منابع عظیم انرژی آینده ؛ نیروگاههای بادی فراساحلی

[marshal1987]

  منابع عظیم انرژی آینده ؛ نیروگاههای بادی فراساحلی         بادی فرا ساحلی توربین های باد هستند که چندین کیلومتر دورتر از ساحل در اقیانوس یا دریا ساخته میشوند تا از شرایط بهتر موجود در سرعت وزش باد در دریاها به نسبت سرعت باد در زمین استفاده کرده و انرژی الکتریسیته بیشتری را تولید نمایند. 

هرچند که استفاده از این روش در حال حاضر بسیار پرهزینه است و برق تولیدی گران تمام خواهد شد ، اما پیشرفت روزافزون تکنولوژی در امر مواد بکار رفته در توربینها و پایه های آنها و نیز ملخهای کامپوزیتی و همینطور ساخت ژنراتورهای چند مگاواتی هزینه تمام شده را کاهش خواهد داد و استفاده از مزارع بادی فرا ساحلی بخش عظیمی از انرژی تولیدی آینده خواهد بود. در حال حاضر توربین های جدید نصب شده دارای توان حداقل 5 مگاوات می باشند که می توان با نصب 200 توربین بادی به توان 1000 مگاواتی برای یک نیروگاه دست پیدا کرد.

مشکلاتی که در راه این صنعت وجود دارد و هزینه آن را افزایش میدهد نصب آن در داخل دریا و انتقال انرژی حاصل به ساحل است که محققان همچنان در حال تلاش برای پیدا کردن راه های ارزانتری هستند تا بتوان این توربین ها را با هزینه کمتری در مناطق دورتری نسبت به ساحل نصب و در نتیجه انرژی ارزانتری بدست آورد.

  

در حال حاضر کشور انگلستان با در اختیار داشتن 51 درصد از نیروگاههای فرا ساحلی نصب شده در جهان پیشتاز استفاده از این نوع انرژی باد است که این کشورتا سال 2020 یک چهارم برق مصرفی خود را از مزارع بادی فراساحلی تولید خواهد کرد.هزینه تمام شده این نیروگاهها برای انگلستان به طور متوسط 2 تا 2.2 میلیون دلار در هر مگاوات براورد شده است که با طول عمر متوسط 20 سال چشم انداز خوبی را برای این صنعت در اینده انگلستان رقم می زند.

دومین استفاده کننده بزرگ از مزارع بادی فراسحلی کشور دانمارک با 21 درصد از کل نیروگاههای فراساحلی جهان است . کشورهای دیگر نیز مانند هلند، بلژیک و حتی چین و ژاپن نیز در این زمینه در حال فعالیت هستند .
این توربین ها علی رغم اندازه بزرگتر خود نسبت به انواع زمینی ، اثرات مخرب کمتری در آلودگی صوتی محیط زندگی اطراف خود دارند.

  
امریکا نیز در راستای برنامه خود که می بایست تا سال 2030 بیش از 20 درصد از انرژی الکتریکی مصرفی خود را از انرژی باد تولید نماید ، قصد دارد در آینده از منابع عظیم فراساحلی خود استفاده نمایدبه طوری که 4 درصد از بیست درصدانرژی پیش بینی شده از مزارع بادی فراساحلی تهیه خواهد شد

در یکی از این طرحها منطقه ای کوچک نزدیکی سواحل ویرجینیا در اقیانوس ارام در نظر گرفته شده که به تنهایی پتانسیل تولید یک سوم کل برق امریکا راداراست.برق تولیدی در این منطقه توسط کابلهایی به نیویورک انتقال داده خواهد شد. مریلند نیز قصد دارد تا 3 سال اینده یک نیروگاه بادی فراساحلی در 20مایلی سواحل اقیانوس ارام بسازد

امریکا به طور کلی منابع بسیار عظیمی از انرژی باد را در دریاهای اطراف خود دارد به طوریکه با استفاده از مزارع بادی فراساحلی در اطراف امریکا میتوان معادل 9 برابر کل انرژی الکتریکی مصرفی امریکا را تولید نمود.اما در حال حاضر منابع زمینی از نظر اقتصادی به صرفه تر هستند.

  

چین نیز در این زمینه از سال 2009 شروع به ساخت اولین مزیرعه بادی فراساحلی خود کرد و تا سال 2010 تولید برق این نیروگاه آغاز شد. چین تا ماه مه سال 2012 دو مزرعه بادی فرا ساحلی را تکمیل کرده و در حال فعالیت هستند.این کشور قصد دارد تا سال 2015 بیش از 5000 مگاوات برق از نیروگاههای بادی فراساحلی تولید نماید.

کشور ژاپن نیز که پس از حادثه نیروگاه فوکوشیما بدنبال جایگزین کردن انرژیهای تجدید پذیر دیگر به جای انرژی هسته ایست در نظر دارد تا سال 2020 در فوکوشیما 140 توربین بادی با توان 1000 مگاوات را در منطق ابی اطراف ساحل نصب نماید. 2051 به میزان 7500 مگاوات برق از نیروگاه های بادی فراساحلی ثابت و 17500 مگاوات به صورت نیروگاههای بادی شناور تولید نماید.

فرانسه هم بدنبال سرمایه گذاری 4.5 میلیارد دلاری در سواحل اقیانوس ارام برای ساخت یک نیروگاه بادی فراساحلی با توان 1000 مگاواتی است.


   
منابع :
[External Link Removed for Guests]
Engilsh Wikipedia
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

سلام .
به نظرم انرژی استراتژیکِ آینده , انرژی خورشید باشه .
کنار دریاها پالایشگاههای خورشیدی بسیار بزرگ تاسیس میشه که دو کار انجام میده :
1- تصفیه آب برای آشامیدن
2- تجزیه ی آب دریا به ئیدروژن و اکسیژن ,
ئیدروژن با تانکر میره برای تمام پمپ ئیدروژنها و اکسیژن هم که هزار و یک کاربرد داره .

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

شمارش معکوس برای بازنشست شدن ماشینهای بنزینی و رفتنش به موزه ها آغاز شده

[marshal1987]

 برتری ابهای ساحلی برای نیروگاهای بادی چیست؟    


در اروپا تمایل بسیار زیادی به استفاده از نیروگاههای بادیفراساحلی وجود دارد زیرا وزش باد با دورتر شدن از ساحل و بر روی اقیانوس و دریا ، یکنواخت تر و سریعتر است و فضای باز بیشتری برای توربینها وجود دارد که حاصل همه اینها بازدهی بیشتر در تولید الکتریسیته خواهد بود.

انرژی تولید شده توسط توربین های بادی نسبت مستقیم با مربع سرعت وزش باد دارد (توان دوم سرعت باد در معادله) بنابر این یک افزایش کوچک در سرعت باد به افزایش بزرگ در انرژی تولید شده توسط توربین می انجامد. مثلاً یک توربین بادی با میانگین باد 16 مایل در ساعت 50 درصد بیشتر از همان توربین با میانگین سرعت 14 مایل در ساعت ، انرژی الکتریکی تولید خواهد کرد.

سرعت باد در زمین به خاطر وجود پستی و بلندی ها و عوارض زمین کاهش پیدا میکند و این سرعت و قدرت با کاهش ارتفاع هم کمتر میشود به طوری که در ارتفاع زیاد سرعت بیشتر باد را میتوان بدست اورد. بنابر این هرچه از ساحل دورتر و به اقیانوس وارد می شویم باد یکنواخت و قویتر می شود.

عامل دیگری هم در قیمت تمام شده برق توربین های بادی موثر است و آن توان الکتریکی توربین است ،هرچه این توان بیشتر شود هزینه برق تولید شده توربین نیز کاهش پیدا میکند. برای همین هم بعد از دستیابی به تکنولوژی توربینهایی با توان 5 مگاوات و بیشتر سرمایه گذاری های بیشتری در انرژی باد صورت پذیرفت . آینده این صنعت در صورت تحقق توربین های 10 مگاواتی دچار تغییر بسیار بزرگی در میزان تولید خواهد شد.

برای پی بردن به اثراقتصادی ؛ در سال 2005 هزینه برق تولیدی یک توربین 3 مگاوات با سرعت 18 مایل در ساعت حدود 0.059 دلار بود در حالی که هزینه برق تولیدی یک توربین 5 مگاوات در همان مکان برابر 0.036 دلار می شد یعنی 40 درصد ارزانتر.


   

[marshal1987]

 ثانیه شماری برای انقلابی بزرگ در صنعت نیروگاههای بادی فراساحلی     آیا توربین های 10 مگاواتی ساخته خواهند شد؟    
از زمان آغاز به کار نیروگاههای بادی فراساحلی هرساله این صنعت گامی در جهت پیشرفت برداشته هرچند شاید این حرکت خیلی سریع به نظر نیاید.
اینبار صنعت توربینهای بادی قدمی دیگر برداشته که گام بزرگی محسوب می شود. شرکت GE اعلام داشته که در یک توافق با دانمارک اجازه یافته که تاسیسات خود را برای تست توربینهای 10 مگاوات برپا سازد.

در حال حاضر توربین هایی که برای نصب در ابهای فرا ساحلی ساخته می شوند اکثراً 3.6 یا 5 مگاواتی هستند. شرکت زیمنس در حال حاضر قراردادی با شرکت دانمارکی DONG Energy برای ساخت 300 توربین 6 مگاواتی با دارد که در سالهای 2014 تا 2017 تحویل داده خواهند شد.

اکتبر گذشته نیز شرکت Vestas اعلام داشت که به دنبال ساخت سری جدید توربین های خود با قدرت 7 تا 8 مگاوات است که تست این توربینهای جدید را در سال 2014 آغاز خواهد کرد.



اما ایا توربینهای 10 مگاواتی به حقیقت خواهند پیوست؟

در حال حاضر موانع زیادی پیش روی تولید کنندگان توربین برای ساخت توربینی با این ظرفیت تولید برق وجود دارد . از جمله بزرگتر شدن اندازه و بالا رفتن وزن توربین که مشکلات و هزینه های زیادی برای نصب و حمل و نقل آن به وجود می آورد.

هنوز اقدامات بیشتری باید صورت گیرد تا توربینهایی با توان بیشتر و در عین حال وزن مناسب تولید گردند که با پیشرفتهای تکنولوژیک در آینده نزدیک می توان منتظر این رخداد بود.

لازم به ذکر است در صورت تولید توربینهایی با توان بیشتر و در عین حال وزن و قیمت مناسب ، هزینه های تولید برق از راه نیروگاههای بادی فراساحلی بشدت کاهش پیدا کرده و در نتیجه قیمت برق تولیدی این نیروگاهها حتی میتواند با قیمت برق تولیدی از نیروگاههای زغال سنگ رقابت کرده و از آن پیشی بگیرد.


منابع:
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

[Mohammad 1985]

آینده به سوختها و انرژی های نو تعلق داره و کشورهای پیشرو در این ضمینه برنده خواهند بود

[Lord_Jason]

در همین راستا چندی قبل به طرحی برخوردم که توسط کشور بلژیک در حال اجراست. طرح تولید انرژی بادی مزرعه [External Link Removed for Guests] که در فاصله ی 46 کیلومتری از ساحل ساخته و از لحاظ وسعت به چندین فاز تقسیم شده و سرمایه گذاری عظیمی رو میطلبه.

[marshal1987]

در همین راستا چندی قبل به طرحی برخوردم که توسط کشور بلژیک در حال اجراست. طرح تولید انرژی بادی مزرعه [External Link Removed for Guests] که در فاصله ی 46 کیلومتری از ساحل ساخته و از لحاظ وسعت به چندین فاز تقسیم شده و سرمایه گذاری عظیمی رو میطلبه.

البته خیلی هم عظیم نیست این سرمایه گذاری ها ....

برای مثال کشور فرانسه قصد داره یک نیروگاه فراساحلی 1000 مگاواتی با 200 توربین رو با سرمایه گذاری 4.5 میلیارد دلار را اندازی کنه . شاید در نگاه اول خیلی زیاد به نظر بیاد 4.5 میلیارد دلار ولی یاداوری هزینه ساخت 10-20میلیارد دلاری ساخت نیروگاههای هسته ای میتونه معیار خوبی باشه برای اینکه ببینید سرمایه گذاری بر روی باد با فناوریهای فعلی در خیلی از کشورهای اروپایی از انرژی اتمی هم که به خاطر مصرف کم هزینه سوخت محبوبیت اره ، به صرفه تره.

مثلاً در حال حاضر قیمت برق هسته ای فرانسه با توجه به افزایش موارد اضافی ایمنی بعد از حادثه فوکوشیما به ازای هر کیلووات ساعت بالای 10 سنت دلار میشه در حالی که همین نیروگاه 4.5 میلیارد دلاری با ضریب بازده 33 درصد هم قیمت برقش زیر 6 سنت خواهد بود . بنابر این علاقه دولتهای اروپایی به نیروی باد و خصوصاً باد فرا ساحلی قابل توجیه هست از نظر اقتصادی.

اگه یه نگاه به نمودار زیر بندازید خیلی از حقایق رو میتونید ازش بفهمید


                   نمودار ظرفیت نیروگاهی جدید تولید برق در سال 2012 هست . و نشون میده اروپا در سال 2012 در زمینه تولید برق در چه مواردی فعالیت داشته .      که میبینید در سال 2012 ظرفیتی معادل 11896 مگاوات به نیروگاههای بادی اضافه شده یعنی معادل این رقم نیروگاه و توربین جدید نصب شده در حالی که در همین سال 2012 ظرفیت جدید نیروگاههای اتمی منفی بوده یعنی به ازای 22 مگاوات راکتوری که جدید اضافه شده ، 1205 مگاوات کم شده (یعنی راکتورهای خاموش شده و از چرخه نیروگاهی خارج شده بسیار بیشتر از راکتورهای جدید نصب شده هستند)      جهت یاداوری لازمه تذکر بدم ضریب فاکتور بازدهی در محاسبه قیمت تمام شده برق نیروگاهای مختلف و میزان تولید انرژی سالانه آنها بسیار مهم هستند.  ً یک نیروگاه باد 1000 مگاواتی فراساحلی میزان انرژی برقی که در سال تولید میکنه برابر انرژی برقی هست که یک راکتور 400 مگاواتی در سال تولید میکنه.چون فاکتور بازدهی نیروگاه هسته ای حدوداً 2.3 برابر نیروگاه بادیه.   ضریب بازدهی یک نیروگاه خورشیدی در اروپا از همه کمتر و حدود 14 درصد میشه که این یعنی برای خاموش کردن یک نیروگاه 2000 مگاواتی اتمی باید معادلش 4848 مگاوات نیروگاه بادی یا 11428 مگاوات نیروگاه خورشیدی راه اندازی کرد.          

[marshal1987]

 بهره برداری از اولین توربین های بادی 6 مگاواتی در آبهای ساحلی    



شرکت زیمنس از دو توربین 6 مگاواتی خود که در ابهای ساحلی یورکشایر در بریتانیا نصب شده اند، بهره برداری کرد. این توربینها اولین توربینهای 6 مگاواتی هستند که در آبهای فرا ساحلی نصب و شروع بکار می کنند.

شرکت دانگ انرژی که سرمایه گذار این طرح است قصد دارد در این منطقه یک مزرعه بادی فراساحلی با توان 154 مگاوات متشکل از توربینهای 6مگاواتی راه اندازی کند و برای همین منظور با شرکت زیمنس جهت تکمیل پروژه همکاری میکند.

از آنجا که این پروژه اولین استفاده از توربینهای 6 مگاواتی در دریاست ، لازم است قبل از نصب سایر توربینها از کارایی و قابل اعتماد بودن این توربینها با ازمایش دو توربین نصب شده ، اطمینان حاصل آید.

در صورت نصب موفق این توربینها ، این شرکت قصد دارد در سایر پروژه های خود نیز از آنها استفاده نماید.



                 مطلب :[External Link Removed for Guests] 

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

سلام دوستان .
آیا اطلاع دارید چرا این ژنراتورها تیغه های پروانه هاش اینقدر باریکه ؟
چرا همشون سه پرّه هست ؟
اگه چهار یا پنج پره باشه قوی تر نمیشه ؟

[Solver]

در حقیقت این پروانه ها بر خلاف اون چیزی که به شکل آسیاب بادی شناخته می شد عمل می کنند. اینها ماند گل آفتابگران هستند و به جهت باد می چرخند و در مسیر باد قرار گرفته و با عبور باد با سرعت از اون مسیر این پروانه ها به چرخش در میان.

اما چرا 3 تا استفاده میشود ممکن است دلایل مختلف علمی پشتش باشد، چیزی که به نظر من میرسه اختلاف زاویه 120 درجه ای بین اینها است که دقیقا آدم را یاد اختلاف فاز بین 3 فاز RST می اندازد اما فکر نمی کنم ربطی داشته باشد چون ژنراتور داخلی به بازوهای بیرونی ارتباطی ندارد.بنابراین احتمالا این شکل ستاره 120 درجه ای کمترین نیروی مخالف را زمان چرخش ا یجاد می نماید.

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

سلام .
ممنون از نظرتون .
بنده تصور میکنم که محدودیت تعداد تیغه ها و باریکیشون با محدودیت قدرت و استحکام مواد سازنده مرتبط هست .
یعنی از تعداد پره ها بیشتر بشه یا کمی پهن تر بشه , کل سیستم خصوصا پایه ی اون باید بسیار ضخیم تر ساخته بشه تا بشکنه که اصلا اقتصادی نیست ساختنش .