اصول نیروی باد

تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی جنبشی مکانیکی و سپس تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی جنبشی الکتریکی، تولید نیروی باد است.اصل تولید برق بادی استفاده از باد برای به حرکت درآوردن پره های آسیاب بادی به چرخش است و سپس سرعت چرخش را از طریق افزایش دهنده سرعت افزایش می دهد تا ژنراتور را برای تولید برق ارتقا دهد.با توجه به تکنولوژی آسیاب بادی، با سرعت نسیم حدود سه متر بر ثانیه (درجه نسیم) می توان برق را راه اندازی کرد.انرژی بادی در حال شکل گیری رونق در جهان است، زیرا انرژی باد از سوخت استفاده نمی کند و تشعشع یا آلودگی هوا تولید نمی کند.[5]

تجهیزات مورد نیاز برای تولید برق بادی را توربین بادی می نامند.این نوع مولد برق بادی را می توان به سه قسمت تقسیم کرد: چرخ باد (شامل سکان دم)، ژنراتور و برج.(نیروگاه های بادی بزرگ اساساً سکان دم ندارند، معمولاً فقط کوچک (از جمله نوع خانگی) دارای سکان دم هستند)

چرخ باد جزء مهمی است که انرژی جنبشی باد را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند.از چندین تیغه تشکیل شده است.هنگامی که باد روی تیغه ها می وزد، نیروی آیرودینامیکی روی تیغه ها ایجاد می شود تا چرخ باد را به چرخش درآورد.جنس تیغه به استحکام بالا و وزن سبک نیاز دارد و بیشتر از پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه یا سایر مواد کامپوزیتی (مانند فیبر کربن) ساخته شده است.(همچنین تعدادی چرخ باد عمودی، تیغه های چرخان s شکل و غیره نیز وجود دارد که عملکرد آنها نیز مانند تیغه های پروانه معمولی است)

زیرا سرعت چرخ باد نسبتاً کم است و بزرگی و جهت باد اغلب تغییر می کند که سرعت را ناپایدار می کند.بنابراین، قبل از رانندگی ژنراتور، لازم است جعبه دنده ای اضافه شود که سرعت را به سرعت نامی ژنراتور افزایش دهد.یک مکانیسم تنظیم سرعت اضافه کنید تا سرعت ثابت بماند و سپس آن را به ژنراتور وصل کنید.برای اینکه چرخ باد همیشه در راستای جهت باد باشد تا حداکثر قدرت را به دست آورد، باید یک سکان مشابه باد پره پشت چرخ باد نصب شود.

برج آهنی سازه ای است که از چرخ باد، سکان و ژنراتور پشتیبانی می کند.عموماً به گونه‌ای ساخته می‌شود که نسبتاً بلند باشد تا نیروی باد بزرگ‌تر و یکنواخت‌تری به دست آورد و همچنین از استحکام کافی نیز برخوردار باشد.ارتفاع برج به تأثیر موانع زمینی بر سرعت باد و قطر چرخ باد، معمولاً بین 6-20 متر بستگی دارد.

وظیفه ژنراتور انتقال سرعت چرخش ثابت بدست آمده توسط چرخ باد به مکانیسم تولید برق از طریق افزایش سرعت است و در نتیجه انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

نیروی باد در فنلاند، دانمارک و سایر کشورها بسیار محبوب است.چین نیز به شدت در حال ترویج آن در منطقه غرب است.سیستم تولید برق بادی کوچک بسیار کارآمد است، اما نه تنها از یک سر ژنراتور تشکیل شده است، بلکه یک سیستم کوچک با محتوای تکنولوژیکی خاص: ژنراتور بادی + شارژر + اینورتر دیجیتال.توربین بادی از دماغه، بدنه چرخان، دم و پره ها تشکیل شده است.هر قسمت بسیار مهم است.وظایف هر قسمت عبارتند از: تیغه ها برای دریافت باد و تبدیل به انرژی الکتریکی از طریق دماغه استفاده می شوند.دم تیغه ها را همیشه در جهت باد ورودی نگه می دارد تا حداکثر انرژی باد را بدست آورد.بدن چرخان بینی را قادر می سازد تا به طور انعطاف پذیر بچرخد تا به عملکرد بال دم برای تنظیم جهت دست یابد.روتور دماغه یک آهنربای دائمی است و سیم پیچ استاتور خطوط میدان مغناطیسی را برای تولید برق قطع می کند.

به طور کلی، باد سطح سوم ارزش بهره برداری را دارد.با این حال، از نقطه نظر اقتصادی معقول، سرعت باد بیشتر از 4 متر بر ثانیه برای تولید برق مناسب است.با توجه به اندازه گیری ها، یک توربین بادی 55 کیلوواتی، زمانی که سرعت باد 9.5 متر بر ثانیه باشد، توان خروجی واحد 55 کیلووات است.هنگامی که سرعت باد 8 متر در ثانیه است، قدرت 38 کیلووات است.هنگامی که سرعت باد 6 متر در ثانیه است، تنها 16 کیلووات.و زمانی که سرعت باد 5 متر بر ثانیه باشد، تنها 9.5 کیلووات است.مشاهده می شود که هر چه باد بیشتر باشد، منافع اقتصادی نیز بیشتر می شود.

در کشور ما، بسیاری از دستگاه های تولید برق بادی متوسط ​​و کوچک موفق در حال حاضر در حال بهره برداری هستند.

منابع بادی کشور من بسیار غنی است.میانگین سرعت باد در اکثر مناطق بالای 3 متر در ثانیه به ویژه در شمال شرقی، شمال غربی و جنوب غربی فلات ها و جزایر ساحلی است.میانگین سرعت باد حتی بالاتر است.در بعضی جاها بیش از یک سوم در سال است و زمان باد است.در این مناطق، توسعه تولید برق بادی بسیار امیدوارکننده است