انرژی باد فهرست مطالب مقدمه 4
فصل اول 7
آسياب هاي بادي با محور قائم: 9
تجربه ي ايرانيان: 10
تجربه آمريکايي ها: 11
تجربه ي دانمارکي ها: 13
تجربه ي فرانسوي ها: 14
تجربه ي هلندي ها: 15
تجربه ي انگليسي ها: 16
تجربه ي آلماني ها: 17
فصل دوم 19
مهار نيروي باد: 22
اثر سرعت باد: 24
ذخيره انرژي بادي: 25
انرژي باد از نظر اقتصادي: 26
بادهاي ايران: 26
خلاصه ي دو مطالعه براي تعيين محل نصب توربين بادي: 28
انرژي بادي و حفظ محيط زيست: 30
ميانگين سرعت باد در ايران: 31
اندازه گيري سرعت باد: 32
توليد الکتريسيته: 33
فصل سوم 34
استفاده از نيروي باد در قديم: 35
انرژي باد در عصر جديد: 35
1-توربين محور افقي و2- توربين محور عمودي. 36
استفاده از نيروي باد در آينده: 37
استفاده از نيروي بادهاي دريايي: 38
مزرعه ي بادي: 39
مزارع بادي و محيط زيست: 41
در کدام مناطق قدرت وزش باد بيشتر است؟ 42
نيروي برق در غرب وحشي: 43
استفاده از نيروي باد در خانه هاي امروزي: 44
نيروي باد در روستاهاي کوچک: 44
باد در خدمت آب: 45
تلمبه هايي که با نيروي باد کار ميکنند: 46
نيروي باد در حمل و نقل: 47
فصل چهارم 49
زندگي در کنار توربين هاي بادي: 50
سرعت مناسب توربين، به کارگيري جعبه دنده: 50
بزرگترين مجموعه ي توربين هاي بادي جهان: 51
فناوري جهاني با نگاه محلي: 52
صادرات فناوري نيروگاه بادي: 53
مشکلات وزن توربين هاي بادي: 53
آلودگي صوتي توربين هاي بادي: 54
توربين بادي چگونه کار ميکند: 54
انتخاب توربين بادي: 56
توربين بادي براي مزارع: 57
ساختمان پره هاي توربين بادي: 59
تنظيم دورتوربين هاي بادي با محور افقي: 60
تنظيم دور توربين هاي بادي با محور قائم: 61
برج هاي نگاهدارنده ي توربين هاي بادي: 63
ساخت و نصب توربين هاي بادي در ايران: 65
استفاده از تلمبه هاي بادي براي آبکشي از چاه و رودخانه: 67
توربين بادي چند نوع است: 68
ايمني توربين هاي بادي: 68
گسترش کاربرد توربين هاي بادي: 69
توربين هاي بادي چگونه متوقف ميشوند؟ 69
فهرست منابع 72
مقدمه
عرضه و تقاضاي انرژي در جهان به صورت يکي از مهمترين مسائل روز درآمده است، به طوري که جهان تا پايان اين قرن هم ممکن است با آن مواجه باشد. انرژيهاي فسيلي مانند نفت و گاز و زغال سنگ روزي تمام خواهند شد و با پايان گرفتن آن چرخ تمدن بشري که بستگي مستقيم به انرژي دارد متوقف خواهد گشت. اين امر سبب گشته است که کشورهاي توسعه يافته صنعتي با جديت هر چه تمامتر استفاده از ساير انرژي هاي موجود در طبيعت را مورد توجه قرار دهند. استفاده از انرژي خورشيد، باد، جزر و مد، گرماي درون زمين و … که به نام انرژي هاي نو موسومند مستلزم کار و کوشش و تحقيقات زيادي ميباشد که بايد از قبل انجام شده باشد. کشورهاي توسعه يافته سالهاست که مطالعات دامنه داري را در اين زمينه شروع کرده اند. چون موضوع انرژي يک مساله ي جهاني است و با تمام افراد کره ي زمين ارتباط مستقيم دارد، لازم است ابتدا مسائل آن را از همه ي جهات يک به يک مورد تجزيه و تحليل قرار داده و با آن با يک ديد جهاني برخورد نمائيم. براي درک سيستم انرژي از نقطه نظر فيزيکي لازم است مراحلي را که انرژي در جريان تبديل و بهره‌برداري نهايي مي پيمايد بدانيم.
« انرژي اوليه» انرژيي است که از طبيعت بدست آمده باشد مانند انرژي آب سدها، نفت، زغال سنگ و … به ندرت ممکن است اين انرژي صورت «انرژي نهايي» يعني انرژي آماده براي مصرف را داشته باشد.
يکي از انواع انرژي آماده براي مصرف، گاز طبيعي است و به همين جهت بسيار مورد توجه قرار دارد. اکثر انرژي هاي اوليه را بايد به انرژي ثانويه بدل کرد تا بتوان از آن استفاده نمود. الکتريسيته و بنزين جز اين دسته محسوب ميشوند. براي اينکه انرژي به سهولت به دست مصرف کننده برسد بايد در آن تغييراتي داده شود که به آساني قابل انتقال و حمل و نقل بوده تا مورد استفاده قرار گيرد. در بسياري موارد براي رساندن انرژي به دست مصرف کننده، از شبکه هاي برق فشار قوي، لوله هاي گاز رساني و سرانجام سيستم هاي گرمائي استفاده ميشود. سوختهاي مايع به دليل سهولت حمل و نقل و ذخيره کردن آنها مورد توجه قرار دارند.
با افزايش روز افزون جمعيت جهان و محدود بودن منابع انرژي، کليه ي کشورها با مشکل انرژي روبرو هستند. انرژي براي همه ي مردم مساله اي است اساسي، انرژي در تمام شئون جامعه ي انساني رسوخ کرده است، جنبه هاي مختلف آن از زندگي روزانه ي خانوادگي گرفته تا سياست جهاني و بين المللي و طرح هاي توسعه ي ملّي را تحت تاثير قرار داده است. انرژي در سالهاي اخير به علت پديده اي که «بحران جهاني انرژي» نام گرفته اهميت زيادي کسب کرده است و انرژي بادي يک از انرژيهاي مهم به شمار مي رود که به آن مي پردازيم.
بادهاي جهان جمعاً حدود TW 2700 انرژي در خود نهفته دارند. هزاران سال است که انسان براي بدست آوردن جز بسيار کوچکي از اين انرژي، از آسياب هاي بادي استفاده ميکند. در سالهاي اخير با بالا رفتن قيمت انرژي هاي فسيلي، دوباره اذهان متوجه نيروي بادي شده است. انرژي بادي به علت رايگان بودن و آلوده نساختن محيط زيست بيشتر مورد توجه قرار دارد. استفاده از نيروي باد براي نيازهاي محلي بسيار مناسب است. از TW 2700 انرژي موجود در باد حدود آن در 100 کيلومتري زمين قرار دارد.با احداث مبدل هاي بادي در سراسر جهان حداکثرTW 40 انرژي مي توان به دست آورد. با اين حال حتي 10 درصد اين مقدار انرژي يعني TW 4 از ظرفيت کلي انرژي آبي بيشتر است. قبل از نصب دستگاه توربين بادي لازم است نقاط باد خيز تعيين و مطالعاتي در خصوص شدت و دوام باد در طول سال به عمل آيد و دستگاه توربين بادي در مکاني نسب شود که با دبه اندازه ي کافي در اکثر فصول سال وجود داشته باشد. از يک توربين بادي با محور افقي براي آب کشي از چاه و از يک توربين بادي با محور قائم براي توليد برق استفاده ميشود. در مناطق باد خيز ميتوان با استفاده از انرژي باد و نصب توربين هاي با محور افقي و قائم که ساخت آن بسيار ساده است براي کشيدن آب از زير زمين و يا توليد برق استفاده کرد.
اين صنعت امروزه به سرعت در حال رشد است و در بسياري نقاط جهان زمين هاي وسيعي را که در معرض باد زياد هستند به نام «مزرعه ي باد» نامگذاري کرده و با باد، الکتريسيته توليد مي نمايند. اين نيرو آن قدر زياد شده که انرژي آن مستقيماً به شبکه ي تغذيه ي شهرها متصل شده است.
اميد به آن است که در آينده اي نه چندان دور هموطنان عزيز استفاده از انرژي هاي نو و به خصوص انرژي باد را جدي بگيرند و در رفع نقائص و مشکلات آن بکوشند تا اين انرژي ارزان و بي پايان بيش از پيش مورد استفاده ي مردم عزيز کشورمان قرار گيرد.
فصل اول
تاريخچه
بشر از زمانهاي بسيار دور به نيروي لايزال باد پي برده بود، آسياب هاي بادي و کشتي هاي بادي که هزاران سال قبل معمول بود گوياي اين امر است.
طبق اسناد و مدارک موجود اولين کرجي که با نيروي باد حرکت ميکرد توسط مصريان ساخته شد و اولين آسياب بادي براي آرد کردن غلات 200 سال قبل از ميلاد مسيح توسط ايرانيان بنا گرديد. هم اکنون تعدادي آسياب بادي در روستاهاي بين خواف و تايباد وجود دارد که به کار مشغولند.
آسياب هاي بادي اوليه با محور قائم بودند، بعد از مدتي آسياب هاي بادي با محور افقي و پروانه هاي سه گوش باد بزني معمول گشت، هنوز هم نمونه هايي از اين آسياب ها را مي توان در نواحي مديترانه پيدا کرد.
در قرن 11 ميلادي در خاورميانه آسياب هاي بادي استفاده هاي گوناگوني شد. آسياب هاي بادي در قرن 13 ميلادي به کشورهاي اروپايي راه يافت. در 5000 سال قبل يک کرجي با نيروي باد در رود نيل حرکت ميکرد. اين قديمي ترين نقشه در خصوص استفاده ي انسان از نيروي باد براي حرکت در روي آب ميباشد. نصب بادبان به يک محور مرکزي که با استفاده از نيروي باد، توليد نيروي چرخشي ميکرد بعداً انجام گرفت و بشر به وسيله آن توانست نيروي لازم را براي آبکشي جهت آبياري، آرد کردن غلات و سرانجام اره کردن چوب به دست آورد.
آسياب هاي بادي با محور قائم:
چنانکه اشاره شد ايرانيان اولين کساني بودند که در حدود 200 سال قبل از ميلاد مسيح براي آرد کردن غلات از آسياب هاي بادي با محور قائم استفاده کردند.
آسياب هاي بادي با محور افقي:
آسياب هاي بادي با محور افقي در قرن دوازدهم ميلادي ساخته شدند. آسياب بادي با محور افقي که بادبان هاي سه گوش آن به وسيله 10 ديرک چوبي نگاهداري ميشود، اين آسياب هم اکنون در کشور يونان براي آرد کردن غلات به کار مشغول است.
در ادامه خلاصه اقداماتي را که کشورهاي مختلف جهان براي مهار کردن نيروي باد و گرفتن انرژي از اين منبع لايزال بعمل آورده اند، ذکر ميکنيم.
تجربه ي ايرانيان:
ديديم ايرانيان اولين کساني بوده اند که در 2200 سال قبل از توربين هاي بادي با محور قائم استفاده کرده اند. باد هاي جنوب ايران و استفاده از نيروي به خصوص بادهاي سيستان از قديم مورد توجه بوده است، چنانکه ابوالحسن علي بن حسين مسعودي، در مروج الذهب و معادن الجواهر مينويسد:
ديار سيستان ديار باد و ريگ است و همان شهر است که گويند باد آنجا آسياب ها گرداند و آب از چاه کشد و باغها سيراب کند و در همه ي دنيا شهري نيست که بيشتر از آنجا از باد سود برد و خدا داناتر است.
ابن حوقل، در صوره الارض مي نويسد:
در سيستان بادهاي سخت مداوم مي وزد و به همين سبب در آنجا آسياب هاي بادي براي آرد کردن گندم ساخته اند. اين بادها ريگها را از جايي به جاي ديگر مي برند (ريگ روان) و مردم آنجا با استفاده از تجارت گذشتگان که بر پايه ي دانش هندسه استوار است سرزمين خود را از خطر ريگ روان نگه مي دارند، و اگر اين مراقبت نمي بود، ريگ، شهرها و ديه ها را نابود ميکرد و من شنيدم که مردم آنجا وقتي بخواهند ريگ را از جايي به جاي ديگر، بي آنکه زمين مجاور را فرا گيرد منتقل کنند، در نزديک ريگ، تپه و ديوارهايي از چوب و خار و جز آن تعبيه کنند و در پايين آن در برابر باد دري قرار دهند، باد از آنجا داخل شده و آن را مي پراکند و در بالاي آن چون گردبادي مي سازد و ريگ را در جايي که منظور ايشان است منتقل ميکند.
در ايران در 20 سال اخير تلمبه هاي بادي براي آبکشي از چاه ساخته شده است که اين تلمبه ها در مراتع کشور براي تهيه ي آب مورد نياز دام و همچنين کمک به حيات وحش نصب گرديده است.
تجربه آمريکايي ها:
تايفه ي قرن 19 بيش از 6 ميليون آسياب بادي کمتر از 1 قوه اسب در امريکا ساخته شد که براي توليد برق و آبکشي از چاه مورد استفاده قرار گرفت و اکنون بيش از 150 هزار از آنها به کار مشغول است.
آسياب هاي بادي معمولي که براي آبکشي از چاه ساخته شده اند از نوع پره هاي بادبزني است که 6/3 تا 8/4 متر قطر پره هاي آن ميباشد. اين آسياب بادي داراي محور افقي است و به وسيله ي دم پره اي شکلي شبيه باد نما همواره توربين را مقابل باد قرار مي دهد تا حداکثر باد به توربين برسد. محور افقي توربين به وسيلة جعبه دنده با محور قائم تلمبه در ارتباط ميباشد که آن را براي آبکشي از چاه بالا و پايين مي برد……..
