توربینهای بادی کوچک و متوسط: پیشگامان انرژی سبز در حوزه انرژی توزیعشده
توربینهای بادی کوچک و متوسط معمولاً به تجهیزات انرژی بادی با توان کمتر از ۵۰۰ کیلووات اشاره دارند که برق را برای خانوارها، مزارع، جوامع، مشاغل کوچک، ریزشبکهها یا تأسیسات خارج از شبکه فراهم میکنند.
توربینهای بادی کوچک: معمولاً به مدلهایی از ۱ کیلووات تا ۱۰ کیلووات اشاره دارد که عمدتاً برای ساختمانهای مسکونی مستقل از شبکه یا متصل به شبکه، مزارع کوچک و غیره استفاده میشوند.
توربینهای بادی متوسط: معمولاً به مدلهایی از 10 کیلووات تا 500 کیلووات اشاره دارد که عمدتاً در جوامع، مدارس، شرکتهای کوچک و متوسط، ایستگاههای پایه ارتباطی، آبیاری کشاورزی و غیره مورد استفاده قرار میگیرند.
(توجه: گاهی اوقات، به آنهایی که کمتر از ۱ کیلووات هستند، «میکرو» و به آنهایی که بالای ۱۰۰ کیلووات هستند، «بزرگ» گفته میشود.)
انواع اصلی سازه شامل توربینهای بادی محور افقی و توربینهای بادی محور عمودی است.
توربین بادی محور افقی، با محور چرخش روتور موازی با زمین، شبیه به یک توربین بادی بزرگ. فناوری پیشرفته و راندمان بالا در استفاده از انرژی باد، آن را به جریان اصلی بازار تبدیل کرده است. معمولاً یک سکان دم یا سیستم انحراف فعال وجود دارد که باید با جهت باد همسو باشد، سر و صدای نسبتاً زیادی دارد و در ارتفاع بالا نصب میشود.
توربین بادی محور عمودی، با محور چرخش روتور عمود بر زمین. نیازی به باد ندارد، میتواند باد را در هر جهتی جذب کند. سر و صدای کم در حین کار، نگهداری آسان. راندمان استفاده از انرژی باد عموماً کمتر از محور افقی است.
یک سیستم کامل تولید انرژی بادی کوچک و متوسط معمولاً شامل یک توربین بادی، شامل ژنراتور، پرهها، هاب و بدنه، به همراه یک سیستم سکان/یاو است که برای توربینهای بادی محور افقی جهت حفظ همترازی با جهت باد استفاده میشود. برج، توربینهای بادی را در ارتفاعات بالا پشتیبانی میکند تا بادهای قویتر و پایدارتری به دست آید. سیستم کنترل مسئول نظارت بر راهاندازی، خاموش شدن، ایمنی و وضعیت عملیاتی سیستم است. سیستم ذخیره انرژی (برای سیستمهای خارج از شبکه)، انرژی الکتریکی اضافی را برای استفاده در صورت عدم وجود باد ذخیره میکند. اینورتر دارای یک اینورتر خارج از شبکه است که برق DC را از باتری به برق AC برای لوازم خانگی تبدیل میکند. یک اینورتر متصل به شبکه وجود دارد که برق تولید شده توسط توربینهای بادی را به جریان متناوب با فرکانس و فاز مشابه شبکه تبدیل میکند و آن را به شبکه تحویل میدهد.
سناریوهای کاربردی توربینهای بادی کوچک و متوسط شامل کاربردهای خارج از شبکه و کاربردهای متصل به شبکه میشود. کاربردهای خارج از شبکه برای ایستگاههای پایه ارتباطی: تأمین برق برای ایستگاههای پایه ارتباطات سیار در مناطق دورافتاده. نظارت بر جادهها: تأمین برق برای تجهیزات نظارتی بزرگراهها و تونلها. کاربردهای کشاورزی و دامداری: مانند حصارهای برقی برای مراتع، آبیاری زمینهای کشاورزی، تأمین برق برای قایقهای ماهیگیری و غیره. فضای باز و اضطراری: RV، کمپینگ، تأمین برق اضطراری در مواقع اضطراری. کاربردهای متصل به شبکه برای کاربران تجاری: نصب توربینهای بادی با قدرت متوسط در کارخانهها، پارکها و غیره برای کاهش هزینههای برق، استفاده شخصی و اتصال برق مازاد به شبکه. مدرسه و جامعه: به عنوان یک پروژه آموزش علمی عمومی و نمایش انرژی سبز.
مزیت توربینهای بادی کوچک و متوسط در انرژی توزیعشده نهفته است که میتواند برق را در محل تولید کند و تلفات انتقال در مسافتهای طولانی را کاهش دهد. انتشار کربن صفر، انرژی پاک است. این میتواند یک سیستم مکمل بادی-خورشیدی با فتوولتائیکهای خورشیدی تشکیل دهد تا قابلیت اطمینان منبع تغذیه را بهبود بخشد. سیستم متصل به شبکه میتواند بخشی یا تمام مصرف برق شبکه برق را جبران کند.
محدودیتهای توربینهای بادی کوچک و متوسط این است که معمولاً به سرعت باد متوسط سالانه کمتر از ۴-۵ متر بر ثانیه نیاز ندارند و محل نصب باز و بدون مانع است. سرمایهگذاری اولیه نسبتاً زیاد است و هزینههای خود تجهیزات و نصب (بهویژه برج) گران است.
سرعت و جهت باد متغیر است و توان خروجی ناپایدار است؛ ممکن است باعث ایجاد تداخل صوتی برای ساکنان اطراف شود.
اگر قصد نصب یک توربین بادی کوچک تا متوسط را دارید، باید منابع بادی را ارزیابی کنید: از تجهیزات حرفهای برای اندازهگیری دادهها حداقل برای یک سال استفاده کنید، یا اطلاعات هواشناسی محلی را جویا شوید. این مهمترین مرحله است. محاسبه تقاضای برق: بار و مصرف برق خود را مشخص کنید تا میزان برق مورد نیاز توربینهای بادی را تعیین کنید. نوع مناسب را انتخاب کنید: بر اساس نیازها و محیط خود، یک فن محور افقی یا عمودی انتخاب کنید. بازرسی محل: اطمینان حاصل کنید که فضای باز کافی وجود دارد و آن را از موانعی مانند ساختمانها و درختان دور نگه دارید. آشنایی با مقررات: در مورد مجوزهای ساخت و ساز، محدودیتهای ارتفاع، مقررات سر و صدا و سیاستهای اتصال شبکه با دولت محلی مشورت کنید. برندها و نصابهای قابل اعتماد را انتخاب کنید: محصولات دارای گواهینامه و معتبر و یک تیم نصب حرفهای را برای اطمینان از ایمنی و خدمات پس از فروش انتخاب کنید. تجزیه و تحلیل اقتصادی: دوره بازگشت سرمایه را با در نظر گرفتن هزینههای تجهیزات، هزینههای نصب، هزینههای نگهداری و برق/یارانههای صرفهجویی شده محاسبه کنید.
توربینهای بادی کوچک و متوسط ابزارهای قدرتمندی برای دستیابی به خودکفایی انرژی و زندگی سبز هستند، به ویژه برای مناطقی با منابع بادی خوب و شبکههای برق نامناسب مناسب هستند. با این حال، این یک راه حل جهانی نیست که از نصب سود ببرد و موفقیت آن به شدت به ارزیابی دقیق و نصب و نگهداری حرفهای در مراحل اولیه بستگی دارد. قبل از تصمیمگیری، لطفاً حتماً تحقیقات و آمادگی کامل را انجام دهید.
