تولید هوشمندانه برق از باد

تولید هوشمندانه برق از باد

مجله energy engineering «مهندسی انرژی» به موضوع جذاب و مورد اقبال توربین‌های بادی غول پیکر و لزوم توسعه مزارع تولید برق از باد پرداخته است.

به گزارش سیناپرس در سراسر جهان مزارع برق بادی با سرعت در حال رشد و توسعه هستند. این فناوری مدت‌هاست که در گوشه و کنار جهان رویش یافته اما حالا نگرش جدیدی نسبت به آنها مطرح شده است. کارشناسان به این واقعیت اشاره می‌کنند که آنالیز دقیق عملکرد توربین‌ها در مزارع بادی می‌تواند به تولید مؤثرتر برق از این ساختارهای غول پیکر کمک کند. اما این واقعیت هم بر کارشناسان این عرصه مثل روز روشن است که اندازه‌گیری دقیق عملکرد توربین‌های بادی امکان‌پذیر نیست زیرا همواره اطلاعات جامعی در این زمینه در اختیار تحلیل‌گران انرژی وجود ندارد.

به‌طور کلی می‌توان گفت بازده کاری بسیاری از توربین‌های بادی در سراسر جهان چندان امیدوارکننده نیست. عوامل زیادی در این زمینه مطرح می‌شود که قطعاً مهم‌ترین آنها کالیبره نبودن موتور و پره‌های توربین‌هاست. در نتیجه زمانی که پای آنالیز دقیق تولید برق انرژی پایدار از این توربین‌ها به میان می‌آید، دیگر نمی‌توان با قطعیت صحبت کرد.

داشتن درک درستی از جریان باد در سطح یک مزرعه بادی در دستیابی به شناخت کامل از عملکرد توربین‌های آن مزرعه بادی تأثیر عمیقی دارد. از طرفی باید به این واقعیت هم توجه کرد که آشفتگی در جریان باد و به خصوص مواقعی که جهت وزش باد منطبق با راستای پره‌های توربین نیست تأثیر منفی بر عملکرد آن گذاشته و در عین حال بار مکانیکی بیش از حدی را هم بر پره‌ها و موتور توربین اعمال می‌کند.

در بحث ارزیابی دقیق عملکرد توربین‌های بادی فاکتور دیگری به نام «نقص توربین‌ها» هم مطرح می‌شود که به منظور ارایه گزارشی جامع از بازدهی توربین‌ها در تولید برق باید آن را نیز در نظر گرفت.

از اینجا به بعد اهمیت داده‌هایی که از این طریق جمع‌آوری می‌شود به خوبی روشن می‌گردد زیرا حالا می‌تواند ارزیابی‌های استراتژیک و تعیین‌کننده‌ای را همراه با عملیات‌های مربوط به تعمیر و نگهداری در خصوص هر یک از توربین‌های نصب شده در یک مزرعه بادی ارایه کرد. در نتیجه، اداره‌کنندگان چنین مزرعه بادی می‌توانند.

ساخت و توسعه یک مزرعه برق‌بادی فرایندی پیچیده است که باید عوامل زیادی را مدنظر قرارداد. نوع طراحی و در نظر گرفتن ایمنی آن یکی از این عوامل است. به‌طور کلی رشد بازار انرژی‌های تجدیدپذیر منجر به پیدایش و توسعه چشمگیر تأسیسات و فرایندهای نوآورانه در زمینه تولید برق شده است. حتی فناوری‌های نوینی در زمینه انتقال برق تولید شده به این روش هم ارایه می‌شود. اما نکته مهم‌تر این است که این دسته از تأسیسات معمولاً در محیط‌های دورافتاده و پرچالش واقع می‌شوند. این بدان معناست که باید برای تأمین ایمنی و امنیت سیستم‌های معمولاً گران‌قیمتی که در این تأسیسات دورافتاده نصب می‌شود، برنامه‌ریزی جدی کرد.

توجه به ساختار طراحی یک مزرعه بادی به افزایش بازده کاری آن کمک زیادی می‌کند. این واقعیت را می‌توان از زاویه‌ای دیگر هم مطرح کرد. در واقع درک درست از ضعف‌های یک سیستم (که می‌تواند در اینجا یک مزرعه بادی مملو از توربین‌های بادی باشد) به سازندگان آن کمک می‌کند تا خطرات احتمالی را شناسایی کرده و پیش از وقوع هر اتفاقی نسبت به ایمن‌سازی آن اقدام کنند.

 

آگاهی از تأثیرگذار بودن ریز‌ترین نکات فنی ساختار یک توربین بادی در افزایش یا کاهش بازدهی تولید برق توسط آن موجب شده که شرکت‌های زیادی وارد عمل شده و فناوری‌های مربوط به این بخش را توسعه دهند. شرکت ایرلندی و شناخته شده Aquaterra Energy and Proeon Systems که دفاتر زیادی در سراسر جهان دارد سیستم کنترلی پیشرفته‌ای ارایه کرده که نه تنها هزینه‌های مربوط به نگهداری از یک توربین بادی استقرار یافته در مناطق آبی را کاهش می‌دهد، بلکه بازده کاری آن را نیز ارتقا می‌دهد. اهمیت این نوع سرمایه‌گذاری‌ها در این است که بنا بر پیش‌بینی کارشناسان حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر، طی ۱۰ سال آینده حجم سرمایه‌گذاری در زمینه مزارع بادی مستقر در دریا به ۲۱۰ میلیارد پوند خواهد رسید. بدون شک این حجم عظیم از سرمایه‌گذاری نیازمند توسعه و به‌کارگیری فناوری‌های نوین در زمینه تعمیر و نگهداری از توربین‌های غول پیکر بادی است. این دسته از فناوری‌ها، هزینه‌های مربوط به استخدام نیروهای انسانی و همچنین سرک کشیدن به توربین‌ها را تا حد چشمگیری کاهش می‌دهد. این نوآوری عمدتاً با تکیه بر حسگرهایی صورت می‌گیرد که در ساختار توربین‌های بادی نصب می‌شود. این حسگر‌ها در بخش‌های مختلف ساختار توربین نصب می‌شود تا فاکتورهای مهمی نظیر دما، جهت وزش باد و تغییرات جوی را به اطلاع مهندسان پروژه برسانند.