4- منابع انرژی تجدید پذیر برای تولید برق: باد

[pejuhesh232]

.

[najm143]

از سال ها قبل از انرژي باد جهت به حرکت درآوردن آسیاب هاي بادي استفاده می شد. امروزه با توجه به عدم آلایندگی محیط زیست ، این انرژي در تولید برق استفاده می شود .
این مولد انرژي موجود در باد را تبدیل به انرژي الکتریکی می کند. سرعت باد داراي نوسانات زیادي است بنابراین باید از توربین هاي القایی آسنکرون استفاده شود
توربین هاي بادي به دوشاخه اصلی تقسیم می شوند
پره توربین هاي بادي می تواند به دور محور افقی و یا عمودي دوران کند .توربین بادي با محور افقی به دلیل راندمان بالاتر بیشتر مورداستفاده قرار می گیرد .
1- توربین هاي با محور افقین
در توربین هاي بادي با محور افقی (Horizontal Axis Wind Turbine) که به اختصار HAWT هم نامیده می شوند، روتور و ژنراتور الکتریکی در بالاي یک برج بلند قرارگرفته و باید در راستاي باد قرار گیرند. توربین هاي بادي کوچک براي تعیین جهت وزش باد از یک بادنماي ساده استفاده می کنند، ولی توربین هاي بزرگ تر معمولاً از یک سنسور باد که با یک سروو موتور در ارتباط است، استفاده می کنند. بیشتر این توربین هاي بادي، با استفاده از یک جعبه دنده، سرعت چرخش کُند پره ها را به سرعت بیشتري براي ژنراتور تبدیل می کنند.
2- توربین هاي با محور عمودي
در توربین هاي بادي با محور عمودي (Vertical Axis Wind Turbine) که به اختصار VAWT نامیده
می شود، روتور اصلی به صورت عمودي قرار می گیرد .مهم ترین برتري این نوع از توربین هاي بادي آن است که
نیازي به تنظیم جهت قرارگیري نسبت به جهت وزش باد ندارند.
مزایاي این انرژي
- فراوان ورایگان بودن
- عدم نیاز به زمین زیاد براي نصب توربین
- نداشتن آلایندگی هاي زیست محیطی
- کم تر بودن نسبی هزینه تولید انرژي حاصل از باد نسبت به انرژي هاي فسیلی
مزارع بادي: به مجموعه اي از توربین هاي بادي که به صورت متمرکز در منطقه اي با حجم عبوري فراوان باد جهت تولید انرژي الکتریکی گفته می شود.

[najm143]

فناوری جدید تبدیل انرژی باد به برق را ساده می‌کند




مشخصات فنی دستگاه فوق

· قدرت توربین بادی: 400 وات
· سیستم ولتاژ: 12 و 24 ولت
· ولتاژ باتری12 ولت DC
· راه اندازی سرعت باد: 2.5 تا 8 متر بر ثانیه
· سرعت باد معتبر: 12 متر بر ثانیه
· سرعت امتیاز: 800r / min [RPM]
· ظرفیت باتری پیشنهادی: 100 A یا بزرگتر
· تعداد تیغه ها: 3
· قطر روتور: 4.3 فوت
· وزن سبک: 31 پوند
· دمای کار: -35 ~ + 75

[najm143]

توربین های بادی بدون پره و تیغه





توربین های بادی رایج که دارای پره هستند معایبی دارند:

آلودگی صوتی
هزینه نگهداری بالا
باعث مرگ و میر پرندگان می شوند
و احتیاج دارند مقدار معینی از باد بوزد تا پره ها به گردش در آیند فلذا در هر جایی نمی توان از آنها استفاده کرد

یک مهندس اسپانیایی توربین های بدون پره ای ساخته است که با لرزش درجا که توربین در اثر باد دارد برق تولید می کند

از مزایای این توربین که بر اثر کمترین باد حرکت می کند و برق تولید می شود

آلودگی صوتی ندارد باعث کشتار پرندگان نمی شود
بخاطر ابعاد کوچک قابل جابجایی و نصب در هر مکانی است
و هزینه نگهداری آن پایین است.

https://www.youtube.com/watch?v=eW4AzDpjcsI

https://www.youtube.com/watch?v=kFdzFT-j8Qk

[najm143]

تولید الکتریسیته از انرژی باد با سرعت کم



این روش به کمک ارتعاش پارچه ( پلاستیک ، برزنت،... ) و حرکت آن در بوبین ، تولید برق می نماید.

https://www.youtube.com/watch?v=81vKUoOTHh8

[najm143]

توربينهاي كوجك برای تولید برق



شرکتی به نام" Motorwave Limited" مستقر در هنگ کنگ ، چین ، فناوری جدیدی بنام "توربینهای بادی کوچک" ایجاد کرده است.
این فن آوری جدید می تواند "حتی اگر سرعت باد به اندازه دو متر در ثانیه باشد ، برق تولید کند."
یکی از مزایای این توربین های میکرو باد این است که به اندازه کافی کوچک هستند تا در هر بالکن یا پشت بام قرار بگیرند و "برخلاف توربین های بادی معمولی با تیغه های روتور به قطر 50 متر ، توربین های میکرو بادی جمع و جور مجهز به گیربکس های پلاستیکی مخصوص طراحی شده با قطر روتور فقط 26 سانتیمتر است. "
یکی دیگر از ویژگی های جالب این میکرو توربین ها این است که اگر کاربر تصمیم به تولید برق بیشتر گرفت ، کاربر فقط می تواند "چرخ دنده ها را به هم وصل کند" تا بتواند برق اضافی تولید کند.

این میکرو توربین ها می تواند با ذخیره انرژی توربینی ایجاد شده در باتری ها ، تا 40٪ از نیازهای الکتریکی یک خانواده کوچک را تأمین کند.

https://www.trendhunter.com/trends/hong ... nd-turbine

[najm143]

تولید برق بوسیله دینام ماشین به کمک انرژی باد





با چرخش دینام ( ژنراتور) ، برق تولید می شود. برای چرخش موتور می توان از انرژی های مختلف استفاده نمود. در عکس فوق چرخش دینام به کمک پروانه و انرژی باد مشاهده می شود

[najm143]

توربین های بادی بدون پره





نمونه ای از این توربین به بصورت بشقابی است و با حرکت دورانی خود ، ژنراتور را می چرخاند و برق تولید می کند.

این کار شامل هدایت باد در حرکت عقب و جلو است . با حرکت پشقاب به صورت دورانی به کمک نا متعادل بودن پشقاب ( حالت لنگ ) انرژی مکانیکی به ژنراتور منتقل و تولید برق می نماید.

https://www.youtube.com/watch?v=QS2e-vLa-T8

[najm143]

توربين‌ بادي اينولاكس



اينولاكس به معناي افزايش سرعت باد است كه در آن پروانه هاي توربيني حذف شده و با بهره گيري از ستون هايي مانند بادگيرهاي يزد سرعت باد، جذب باد، تمركز باد و در نهايت توليد برق انجام مي شود.

تکنولوژی اینولاکس تحولی عظیم در عرصه صنعت تولید برق بادی و برهم زننده قواعد تولید انرژی در جهان محسوب مي شود و همان گونه است كه در بادگيرهاي يزد انجام مي شود، این تکنولوژی توسط دانشمند ایرانی مقیم آمریکا دكتر داريوش اعلايي در شرکت شیرویند اختراع و ثبت جهانی شد و در ماه‌های اخیر با همت برخی سرمایه گذاران علاقمند به ایران اسلامی عرضه شده است.

مزایای این نوع توربین

در ابتدا بايد بگويم تمام توربين هاي بادي هيچ گونه آلودگي براي هوا و محيط زيست ندارند بنابراين از اين نظر منحصر به فرد هستند اما نكته دوم اينكه در توربين بادي اينولاكس پره هاي بادي حذف شده و از كانال هاي هدايت هوا مانند آنچه در بادگيرهاي يزد مشاهده مي كنيد استفاده شده است، بنابراين فاقد هر گونه آلاينده زيست محيطي هستند، از آلودگي صوتي پاييني برخوردار بوده و مسحت بسيار كمتري براي راه اندازي اين دست توربين ها مورد نياز است.

هزينه برق توليد شده در اين دست توربين ها يك پنجم هزينه برق توليد در توربين هاي بادي سنتي است و ميزان توليد انرژي برق در آنها نيز شش برابر نوع سنتي آن است.

ساختار این توربین ها به گونه ای طراحی شده است که هوای آلوده بدون صرف انرژی از بالای توربین وارد و پس از عبور از فیلترهای ویژه، به صورت هوای پاک به محیط بازگردانده می شود، به عبارت دیگر، استفاده از نسل جدید توربین های بادی در کلانشهرها و مناطق شهری، نه تنها سهم قابل توجهی از نیاز انرژی را با هزینه ای ارزان تامین می کند، بلکه بطور دایم همزمان با تولید برق، هوای آلوده را نیز تصفیه می کند.

با تهيه نقشه بادهاي ايران به اين نتيجه رسيديم كه اينولاكس ها مي توانند در هر نوع سرعت بادي حتي در سرعت باد بسيار پايين نيز فعاليت كنند، بنابراين در ۸۰ درصد از نقاط ايران اين سيستم قابل پياده سازي است و شرايط آب و هوايي مختلف در آن بي تاثير است.



https://youtu.be/J4bLe_AcuLA

[najm143]

تبدیل پنکه سقفی به مولد 12 ولت برق که در توربین بادی کاربرد دارد



https://www.youtube.com/watch?v=qu6yOeHKJ3Y

[najm143]

ساخت توربین بادی توسط جوان اهل بصره که با باد در سرعت پایین هم برق تولید می کند



https://www.youtube.com/watch?v=yYoPCqP1hbY

[najm143]

ساخت توربین بادی از ضایعات بشکه 220 لیتری در سوریه



https://www.youtube.com/watch?v=c9qCL0SGd8Y

[najm143]

ساخت توربین بادی از ادوات ابتدایی در سوریه



https://www.youtube.com/watch?v=40fXSREvLHo

[najm143]

ساخت توربین بادی در سیستان و بلوچستان



این توربین بادی ، می تواند 2 و نیم کیلو وات برق تولید کند

با تلاش 4 جوان مبتکر سیستان و بلوچستانی، توربین بادی عمودی در زاهدان ساخته شد.

نوشیروانی یکی از این جوانان گفت: این توربین بادی که در مدت یکسال ساخته شده است، می تواند 2 و نیم کیلو وات برق تولید کند و برای ساخت آن 4 و نیم میلیون تومان هزینه شده است.
این گروه همچنین موفق به ساخت یک نمونه کوچک از این توربین برای اهداف آموزشی و پژوهشی شده اند که می توان از آن در دانشگاهها و دیگر مراکز تحقیقاتی استفاده کرد.
سیستان و بلوچستان به علت وزیدن بادهای 120 روزه در شمال استان و داشتن حداکثر 300 روز آسمان آفتابی در طول سال، می تواند به یکی از قطب های تولید انرژی های نوین در کشور تبدیل شود.

https://cdn.yjc.ir/files/fa/news/1395/1 ... 55_253.mp4

[najm143]

ساخت توربین بادی -تولید برق رایگان خانگی



در کلیپ ارائه شده ، مراحل ساخت یک توربین بادی از نوع عمودی نمایش داده شده است. این توربین همه سویه است، به این معنی که نیاز ندارد برای قرار گرفتن در مسیر باد تغییر جهت دهد. این‌کار باعث می‌شود توربین‌های‌ محور عمودی در محیط‌های بادی آشفته بسیار آسان‌تر و موثرتر واقع شوند. مزایای دیگر آن نگهداری راحتتر به‌دلیل قرار گرفتن ژنراتور و گیربکس در سطح زمین و فاصله نزدیکتر توربین ها به یکدیگر به خاطر پهنای کمتر آن‌ها می‌باشد.

اما این توربین‌ها برای خودشان معایبی نیز دارند، به‌طور خاص آن‌ها خیلی پایدار نیستند. توربین‌های محور عمودی به دلیل نیروهای نامتوازنی که به آن‌‌ها اعمال می‌شود تنش‌های اساسی تجربه می‌کنند و این می‌تواند باعث شود که زودتر از یک توربین بادی معمولی از کار بیفتد.

https://www.shabakema.com/video/171529/ ... 8%A7%D9%86

[najm143]

توربین بادی حلزونی



گر چه دیدن سقف خانه هایی پوشیده از صفحات خورشیدی دیگر منظره ای عجیب و غریب نیست و روز بروز بر تعداد این خانه ها اضافه می شود، اما دیدن توربین های بادی خانگی بر روی سقف خانه ها، منظره چندان آشنایی بنظر نمی رسد. اما، اگر شرکت Archimedes به راه خود ادامه دهد، طولی نخواهد کشید تا نمای بام ها، به کلی تغییر پیدا کند. این شرکت رسما با معرفی توربینLiam F1 که یک توربین بادی شهری محسوب می شود، بازده عملکردی آن را، 80 درصد بازده تئوری محاسبه شده برای آن عنوان کرده و این در حالی است که بازده میانگین توربین های بادی که تا کنون وجود داشته اند، عددی بین 25 تا 50 درصد بوده است.
این توربین75 کیلوگرمی با عرض 1.5 متری خود، از نظر ظاهر، شباهتی به توربین های بادی معمولی که تا به حال دیده ایم ندارد. پره های آن، شبیه به صدف پیچ در پیچ حلزون طراحی شده اند. این پمپ پیچ در پیچ، اولین بار توسط ریاضی دان یونان باستان ارشمیدس اختراع شده است.

بنا به گزارش ها، شکل خاص این توربین، منجر به حداقل شدن مقاومت مکانیکی پره ها شده و در نتیجه به آن ها اجازه می دهد که کاملا آزادانه و بی سر و صدا بچرخند. این ویِژگی، بسیار کارآمد خواهد بود، چرا که سر و صدای تیغه ها در حین چرخش، یکی از مشکلات اصلی و شایع در توربین های بادی روی پشت بام است. علاوه بر این ادعا شده است که طراحی این پره ها بصورتی است که همیشه توربین را در مناسب ترین جهت وزش باد قرار می دهد تا حداکثر خروجی قدرت را بدست آورد.



به گزارش گروه انرژی هیتنا، علاوه بر ادعای بازده 80 درصدی توربین، شرکت Archimedes بیان کرده است: " میانگین انرژی تولیدی Liam F1، 1500 کیلووات-ساعت در سال، (با میانگین سرعت باد m/s5) است رقمی حدودا نصف میزان برق مصرفی یک خانه معمولی در سال." این ادعا، توجه بسیاری از افراد و شرکت ها را به خود جلب کرده است. بعلاوه شرکت تولیدکننده ادعا کرده است که بیش از 50 بار، Liam را تست کرده و تا به حال، بیشت از 7000 توربین به 14 کشور در سراسر دنیا فروخته است.

شرکت اعلام کرده است که توربین بادی شهری لیام F1 از اول جولای رسما وارد بازار فروش خواهد شد. بر اساس پست های قبلی سایت این شرکت، این توربین با قیمتی حدود 5,450 دلار آمریکا به فروش خواهد رسید.

https://youtu.be/7fEpy5XL-so

چگونه مدل توربین بادی Archimedes را ، مدل سازی کنیم

https://youtu.be/DdS4dVGlNT4

[najm143]

طراحی یک میکروتوربین بادی جدید برای مصارف خانگی



یک طراح فرانسوی میکروتوربینی را طراحی کرده است که می تواند با استفاده از انرژی باد بین 400 وات تا یک کیلووات برق برای مصارف خانگی تولید کند.

فیلیپ استارک طراح فرانسوی این میکروتوربین را که " revolutionair" نام دارد، طراحی و شرکت ایتالیایی "پراماک" آن را تولید می کند.

در این خصوص رئیس این شرکت توضیح داد: "ما می خواهیم باد را به چیزی زیبا تبدیل کنیم. رویای من این است که هر یک از ما بتوانیم یکی از این میکروتوربینها را داشته باشیم و در حیاط منزل خود انرژی لازم برای مصرف خانگی را تولید کنیم این یک انقلاب بزرگ است."

ارتفاع این توربینها بسیار کم و بین 3 تا 6 متر است و بنابراین نه تنها می توانند در داخل حیاط خانه و یا روی سقف نصب شوند بلکه می توانند برای نصب در خیابانها نیز مورد استفاده قرار گیرند.

این میکروتوربینها که شبیه به بیل باغبانی هستند و در جهت عمودی می چرخند دو نوع دارند. نوع اول کوچکتر است که می تواند حداکثر تا 400 وات برق تولید کند و توان دومی برابر با یک کیلووات است.

https://youtu.be/x46_L1rMoR8

[najm143]

تولید برق خانگی با صفحات خورشیدی و توربین های بادی



شرکت پرتغالی Omniflow از تلفیق صفحات خورشیدی و توربین های بادی کوچک ، برای تولید محلی برق استفاده می کنند، تا هر خانه ای بتواند برق مورد نیاز خود را تولید کند.

این شرکت در حال تولید نوع جدیدی از دستگاه انرژی سبز است که یک توربین بادی محور عمودی را با پانل های خورشیدی بسیار کارآمد که در قسمت بالای سازه قرار دارد ، ترکیب می کند.

پدرو روون ، مهندس مواد و مدیرعامل Omniflow می گوید که این دستگاه برای استفاده از انرژی در خانه بدون استفاده از انرژی حاصل از شبکه محلی بسیار عالی است ، زیرا باعث ایجاد انرژی خورشیدی در طول روز و انرژی باد در تمام مدت صرف نظر از جهت باد می شود.

در این توربین ، انرژی باد از حالت افقی به صورت عمودی تغییر مسیر داده و باعث حرکت پره ها می گردد.



https://as5.cdn.asset.aparat.com/aparat ... _25098.mp4

[najm143]

تولید برق به کمک بادگیر



این بادگیر 17 هزار فوت مربع باد را توسط صخره ها مهار و با تسخیر قدرت یک طوفان کوچک انرژی مورد نیاز 35خانه را برای مدت یک سال ذخیره می کند .

[najm143]

مبدل انرژی بادی بدون نیاز به توربین (EWICON)



محققین هلندی مبدل انرژی بادی تحت electrostatic wind energy converter طراحی نموده اند که نیازی به توربین و یا قطعات متحرک ندارد، که از طریق قطره‌های آب باردار شده و از طریق الکتریسیته ساکن تولید انرژی می‌کند.

درحالی که بیشتر توربین‌های بادی از انرژی حرکتی باد و تبدیل آن به حرکت چرخشی ژنراتور، برق تولید می‌کنند؛ این ژنراتور که EWICON نامیده می‌شود به طور مستقیم از باد انرژی تولید می‌کند.

این توربین با استفاده از حرکت ذرات باردار توسط باد در جهت مخالف یک میدان الکتریکی، جریان الکتریکی القا می‌کند. این دستگاه دارای یک قاب فولادی با حدود ۴۰ میله افقی ایزوله است که به آن هیبت یک راکت تنیس بزرگ را می‌دهد. هر کدام از این میله‌ها دارای تعدادی الکترود و نازل برای پراکنده کردن قطرات آب با بار الکتریکی مثبت در هوا از طریق پروسه‌ای به نام آفشانه الکتریکی است.

این ذرات آب با بار الکتریکی مثبت به صورت معمول به سمت الکترود منفی می‌روند اما باد آنها را به سمت الکترود مثبت سوق می‌دهد که باعث ایجاد یک پتانسیل در سیستم می‌شود - این مانند پرتاب سنگ در مخالف گرانش زمین باشد – با این کار انرژی برای جمع‌آوری افزایش می‌یابد.

کل سیستم دارای باتری، مبدل، منبع HVDC، پمپ و سیستم باردهی است. تمام قطعات بر روی یک صفحه فلزی قرار میگیرند که توسط سرامیک عایق بندی شده است. این صفحه فلزی عایق شده مانند یک خازن عمل می‌کند که با جذب قطرات آب باردار در سیستم در سمت مثبت الکترود باردار می‌شود.

EWICON دارای مزایای بسیاری است. به غیر از اینکه می‌توان در اشکال مختلف طراحی شود به دلیل نداشتن هیچ قسمت محرک دارای مقبولیت عمومی بیشتری است، دارای هزینه تعمیر نگهداری کمتر به دلیل نبود قطعه محرک است. آرامتر، دارای لرزش کمتر و مناسب محیط‌های شهری است.

این مدل توسط دانشگاه صنعتی دلف طراحی و توسعه داده شده است. تیم محقق تاکنون مدل‌های مختلف کوچکی از این توربین ر توسعه داده‌اند و هم اکون به دنبال ساختن نمونه‌ای بزرگ از این سیستم است. مقدار انرژی تولید بستگی به مقدار قطرات باردار افشانه شده روی میله‌های توربین و سرعت باد

[najm143]

توربین بادی هوابرد ماکانی



توربین بادی هوابرد (AWT) یک توربین مبتنی بر باد برای تولید انرژی است که حداقل یک عضو هوابرد دارد. ماکانی یک توربین هوابرد به همراه یک بال محکم است که در مسیر دایره‌ای با ارتفاع ۶۰۰ متر از سطح زمین کار می‌کند. ادعا می‌شود که با توجه به انرژی تولیدی، هزینه‌ی این توربین هوابرد نسبت به توربین‌های بادی رایج کمتر می‌باشد. این توربین شبیه به توربین‌های معمولی عمل می‌کند بدین صورت که باد، پره‌های کوچک آن را به حرکت در می‌آورد و ژنراتورها برق تولید می‌کنند.

ماکانی از ژنراتورهایی بهره می‌جوید که روی باله‌ی آن نصب شده‌اند که این، امنیت، کنترل پذیری و عملیات بهتر در شرایط وسیع‌تری را به همراه خواهد داشت و همچنین به خاطر شبیه بودن آن به یک هواپیما، عملیات نشست و برخواست آن آسان‌تر انجام می‌گیرد. پره‌های توربین هم به منظور یک پیشران (کشنده) استفاده می‌شوند تا تراست ایجاد کنند و هم به منظور توربین استفاده می‌شوند تا انرژی تولید کنند. این ویژگی، باعث می‌شود تا این توربین هوابرد در هوا در حال پرواز بماند به طوری که در مواقعی که باد در حال وزش نیست، کمی انرژی مصرف می‌کند. باله‌های این توربین همچنین در مواقعی که جهت وزش باد شدیداً تغییر می‌کند، حفظ تعادل توربین را بر عهده دارند.



این توربین هوابرد در سرعت‌های پایین باد، عملکرد بهتری را نسبت به توربین‌های رایج از خود نشان می‌دهد و از آنجا که در اکثر مواقع باد با سرعت زیادی نمی‌وزد، این توربین می‌تواند با توان نامی خود کار کند و همچنین این توربین می‌تواند دو برابر انرژی یک توربین معمولی با سایز خودش را تولید کند.

از آنجا که این توربین نهایتاً تا ارتفاع ۶۰۰ متری بالا می‌رود، می‌توان آن را برای هواپیماها، بی خطر به حساب آورد زیرا ارتفاع برج‌های مخابراتی یا ساختمان‌ها نیز ممکن است به این میزان برسد.

[najm143]

آلترناتور 2 کیلو وات برای تولید برق به کمک باد



این نوع آلترناتور در انواع مختلف ولتاژ ( 48/96/110/220 ) ، تولید می گردد. این نوع آلترناتور با دور پایین ، تولید برق می نماید.

ویژگی های این نوع آلترناتور :

- گشتاور پایین در استارت

- اندازه کوچک

- استفاده از انرژی باد برای راه اندازی

- بدون لرزش

- ظاهری زیبا

- نصب و تعمیر و نگهداری آسان



مشخصات این نوع آلترناتور

توان تولیدی : 2000 وات

سرعت چرخش: 500 دور در دقیقه

وزن خالص: 23 کیلو گرم

جریان خروجی: AC

گشتاور استارت: 48 نیوتن متر

کلاس عایق: F

درجه حفاظت : IP 54

https://cloud.video.taobao.com/play/u/3 ... 173222.mp4

[najm143]

آلترناتور 2 کیلو وات برای تولید برق به کمک باد



این نوع آلترناتور در انواع مختلف ولتاژ ( 48/96/110/220 ) ، تولید می گردد. این نوع آلترناتور با دور پایین ، تولید برق می نماید.

ویژگی های این نوع آلترناتور :

- گشتاور پایین در استارت

- اندازه کوچک

- استفاده از انرژی باد برای راه اندازی

- بدون لرزش

- ظاهری زیبا

- نصب و تعمیر و نگهداری آسان



مشخصات این نوع آلترناتور

توان تولیدی : 2000 وات

سرعت چرخش: 500 دور در دقیقه

وزن خالص: 23 کیلو گرم

جریان خروجی: AC

گشتاور استارت: 48 نیوتن متر

کلاس عایق: F

درجه حفاظت : IP 54

https://cloud.video.taobao.com/play/u/3 ... 173222.mp4

[najm143]

مخترع فارسی موفق به ساخت نسل جدید توربین‌های بادی شد



جهانبخشی کشاورز اهل روستای بابامنیر شهرستان ممسنی موفق به طراحی و ساخت توربین بادی شده که بدون باطری و هرگونه سوخت، تنها با وزش نسیم انرژی تولید می‌کند.به دلیل هزینه بالای سوخت برای روشن کردن موتور تلمبه چاه کشاورزی، به فکر ساخت دستگاهی افتادم که بتواند بدون صرف سوخت موتور تلمبه را روشن کند.

جهانبخشی افزود: فکر ساخت توربین و استفاده از جریان باد به ذهنم رسید و توربینی طراحی کردم که تنها با جریان باد ملایم اقدام به تولید انرژی می‌کند.

وی ادامه داد: این تنها توربینی است که بدون داشتن باطری کار می‌کند و انرژی را در یک مخزن برای زمانی که بادی نمی‌وزد ذخیره می‌کند.

این کشاورز مخترع می گوید: این توربین در ابعاد مختلف ساخته می‌شود و روزانه معادل ۴۰ کیلو وات برق تولید می‌کند که برای تامین برق یک روستای ۲۰خانواری کافی است .
این توربین بادی عمری بیش از ۳۰ سال دارد و تنها هزینه نگهداری آن گریس زنی به بلبرینگ هایش است.

https://www.iribnews.ir/files/fa/news/1 ... 16_981.mp4

[najm143]

توربین بادی دو قلو



توربین دوقلو در 5 کیلو وات طراحی شده است.این نوع توربین بادی ، 54% افزایش بهره وری نسبت به مدل های دیگر توربین بادی دارد.

این نوع توربین های بادی در توان های 1.5 کیلووات تا 100 کیلووات ساخته می شوند.

همچنین دارای یک ساختار مکانیکی ساده شده است که باعث افزایش بهره وری و افزایش پایداری می شود. از آنجا که سرعت روتور آن آهسته تر از طراحی های سنتی است ، ساکت تر است ، احتمال زیاد مشکلات این نوع توربین برای پرندگان و مردم بسیار کمتر است.

در ادامه فیلم توربین بادی با ظرفیت 5 کیلو وات را مشاهده می نمایید. این توربین در کانزاس آمریکا نصب شده است.



https://youtu.be/AOHIyEQwINU?t=449

[najm143]

توربین بادی با محور عمودی



این نوع توربین عمودی با ظرفیت 2 کیلو وات ساخته شده است. وزن این نوع توربین 800 کیلو گرم می باشد.

از مزیت های این نوع توربین :

- طراحی خلاقانه

- شروع سرعت باد - 1/5 متر در ثانیه

- از باد از هر جهت استفاده می کند

- قطعات ساده

- طراحی مقیاس پذیر

- مولد مؤثر

https://youtu.be/4JEZHB7LKPc?t=103

[najm143]

توربین بادی 3.1kW (شبیه یک درخت)



New Wind ، یک شرکت تحقیق و توسعه در فرانسه ، این فناوری جدید را بر اساس نگاه و احساس یک درخت ساخته است. این نوع توربین آلودگی صوتی کمی دارد. برخلاف اکثر توربین های بادی در باد سرعت کم عملکرد خوبی دارد ، جهت وزش باد در این درخت مهم نیست و این باعث افزایش تأثیر کارایی کلی و بازده انرژی می شود.

این درخت با ارتفاع 36 فوت و مجهز به 72 برگ مصنوعی مجهز به توربین های میکرو است . این توربین های بادی کوچک بر روی یک کف گرد می چرخد ​​و در کل 3100 وات برق تولید می کند.

درخت باد توسط Jérôme Michaud-Larivière طراحی شده است ،مؤسس شرکت می‌گوید: «ایده ساخت این درخت زمانی به ذهنم رسید که در یک میدان ایستاده بودم و برگ‌های درختان را تماشا می‌کردم. در همین حین متوجه شدم علیرغم این که بادی نمی‌وزید، برگ درختان می‌لرزیدند».

ما می توانیم پارک های شهری و خانه های حومه ای را به کمک این نوع توربین تجهیز نمود و برق مورد نیاز صد ها خانه را تامین نماییم.



https://youtu.be/OpC1TZ0mTMw?list=UUCTc ... Zkgdg&t=11

https://youtu.be/tPMvISx3hr0?list=UUCTc ... 9Zkgdg&t=8

https://youtu.be/xhYUUYcGLvI?list=UUCTc ... 9Zkgdg&t=2

[najm143]

توربین بادی محور جانبی



مخترع سریلانکا ، لئلاناندا جیاسوریا ؛ این توربین دقیقاً مانند یک چرخ فریس ( چرخ فلک ) کار می کند . معتقد است که مزایای بسیاری برای طراحی وی وجود دارد: می تواند با جهت باد بچرخد ، صدای کمتری تولید کند ، برای پرندگان و خفاش ها ایمن تر باشد و با استفاده از مواد ضایعات، می تواند برای ارزان ساخته شود. او همچنین معتقد است که به طور بالقوه می تواند تا 20 مگاوات برق تجاری تولید کند.
می تواند برای مناطق روستایی کاربردهای عملی داشته باشد تا بتواند عملیات کشاورزی کوچک و پمپ های آب را تأمین کند.

توربین بادی در محورهای جانبی به دلیل حرکات آیرودینامیکی پره ها از طریق هوا صدایی ایجاد نمی کند. این توربین بادی مانند درختی در زمین است که باعث حرکت تیغه ها در طول جهت باد می شود. توربین بادی شامل یک جفت قطب مخالف در ترکیب کثرت بازوهای شعاعی توسعه یافته بصورت متقارن از بخش های پیش بینی شده و روی یاتاقان ها به شافت مرکزی نصب شده است. تیغه های توربین بین هر جفت بازو محور قرار گرفته و دارای آزادی چرخش در محورهای خود و در اطراف محور مشترک شافت مرکزی هستند.



https://youtu.be/bA_G4lR_ClY?t=7

[najm143]

ژنراتور باد - بادبادک



این یک تخمین کارشناسی است که کل انرژی ذخیره شده در باد 100 برابر بیشتر از مقدار واقعی در زمین است. واقعیت این است که ما باید روش هایی را برای به دام انداختن نیروی بادی که در سیاره زمین می وزد ابداع کنیم.

کارشناسان می گویند: وزش باد در ارتفاعات، زیاد موجود است . ما نمی توانیم در این ارتفاع ، توربین تولید کنیم. بنابراین ما باید به روشهای جدیدی فکر کنیم که بتوان آن باد را که در ارتفاع بالا می وزد ، به دام بیندازیم.

ژنراتور باد بادبادک؛ توسط یک شرکت ایتالیایی (KiteGen) ساخته شده است. برای هر بادبادک ، وینچ ها ، یک جفت کابل با مقاومت بالا را برای کنترل جهت و زاویه آزاد می کنند. این بادبادک ها سبک و فوق العاده مقاوم هستند. سبک و فوق العاده مقاوم ، قادر به پرواز تا ارتفاع 2000 متر.

آنها برای تولید برق تمام دستگاه های سبک را در هوا و وسایل سنگین روی زمین نصب کرده اند. آنها همچنین در مورد ارتفاع بادبادکها انعطاف پذیری ایجاد کرده اند. اگر باد در ارتفاع معین قوی باشد ، می توان ارتفاع بادبادک را نیز بر این اساس تنظیم کرد.

https://youtu.be/Zl_tqnsN_Tc?t=5

[najm143]

استفاده از زیرساخت های موجود برای نصب توربین های بادی



یک تیم مهندس فرانسوی پیشنهاد می کند توربین های بادی را در داخل ستون های برق ( دکل برق ) با ولتاژ بالا قرار دهیم.

یکی از مشکلات توربین های بادی ، محل نصب ان می باشد. اغلب به عنوان یک چشم انداز در نظر گرفته می شوند و برای نصب به منطقه بزرگی احتیاج دارند. مردم اغلب شکایت می کنند که خط افق منطقه را خراب می کنند.

مشکل دیگری که مزارع بادی با آن روبرو هستند این است که چگونه توان تولید شده توسط باد را منتقل کنند؟ پیشنهاد این تیم مهندسی آنقدر ساده و کاربردی است که اغلب ما نمی دانیم که چرا این پروژه قبلاً عملی نشده است.

با استفاده از این ایده جدید ، می توانیم انرژی باد را درست درون شبکه پمپ کنیم. لازم نیست که یک زیرساخت گسترده ایجاد کنیم و پول را پس انداز کنیم. آمارها حاکی از آن است که اگر یک سوم از دکل های برق در فرانسه با توربین های بادی نصب شده باشند ، می توانند به اندازه دو راکتور هسته ای - حدود 5٪ از نیازهای انرژی این کشور را تامین کنند. این رقم ممکن است چشمگیر به نظر نرسد اما با سرمایه گذاری کمتر پول ، جریان پایدار انرژی پاک ایجاد می کند.

[najm143]

توربین ساوینیوس



در نوع ساونیوس ، باد تیغه ها را هل می دهد که حاکی از آن است که سرعت چرخش همیشه کمتر از سرعت باد است. ایده توربین بادی ساوینیوس در سال 1992 توسط Sigrad Johannes Savonis ارائه گردید. اما برای سال های زیادی مورد استفاده قرار نگرفت. هر چند امروزه جزء محبوبترین انواع توربین های شهری است چرا که نیاز نیست که آن ها را در جهت باد قرار داد.

از جمله مزایای توربین محور عمودی ساوینیوس ویندمکس می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- عدم وابستگی به جهت باد، بدون نیاز به مکانیزم های کنترل

- توانایی عملکرد در طیف وسیع و متفاوت شرایط باد (باد های متلاطم و در سرعت های مختلف)

- تجهیزات الکتریکی آن را می توان بر روی زمین، در ارتفاع بالا، بیرون پایه، به صورت پنهان درون پایه قرار داد

- صدای آزار دهنده ای از توربین نمی شنوید.

- گشتاور راه اندازی بالا که باعث افزایش امنیت کاری توربین ها ساوینیوس ویندمکس در محیط های شهری می شود.

- به علت نیاز به باد با سرعت پایین امکان نصب در ارتفاع پایین تری نسبت به توربین های دیگر را برای ما فراهم میکند که این امر موجب کاهش هزینه های نصب و نگهداری می شود.

- باز طراحی دوباره و اختصاصی ژنراتور برای این توربین ها که موجب افزایش راندمان به واسطه کاهش تلفات در تبدیل های مکانیکی به الکتریکی و همچنین کاهش تلفات در مدارات rectifier شده است.

- فشرده بودن از لحاظ ابعاد، این مزیت باعث بالا بردن راندمان تولید به مساحت اشغال شده توسط این توربین ها می شود و در مکان های که با کمبود مساحت مواجه هستند بسیار پر کاربرد است.

- کوچک بودن این توربین ها باعث می شود به راحتی منتقل و در محل مورد نظر نصب شوند.

- ساختار ساده و ارزان، که باعث می شود هزینه های راه اندازی و نگهداری بسیار پایینی داشته باشند.

- دارای طراحی بسیار ظریف، زیبای هستند.

- همه مزایای بالا سبب شده است تا توربین محور عمودی ساوینیوس ویندمکس برای کاربرد در مناطق شهری مناسب باشد.



مقایسه سایز توربین ها

[najm143]

تولید همزمان برق و آب با استفاده از باد



شرکت فرانسوی "Eole Water"، توربین بادی را طراحی و تولید کرده است که قابلیت استحصال آب آشامیدنی از هوا را دارد.

این شرکت توربین هایی با قابلیت تولید هزار لیتر آب در روز را محقق ساخته است. همچنین برق تولبدی این توربین 30 کیلووات ساعت می باشد. بدون شک، تولید همزمان برق و آب، دستاوردی چشمگیر محسوب می شود.

به گفته "تایباولت ژانین" مدیر بازاریابی Eole Water، با استفاده از این فناوری، نواحی روستایی قادر خواهند بود تا در تولید آب مصرفی خود به خودکفایی برسند. این در شرایطی است که با توسعه قابلیت ها و طراحی، گام بعدی ساخت توربین هایی با ظرفیت تامین آب شهرهای کوچک و مناطقی با جمعیت متراکم تر است.

نحوه کار این نوع توربین

شیوه کار این توربین ها همانند توربین های بادی رایج است که هوا به داخل دماغه توربین مکیده شده و مستقیما به سوی کمپرسور خنک کننده رانده می شود. پس از آن، رطوبت از هوا استحصال شده و آب از طریق لوله های فولادی ضد زنگ و به کمک نیروی گرانش به مخزن ذخیره کننده هدایت می شود. در این مخزن فیلترهایی تعبیه شده که به تصفیه آب ورودی پرداخته و پس از آن، آب آماده استفاده در مصارف مختلف مانند شرب، شست و شو و یا کشاورزی است.

به اعتقاد کارشناسان Eole Water، تولید هزار لیتر آب در روز بوسیله یک توربین برای مصرف ساکنان یک روستای 2 تا 3 هزار نفری کافی به نظر می رسد.

هر توربین تولیدی این شرکت، طول عمر مفید آن 20 سال برآورد شده است.

https://youtu.be/5qi-QvjJFLM?t=14

[najm143]

توربین‌های مرغ مگس‌خواری شرکت Tyer Wind



یکی از عجیب‌ترین طراحی‌های توربین، این مدل توربین است که متعلق به شرکت Tyer Wind است. این شرکت از حرکت‌های سریع بال مرغ مگس‌خوار الهام گرفته‌است. حرکت۸ی شکل بال مرغ مگس‌خوار یک نیروی بالابرنده اساسی تولید می‌کند که حتی در هنگام وضعیت بادی آشفته بسیار پایدار است. شرکت Tyer تلاش می‌کند این ویژگی‌ها را با استفاده از شکل باله و حرکات مشابه در توربین بادی به‌کار بگیرد.
توربین های بادی Tyer از دو تیغه بال مانند که به صورت الگوی ۸ی شکل حرکت می‌کند برای تولید برق استفاده می‌کند. طراحی یکتای این توربین مزایاهایی از جمله توانایی کارکردن در بادهای شدید و همچنین نزدیک هم قرار گرفتن توربین‌ها به هم را فراهم می‌کند.

کند.

[najm143]

توربین پوشیده ogin



Ogin energy از توربین‌های محور افقی استفاده می‌کند که دارای به‌روز رسانی‌های قرن ۲۱ می‌باشد. توربین‌های ogin به وسیله یک پوشش طراحی شده خاص پوشیده شده‌اند، که بادگیرها برای افزایش بازدهی توربین‌ها جریان باد را وارد می‌کنند.

پوشش، مقدار جریان هوا را در بین تیغه‌ها بیشتر می‌کند، به این معنی که توربین‌های ogin در مقایسه با توربین‌های قدیمی می‌توانند هنگامی که سرعت باد کمتر است عمل کنند. پوشش همچنین سرعت هوا را بالا می‌برد و دِرگ را کاهش می‌دهد که افزایش بازدهی توربین را همراه دارد و اجازه می‌دهد توربین‌ها در فاصله کمتری نسبت بهم قرار بگیرند. توربین‌های ogin بسیار کوچکتر از توربین های کنونی اند که برای استفاده‌های تجاری یا مسکونی طراحی شده‌اند.

[najm143]

توربین‌های کایتی



شرکتی در اسکاتلند از کایت‌ها برای بادهای کنار ساحلی استفاده کرده است. شرکت سیستم‌های توان کایتی تاسیساتش را در استنرر اسکاتلند بنا کرده است که از یک جفت کایت برای به‌دست آوردن ۲ تا ۳ مگاوات برق استفاده می‌کند.

کایت‌ها به یک کابل بسیار بزرگ متصل اند که ۱۰۰۰ پا بالاتر از سطح دریا شناورند. کایت‌ها به صورت پشت سرهم حرکت می‌کنند به طوری که وقتی یکی از آن‌ها به وسیله‌ی باد بالا می‌رود دیگری پایین می‌آید. کایت بالا رفته یک را می‌چرخاند که برق تولید شود.

یکی ازمزیت‌های استفاده از کایت این است که به‌راحتی روی یک قایق شناور نصب می‌شود . همچنین تعمیر و نگهداری آن به دلیل وجود ژنراتور و بسیاری از قطعات متحرک روی سطح آسان است و نصب کایت‌ها به اندازه کافی ارزان است .
اگرچه یکی از معایب بزرگ این است که کایت‌ها باد ثابت و همیشگی می‌خواهند که در بیشتر مناطق وجود ندارد. اسکاتلند یک منطقه ایده‌آل برای این‌کار است، اما برای پذیرش گسترده این طرح، باید زمانی که انرژی باد افت می کند، یک راه حل را ایجاد نمود.

http://www.kps.energy/deployment

[najm143]

توربین بادی 400 وات عمودی



این نوع توربین به صورت عمودی (VAWT) نصب می گردد. در توربین بادی افقی، پره‌ها در ارتفاع بالا قرار گرفته و رو به جهت وزش باد می‌چرخند در حالیکه ژنراتور در پشت آن‌ها در ارتفاع قرار دارد. اما در توربین‌های عمودی ژنراتور در پایین برج توربین قرار گرفته و پره‌ها به نوعی دور آن پیچیده‌اند.

این نوع توربین برای استفاده در مناطق مسکونی بسیار مناسب است، به طور کلی دو نوع توربین بادی با محور عمودی وجود دارد؛ روتور ساونیوس و داریوس.

ساونیوس به شکل یک گالون پلاستیکی است که از وسط نصف شده و به یک محور دوار وصل شده است. داریوس اما به یک همزن تخم مرغ شباهت دارد. مدل‌های دیگری از روتور‌های توربین بادی عمودی نیز اختراع شده‌اند ولی به طور عمده مورد استفاده قرار نگرفته اند.

می توان با نصب تعدادی از این نوع توربین ها ( با توجه به میزان مصرف) و استفاده از دستگاه اینورتر جهت تبدیل برق 12 یا 24 به برق 220 ولت ( در صورت نیاز) ، برق مورد نیاز منزل خود را تامین نمود.

http://cloud.video.taobao.com/play/u/26 ... 092757.mp4

[najm143]

نانوپوشش‌های گرمایی تولید انرژی پاک از جریان باد را توسعه می‌دهد



شرکت ویدنگو فناوری نانوپوشش گرمایی را برای استفاده در توربین‌های بادی ارائه کرده است. با این نانوپوشش‌ها میزان یخ‌زدن پره‌ها کاهش یافته و می‌توان کارایی تولید انرژی را ۲۵ درصد افزایش داد.

ویندگو (WINDGO) یکی از شرکت‌های فعال در حوزه مواد هوشمند و فناوری‌های انتقال لرزش است. این شرکت اعلام کرد فناوری پوشش گرمایی خود را برای استفاده در سامانه‌های جریان هوا استفاده کرده است. برای این کار از فناوری نانوپوشش که چند پتنت درباره آن به ثبت رسیده، استفاده شده است. فناوری‌های گرمایی روی بال هلیکوپتر و هواپیما برای یخ‌زدایی استفاده می‌شوند که اخیرا پیشرفت‌های زیادی در این حوزه انجام شده است. ویندگو نیز در حال توسعه این فناوری به‌منظور بهبود کارایی انرژی است.

در حال حاضر، اقبال به‌سوی ژنراتور‌های زیست‌سازگار رو به افزایش است. یکی از روش‌های تولید انرژی پاک، استفاده از جریان باد است. توربین‌های بادی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که لبه‌های آن‌ها به شدت در معرض جریان باد هستند و هر نوع تغییر دمایی روی آن تاثیرگذار است. با توجه به اهمیت چرخش توربین‌ها در تولید انرژی، هر عاملی که موجب کاهش سرعت چرخش توربین شود، در نهایت کارایی فرآیند را کاهش می‌دهد. آلودگی، غبار و هر تغییر ساختاری می‌تواند روی اثربخشی این پره‌ها تاثیرگذار باشد.

یخ زدن یکی از عوامل موثر در کاهش کارایی تولید الکتریسیته است، هر نوع تغییر شکلی در لبه پره‌های توربین منجر به افت کارایی خواهد شد و یخ زدن یکی از دلایل تغییر شکل لبه‌ها است. از این رو، شرکت ویندگو با استفاده از فناوری پوشش‌گرمایی خود که با کمک فناوری‌نانو ایجاد می‌شود، می‌تواند به ممانعت از یخ‌زدن کمک کند.

استفاده از این فناوری می‌تواند نرخ تولید برق را تا ۲۵ درصد افزایش دهد. در حال حاضر از روش‌هایی نظیر استفاده از جریان هوای گرم، لایه‌های بلانکت گرمایی روی پره و پوشش‌های رنگی برای کاهش نرخ یخ‌زدن پره‌ها استفاده می‌شود. همچنین با هلیکوپتر مواد شیمیایی روی پره‌ها ریخته می‌شود. اما استفاده از این فناوری می‌تواند توربین‌ها را نسبت به این روش‌ها بی‌نیاز کند.

[najm143]

توربین بادی O-Wind



این سازه ی کروی و پر خم می تواند از ساختمان ها آویزان شود و از نیروی باد الکتریسیته تولید کند.

توربین های بادی معمولی بسیار کارآمد هستند اما زمانی کار می کنند که باد بصورت مستقیم به آنها برخورد کند. اما در محیط های شهری زیاد شاهد وجود باد نمی باشیم زیرا باد ها پس از برخورد با سازه ها و ساختمان ها نیروی خور را از دست می دهند و در یک جهت نمی وزند. باد های قوی در شهر ها نیز می تواند بوجود آید اما برای تبدیل آنها به انرژی باید سازه ای داشته باشیم که این باد ها را از هر طرف جذب کرده و بتواند با نیروی آن، توربین را به چرخش درآورد.



محققان این توربین چند منظوره را با الهام گرفتن از توپ های “tumleweed” که توسط ناسا طراحی شده بودند و برای حرکت در سطح مریخ از باد های موجود در این سیاره استفاده می کردند، طراحی کرده اند. این سازه به شکل کروی طراحی شده است که دارای دریچه های ورودی و خروجی هوا می باشد که از طرفی هوا می تواند وارد شود و از طرف دیگر خارج شود. با توجه به اصل برنولی، باد وارد شده به سازه باعث ایجاد اختلاف فشار می شود که این اختلاف فشار باعث می شود تا بدون توجه به جهت ورودی هوا، ژنراتور شروع به چرخیدن کند و در راستای این چرخش الکتریسیته تولید شود.

Nicolas Gonzalo، یکی از اعضای تیم محقق در رابطه با اهمیت این سازه گفت: این سازه به ساکنین هر آپارتمان اجازه می دهد تا برق مصرفی خود را از نیروی باد بدست آورند.

فن آوری اولیه از مطالعه بادبادک های آلوئول ساخته شده است. بادبادک های پارچه ای مربعی به نسبت های مختلف امکان تجزیه و تحلیل نیروهای فشار را در معرض باد قرار می دهند. این بادبادک ها دوباره شکل گرفتند ، به صورت چند ضلعی های مختلف تبدیل شدند



https://youtu.be/m8O6CugLTww

https://youtu.be/adbXRjVVN1I