بررسی منابع انرژی تجدیدپذیر باد و توربین

مقدمه    5
فصل اول كلیاتی درباره انرژی باد    6
1-1- انرژی باد:    6
1-2 تاریخچه استفاده از انرژی باد:    7
1-3 منشاء باد:    9
الف- جریان چرخشی هادلی (HADLY)    10
ب- جریان چرخشی راسبی (ROSSBY):    10
1-5 اندازه‌گیری پتانسیل انرژی باد:    10
1-6 قدرت باد:    11
روند تحولات تكنولوژی    12
1-7 مزایای بهره‌برداری از انرژی باد    13
آینده انرژی باد در ایران    13
1-8 پتانسیل‌سنجی سطحی انرژی باد:    14
پتانسیل‌سنجی چیست؟    14
1-9 بادسنج‌ها و انواع آنها    16
1-10- پتانسیل باد در ایران    17
1-11 نقشه‌ها و اطلس‌های موجود باد    19
فصل دوم استحصال انرژی از باد توسط توربین‌های بادی    20
انرژی بادی و توربین‌های بادی    20
2-1- تقسیم‌بندی مبدلهای بادی    20
2-2-  دسته‌بندی با معیار هندسی    21
2-3- دسته‌بندی با معیار نیرویی    22
2-4- دسته‌بندی با معیار توان خروجی    24
2-5- مبدلهای بادی محور قائم    25
2-5-1 مبدلهای محور قائم «پسایی»    25
2-5-2 مبدلهای محور قائم برآیی    26
2-5-3 مبدلهای محور قائم تركیبی    28
2-6-  مبدلهای محور قائم غیرمستقیم    30
2-7- مبدلهای بادی محور افقی    33
2-7-1 مبدلهای محور افقی پسایی    33
2-7-2 مبدلهای محور افقی برآیی    33
2-8- طرحهای مورد بررسی كشورهای مختلف    37
2-9- مبدل بادی ملخی    38
2-9-1 برج    39
2-9-2 كلاهك    40
2-9-3 پره‌ها    41
2-10- مبدل بادی داریوس    42
2-10-1 بنای پایه    43
2-10-2 پره‌ها و دیرك‌    44
2-11-  مبدلهای چرخ آسیابی (جایرومیل)    45
2-11-1 برج    46
2-11-2 پره‌ها    46
2-12- به طور كلی اجزاء مختلف یك توربین به شرح زیر می‌باشد:    47
2-13- انواع كاربرد توربین‌های بادی:    49
الف: كاربردهای غیر نیروگاهی    49
الفه-1) پمپ‌های بادی آبكش    49
الف-2) كاربرد توربین‌های كوچك به عنوان تولیدكننده برق    50
الف-3) شارژ باتری    50
ب: كاربردهای نیروگاهی    51
توربین‌های بادی و ذخیره انرژی:    52
فصل چهارم:    53
طراحی یک VERTICAL AXIS WIND TURBINE:    53
مقدمه ای بر فصل چهار:    54
توربین بادی عمودی چگونه کار می کند؟    54
تعیین ابعاد کلی توربین:    57
طول BLADE LB=    57
اجزای اساسی توربین بادی عمودی:    58
BLADE(1    59
جنس BLADEها:    59
انتخاب تعداد BLADEها:    60
انتخاب ایرفویل:    61
2)پایه:    68
3)شفت:    68
4)پایه نصب مرکزی:    68
5)بازوهای جانبی:    69
5)اتصالات BLADEها:    69
این اجزا برای اتصال بازوهای شعاعی به BLADEها استفاده می شود.    69
6)یاتاقان ها:    69
7)مکانیسم ایجاد PITCH:    70
PITCHING فعال:    70
PITCHING غیرفعال:    70
فصل چهارم:    71
-1-4چشم‌انداز آینده و رویكرد جهانی درخصوص انرژی باد:    71
4-2- خط‌مشی كشورها در نصب مزارع بادی در دریا (آفشور)    72
4-3-  فعالیت‌ها و برنامه‌های كشور در زمینه انرژی باد    74
الف – فعالیت‌های اجرا شده:    74
ب – برنامه‌های آینده:    76
فهرست منابع:    78

مقدمه
 گستردگی نیاز انسان به منابع انرژی همواره از مسائل اساسی مهم در زندگی بشر بوده و تلاش برای دستیابی به یك منبع تمام نشدنی انرژی از آرزوهای دیرینه انسان بوده است، از نقوش حك شده بر دیوار غارها می‌توان دریافت كه بشر اولیه توانسته بود نیروی ماهیچه‌ای را به عنوان یك منبع انرژی مكانیكی به خوبی شناخته و از آن استفاده كند. ولی از آنجایی كه این نیرو بسیار محدود و ضعیف است انسان همواره در تصورات خود نیرویی تمام نشدنی را جستجو می‌كرد كه همواره در هر زمان و مكان در دسترس باشد. این موضوع را می‌توان در داستانهای مختلف كه ساخته تخیل و ذهن بشر نخستین بوده، به خوبی دریافت، كم‌كم با پیشرفت تمدن بشری، چوب و پس از آن ذغال سنگ، نفت و گاز وارد بازار انرژی گردیده‌اند. اما به دلیل افزایش روز افزون نیاز به انرژی و محدودیست منابع فسیلی از یك سو افزایش آلودگی محیط‌زیست ناشی از سوزاندن این منابع از سوی دیگر استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر را روز به روز با اهمیت‌تر و گسترده‌تر نموده است. انرژی باد یكی از انواع اصلی انرژی‌های تجدیدپذیر می‌باشد كه از دیرباز ذهن بشر را به خود معطوف كرده بود. به طوری كه وی همواره به فكر كاربرد این انرژی در صنعت بوده است. بشر از انرژی باد برای به حركت در آوردن قایق‌ها و كشتی‌های بادبانی و آسیابهای بادی استفاده می‌كرده است. در شرایط كنونی نیز با توجه به موارد ذكر شده و توجیه‌پذیری اقتصادی انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی‌های نو، پرداختن به انرژی باد امری حیاتی و ضروری به نظر می‌رسد. در كشور ما ایران- قابلیت‌ها و پتانسیل‌های مناسبی جهت نصب و راه‌اندازی توربین‌های برق بادی وجود دارد، كه با توجه به توجیه‌پذیری آن و تحقیقات، مطالعات و سرمایه‌گذاری كه در این زمینه صورت گرفته، توسعه و كاربرد این تكنولوژی چشم‌انداز روشنی را فرا روی سیاست‌گذاران بخش انرژی كشور در این زمینه قرار داده است.
 

فهرست منابع:

1.    Jesch, L. F., & Walton, D. (1980). Reynolds number effects on the aerodynamic performance of a vertical axis wind turbine. Proceedings of third international symposium on wind energy systems. pp.G1-323-332.
2.    Sheldahl, R. E., & Klimas, P. C. (1980). Aerodynamic characteristics of 7 symmetrical airfoil sections through 180-degree angle of attack for use in aerodynamics analysis of vertical axis wind turbine. Sandia National Laboratories: SAND80-2114.
3.    Chang,Professor L..(2005) “Advanced Topics in Environmental Engineering - Wind Power,” Ch 4. University of New Brunswick.Retrievedfrom:
 http://www.ece.unb.ca/powereng/courses/EE6693/index.html in October, 2005.
4.    Jacobs, Eastman N Sherman, Albert (1937). Airfoil section characteristics as affected by variations of the Reynolds number. NACA Report 586
5.    J.H. Strickland (1975) "The Darrieus Turbine: A Performance Prediction Model Using Multiple Streamtubes" SAND75-0431
6.    Migliore, P.G. and WoVe, W.P., The Effects of Flow Curvature on the Aerodynamics of Darrieus Wind Turbines," DOE Report OR0/5135-77/7, July 1980, West Virginia University, Morgantown, WV
7.    Wind energy handbook/Tony barton/2001
8.    تحلیل سیستم های انرژی دکتر یدالله صبوحی،دانشگاه صنعتی شریف،سال 1378
9.    بررسی پتانسیل انرژی باد در ایران تالیف وزارت نیرو، سال 1375
10.    انرژی های تجدید پذیر نوین، تالیف دکتر محمود تقضی، سال 1382