 :

دیاگرام گلباد برای تعیین جهت و اندازه باد
برای تعیین جهت و اندازه باد در یک منطقه می توان از دیاگرام گلباد استفاده نمود.
دیاگرام گلباد کاربردها فراوانی دارد که می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
امکانسنجی (مکان یابی ، چگالی و توان باد ، ایستائی باد و .) برای استفاده از انرژی باد
طراحی باند فرودگاه ها ، زمین های ورزشی و .
طراحی­های شهری (نحوه استقرار پنجره ها ، بازشوها و .)
مکان یابی جهت گسترش فضای سبز
عدم استقرار صنایع آلاینده در جهت باد غالب منطقه

اسلاید 19 :

ارتباط سرعت باد با افزایش ارتفاع
تعیین رابطه باد با ارتفاع عمودی در طراحی سیستم های بادی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
به طور کلی سرعت باد با افزایش ارتفاع از سطح زمین افزایش می یابد. هرچه از سطح زمین فاصله بگیریم، فشار هوا و چگالی کاهش مییابد که می تواند منجر به افزایش سرعت باد شوند.
برای مشخص کردن ارتباط میان سرعت باد و ارتفاع می توان از رابطه زیر استفاده نمود.
Vh: hسرعت باد در ارتفاع
V0: hoسرعت باد در ارتفاع مرجع
α: ضریب که به سطح منطقه بستگی دارد. مثلا برای زمین صاف 0.14 و برای سطح دریای آرام 0.1 در نظر گرفته می شود

اسلاید 20 :

ارتباط سرعت باد با افزایش ارتفاع
مثال:
سرعت باد در ارتفاع 10 متری، 5 متر بر ثانیه است. سرعت باد در ارتفاع 40 متری برای مکانی که الف) روی سطح صاف ب) سطح دریا واقع شده است را محاسبه کنید.