چرا توربین های بادی در مقادیر زیادی نصب نمی شوند؟

تولید انرژی باد ، به عنوان یک نوع انرژی تمیز و تجدید پذیر ، توجه گسترده ای را در سراسر جهان به خود جلب کرده است. با این حال ، علی رغم مزایای فراوان ، توربین های بادی به طور گسترده نصب نشده اند. این پدیده دلایل مختلفی از جمله انتخاب سایت و محدودیت های نصب ، هزینه های بالا و چالش های نگهداری ، مشکلات فنی در دسترسی به شبکه ، عوامل محیطی و ایمنی ، بی ثباتی سرعت باد و چالش های ساخت زیرساخت را شامل می شود.
محدودیت های انتخاب و نصب سایت 1 、
نصب توربین های بادی نیازهای جغرافیایی دقیق دارد. محل نصب ایده آل باید در مناطقی که ساختمانهای مرتفع ، کوههای کم و تپه ها وجود داشته باشند ، انتخاب شود و دشت های باز یا دریاها بهترین گزینه ها هستند. این امر به این دلیل است که توربین های بادی برای اطمینان از بهره وری تولید برق به منابع باد کافی و پایدار نیاز دارند. با این حال ، چنین مکان های جغرافیایی به راحتی در دسترس نیست و محدوده نصب آنها را محدود می کند.
در فرآیند انتخاب سایت ، بسیاری از عوامل باید در نظر گرفته شوند. ارتفاع برج ، فاصله بین باتری ، الزامات برنامه ریزی محلی و موانعی مانند ساختمانها و درختان می تواند بر عملکرد عادی توربین های بادی تأثیر بگذارد. به عنوان مثال ، اگر موانعی در محدوده کار یک توربین بادی وجود داشته باشد ، در جریان طبیعی جریان هوا تداخل خواهد کرد و باعث می شود توربین بادی نتواند انرژی باد را به طور کامل ضبط کند و از این طریق باعث کاهش راندمان تولید برق شود. در برخی از مناطق اطراف شهرها ، به دلیل چگالی ساختمانها ، یافتن سایت های نصب مناسب دشوار است ، که نصب در مقیاس بزرگ توربین های بادی را تا حد زیادی محدود می کند.
2 、 چالش های هزینه بالا و نگهداری
تعمیر و نگهداری و تعمیرات اساسی تجهیزات تولید باد یک کار طولانی مدت و پیچیده است که به مقدار قابل توجهی از نیروی انسانی ، منابع مادی و منابع مالی نیاز دارد. توربین های بادی از اجزای دقیق بی شماری مانند توربین های بادی ، ژنراتورها ، برج ها و غیره تشکیل شده اند. این مؤلفه ها به دلیل سایش ، خستگی و دلایل دیگر در طول کار طولانی مدت ممکن است نقص داشته باشند. تعمیر و نگهداری منظم و تعمیرات اساسی از جمله بازرسی و تعمیر تیغه ها ، روغن کاری و جایگزینی گیربکس ، بازرسی از سیستم های برقی و غیره ضروری است. هر کار به پرسنل فنی حرفه ای و پشتیبانی تجهیزات مربوطه نیاز دارد که پرهزینه است.
بلند کردن و ساخت زیرساخت تجهیزات بزرگ نیز عوامل مهمی در افزایش هزینه است. با در نظر گرفتن پروژه انرژی بادی 280 مگاوات در شهرستان Caiyuyutai ، استان شاندونگ ، توسط شرکت بخش مهندسی هشتم ساخت و ساز چین به عنوان نمونه توسعه یافته و ساخته شده است ، اولین توربین بادی با استفاده از تجهیزات پیشرفته بالابر داخلی بلند شد. قبل از ساخت و ساز ، کارشناسان چندین بار برای بحث در مورد نصب و از بین بردن برنامه های تجهیزات بزرگ و همچنین برنامه های بلند کردن توربین های بادی سازماندهی شدند. این امر به این دلیل است که اجزای توربین های بادی حجیم و سنگین هستند و محفظه های موتور بیش از 200 تن و طول تیغه بیش از 70 متر وزن دارند. فرآیند بلند کردن پیچیده و پرخطر است و به تجهیزات بلند کردن حرفه ای و اپراتورهای ماهر نیاز دارد که بدون شک هزینه های نصب را افزایش می دهد. در عین حال ، دوره ساخت زیرساخت ها طولانی است و محیط ساخت و ساز پیچیده است. اگر ساخت و سازهای بنیاد در پایه های ضعیف و اقشار پیچیده انجام شود ، تکنیک های ویژه درمان بنیاد مورد نیاز است که این امر بیشتر هزینه ساخت و ساز و هزینه زمان را افزایش می دهد.
3 、 مشکلات در فناوری دسترسی به شبکه
تفاوت هایی در الزامات فنی برای دسترسی به شبکه در مناطق مختلف وجود دارد که چالش های بسیاری برای دسترسی شبکه تولید انرژی باد ایجاد می کند. ظرفیت شبکه برق یک عامل اصلی است. اگر ظرفیت شبکه برق محلی محدود باشد و تولید برق مزارع بادی بزرگ باشد ، ممکن است منجر به عدم توانایی شبکه برق در جذب برق اضافی شود و در نتیجه زباله های انرژی ایجاد شود. به عنوان مثال ، در برخی از مناطق از راه دور ، زیرساخت های شبکه برق ضعیف است ، ظرفیت شبکه برق اندک است ، و پاسخگویی به تقاضا برای دسترسی به تولید انرژی باد در مقیاس بزرگ دشوار است.
الزامات مقررات شبکه برق نیز باید در نظر گرفته شود. مناطق مختلف نیازهای نظارتی متفاوتی برای کیفیت ، فرکانس ، ولتاژ و جنبه های دیگر دارند. نیروگاه های بادی برای اتصال هموار به شبکه باید این شرایط را برآورده کنند. این امر به تجهیزات تولید انرژی باد نیاز دارد تا از قابلیت های تنظیم و کنترل مربوطه برخوردار باشد ، که باعث افزایش پیچیدگی فنی و هزینه تجهیزات می شود. علاوه بر این ، دسترسی به شبکه همچنین برای اطمینان از عملکرد پایدار تولید برق باد و شبکه ، باید به موضوعاتی مانند اعزام قدرت و پیکربندی حفاظت بپردازد. این چالش های فنی نصب در مقیاس بزرگ توربین های بادی را محدود می کند.
4 、 عوامل محیطی و ایمنی
برخورد پرندگان پرنده یک مسئله بالقوه زیست محیطی است که با تولید انرژی باد روبرو است. راه اندازی تجهیزات بزرگ تولید انرژی باد در مسیرهای مهاجرت پرندگان به راحتی می تواند باعث برخورد بین پرندگان و تیغه های توربین شود. پرندگان ممکن است نتوانند در هنگام پرواز از تیغه های چرخشی سریع به موقع جلوگیری کنند و در نتیجه صدمه یا مرگ ایجاد شود. این نه تنها بر جمعیت پرندگان تأثیر می گذارد ، بلکه ممکن است نگرانی های عمومی را در مورد دوستی زیست محیطی تولید نیروی باد نیز ایجاد کند. به عنوان مثال ، ساختن مزارع بادی در مسیرهای مهم مهاجرت پرندگان ممکن است مهاجرت عادی پرندگان را مختل کرده و بر تعادل زیست محیطی تأثیر بگذارد.
سر و صدای ایجاد شده توسط توربین های بادی نیز موضوعی است که نمی توان آن را نادیده گرفت. در حین کار توربین های بادی ، سر و صدا با چرخش تیغه ، انتقال مکانیکی و غیره ایجاد می شود که ممکن است در محیط اطراف و سلامت انسان تأثیر بگذارد. قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در محیط های نویز با شدت بالا ممکن است منجر به مشکلاتی از قبیل کاهش شنوایی و کیفیت پایین خواب برای ساکنان شود و بر زندگی عادی آنها تأثیر بگذارد. بنابراین ، هنگام انتخاب مکانی برای نیروگاه بادی ، لازم است تا تأثیر سر و صدا را بر ساکنان اطراف در نظر گرفته و اقدامات مربوط به کاهش نویز را در نظر بگیرید ، که این امر همچنین باعث افزایش هزینه ساخت و دشواری تولید انرژی باد می شود.
5 、 بی ثباتی سرعت باد
سرعت باد مهمترین عامل مؤثر بر تولید انرژی باد است. اصل کار توربین های بادی تعیین می کند که تولید برق آنها از نزدیک با سرعت باد ارتباط دارد. به طور معمول ، هنگامی که سرعت باد بین 4 متر در ثانیه و 25 متر در ثانیه باشد ، تولید انرژی باد بالاترین است. هنگامی که سرعت باد زیر 4 متر در ثانیه باشد ، توربین بادی نمی تواند شروع شود. هنگامی که سرعت باد بیش از 25 متر در ثانیه باشد ، توربین بادی به طور خودکار خاموش می شود تا از آسیب جلوگیری شود. این امر به این دلیل است که وقتی سرعت باد خیلی کند است ، پروانه نمی تواند به سرعت بهینه بچرخد و نمی تواند انرژی الکتریکی کافی ایجاد کند. هنگامی که سرعت باد خیلی سریع است ، وزش باد شدید ممکن است به ساختار توربین بادی آسیب برساند.
پایداری سرعت باد نیز می تواند در تولید انرژی باد تأثیر بگذارد. اگر سرعت باد ناپایدار باشد ، باعث می شود سرعت توربین بادی ناپایدار باشد و از این طریق بر تولید برق تأثیر بگذارد. به عنوان مثال ، در بعضی از مناطق ، سرعت باد به طور مکرر تغییر می کند ، گاهی اوقات با نسیم ملایم صورت و گاهی اوقات با وزش باد شدید ، که حفظ یک وضعیت تولید برق پایدار و کاهش راندمان تولید برق برای توربین های بادی دشوار است. بنابراین ، نیروگاه های بادی معمولاً محل نصب و جهت توربین های بادی را بر اساس شرایط سرعت باد محلی انتخاب می کنند تا به حداکثر رساندن مزایای تولید باد بادها باشد. با این حال ، با این وجود ، ناپایداری سرعت باد هنوز هم یک عامل مهم محدود کننده نصب در مقیاس بزرگ توربین های بادی است.
6 、 چالش های زیرساختی
توربین های بادی باید در مناطقی با ارتفاع 12 متر یا بیشتر نصب شوند و معمولاً نیاز به ایجاد پایه های بتونی مسلح دارند. این نیاز باعث افزایش دشواری و هزینه ساخت زیرساخت ها می شود. با در نظر گرفتن پروژه قدرت باد 200 مگاوات در کوگوگام ، منطقه سینی ، که توسط 14 مین اداره نیروگاه برق انجام شده است ، به عنوان نمونه ، اولین توربین بادی در ارتفاع 4700 متر واقع شده است. این واحد از پنج بخش برج فولادی تشکیل شده است که حداکثر قطر آن 5.1 متر در قسمت پایین است. این ژنراتور 110 تن وزن دارد ، با ارتفاع مرکز توپی 118 متر و قطر پروانه 195 متر. ساخت و ساز زیرساخت ها در مناطق با ارتفاع بالا با مشکلات بسیاری از جمله آب و هوای پیچیده و متغیر ، وزش باد شدید در تمام سال و شرایط ساختمانی سخت روبرو است.
تکنیک های ویژه درمان بنیاد برای ساخت پایه در پایه های ضعیف و سازندهای زمین شناسی پیچیده مورد نیاز است. به عنوان مثال ، ممکن است لازم باشد که ساخت پایه شمع ، تقویت بنیاد و غیره انجام شود. برای اطمینان از ثبات و ظرفیت تحمل بنیاد. این تکنیک های ویژه درمان بنیاد نه تنها مشکل ساخت و ساز را افزایش می دهد ، بلکه هزینه های ساخت و ساز را نیز افزایش می دهد. علاوه بر این ، دوره ساخت و ساز طولانی زیرساخت ها به مقدار زیادی از نیروی انسانی و منابع مادی نیاز دارد ، که بیشتر نصب در مقیاس بزرگ توربین های بادی را محدود می کند.
به طور خلاصه ، به دلایل مختلفی از جمله انتخاب سایت و محدودیت های نصب ، هزینه های زیاد و چالش های نگهداری ، مشکلات فنی در دسترسی به شبکه ، عوامل محیطی و ایمنی ، سرعت باد ناپایدار و چالش های زیرساختی ، توربین های بادی در مقادیر زیادی نصب نشده اند. با این حال ، با پیشرفت مداوم فناوری و افزایش پشتیبانی از سیاست ، این موضوعات ممکن است به تدریج در آینده حل شود. به عنوان مثال ، توسعه تجهیزات تولید نیروی باد کارآمدتر ، بهبود فناوری دسترسی به شبکه و تقویت اقدامات حفاظت از محیط زیست ، همه انتظار می رود که کاربرد وسیع تری از تولید انرژی باد را ترویج کند و آن را قادر سازد تا نقش بیشتری در بخش انرژی داشته باشد.