mad sg . com
-
Upload
oleg-rowland -
Category
Documents
-
view
51 -
download
1
description
Transcript of mad sg . com
![Page 1: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/1.jpg)
madsg.com
شبکه آموزشی پژوهشی ایران - مادسیج
![Page 2: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/2.jpg)
2
![Page 3: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/3.jpg)
3
نیروگاه بادی
![Page 4: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/4.jpg)
4
فهرست مطالب
مقدمه
مزایا و معایب انرژی بادی
توزیع سرعت باد،ضریب ظرفیت و چگالی
باد،محدودیت ادواری موجود
انواع توربین بادی و نحوه عملکرد
طراحی و ساخت توربین بادی
اجزای توربین بادی
نحوه تست توربین بادی
نیروگاه منجیل
![Page 5: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/5.jpg)
5
نخستین ماشینی که با باد به حرکت درآمدچرخ بادی هرون
نخستین آسیاب بادی
نخستین توربین بادی باکاربرد تولید برق
کیلووات5-25نخستین توربین بادی باکالس
نخستین توربین بادی باکالس مگاوات
مقدمه:
در سده هفت میالدی در سیستان
ماشین شارژ باطری،جیمز 1887بایث،
در ورمونت
در آمریکا
![Page 6: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/6.jpg)
6
اولیه بادی آسیاب یک نمونه
![Page 7: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/7.jpg)
7
تغییردما سرعتبیشتر درخشکی
انرژی خورشید نقاط مختلف زمین رایکسان گرم نمیکند
تفاوت دما باعث به وجودآمدن یک سیستم تبادل حرارتی از سطح
km/h 160زمین تاهواکره در سطوح باالی جو سرعت باد به
می رسد. باد در اثر اصطکاک با جو و سطح زمین انرژی خود
را از دست می دهد.
باد:
قطب گرمایی انرژیاستوایی مناطق کمتراز
![Page 8: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/8.jpg)
8
![Page 9: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/9.jpg)
9
آسمان نزوالت بارش
:انرژی منابع شدید کاهش حد از بیش استفاده کالیدن
باد انرژی از وسیع مقیاس استفاده تاثیر بادی :اولین مزارع
میابد کاهش شدت زمین انژی منابع شدن مصرف علت به تولیدیشان انرژی
آیا انرژی باد تجدیدپذیر است؟
پرتوخورشید مقدار کاهشزمین به رسیده
جوی اغتشاشات
![Page 10: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/10.jpg)
10
در هر صورت ما با فرض تجدیدپذیر بودن انرژی بادمطالب را ادامه میدهیم
![Page 11: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/11.jpg)
11
چرا انرژی باد؟
کمبود منابع سوخت فسیلی
تولید انرژی بدون آلودگی
تجدید پذیر بودن
دسترسی راحت در روی کره زمین
قابلیت ساخت سایتهای باظرفیتهای مختلف باتغییر قطر روتور
پایین بودن هزینه برق تولیدی
عدم نیاز به آب و دیگر سیاالت
عدم نیاز به زمینهای بزرگ و ساختمانهای مربوط به بخش کنترل
ظرفیت کل سایتهای بادی نصب شده در دنیا
2011تا سال
![Page 12: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/12.jpg)
12
چالش وزد : مهمترین نمی پایدار و پیوسته صورت به باد
ذخیره برای هایی باطری از اینکه مگر کرد ذخیره نمیتوان را باد انرژی
کرد استفاده آن
کرد جمع نمیتوان را وزش درحال باد همه
دورند انرژی نیازمند شهرهای از خوب بادخیز مکانهای
بصری نامتبوع واثرات ها پره توسط شده ایجاد بلند صدای
معایب انرژی باد:
![Page 13: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/13.jpg)
13
استفاده از برای مشخص کردن فراوانی سرعت باد در یک منطقه
ضریب توزیع مدل رایلی
بیشتر توان تولیدی در بازه های کوتاه در سرعت باالی باد اتفاق می
% از زمان کارکرد 15افتد. طبق الگوی لی رنچ نصف تولید در
اتفاق می افتد لذا نیروگاه بادی دارای تولید ناپایدار است از
ژنراتور پشتیبان در سرعت کم باد استفاده میشود
توزیع سرعت باد:
![Page 14: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/14.jpg)
14
(max ظرفیت تولیدی نیروگاه(/)میزان توان حقیقی تولید شده ضریب ظرفیتنیروگاه(=
% 35اگر نیروگاه در محل مناسبی نصب شده باشد ضریب ظرفیت سالیانه است
ضریب ظرفیت به شدت به خصوصیات ذاتی باد وابسته است
:وات برمترمربع نشانگر چقدر انرژی برای تبدیل شدن چگالی باد توسط یک توربین
بادی در مکان وجود دارد
سرعت باد با افزایش از سطح طمین افزایش میابد
ضریب ظرفیت و چگالی باد:
![Page 15: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/15.jpg)
15
ای لحظه زمانی مقیاس
ساعت به ساعت به وابسته بادی نیروگاه توسط تولیدشده الکتریکی انرژی روزانه میزان
فصلی
بیشتری تعداد باید شبکه در ثبات ایجاد برای است ناپایدار بادی برق تولید چونکرد نصب بادی توربین
باالتر درسطوح اندازی راه و تنظیم هزینه افزایش باعث باد طبیعی بودن ادواریسازی ذخیره یا و انرژی تقاضای مدیریت اصول
محدودیت ادواری و نفوذ:
![Page 16: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/16.jpg)
16
انرژی ذخیره روشهای از یکی از استفادهموجب
دایم% 25افزایش های هزینه
شبکه در تعادل ایجاد برای
مصرف برای زمانی متفاوت های تعرفه ایجادها کننده
روشهای به تعادل رساندن دوبازه زمانی کم مصرف و پر مصرف:
![Page 17: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/17.jpg)
17
1 : یک. نوک زمین سطح خطوط
مناسبتری مکان یاپرتگاه قلهازسراشیبی
میدهد قرار تاثیر تحت را باد سرعت مشخصات عامل دو
زمین. 2 سطح ناهمواریهایمثل
شهرها و جنگلها
مشخصات زمین های بادخیز:
![Page 18: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/18.jpg)
18
![Page 19: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/19.jpg)
19
![Page 20: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/20.jpg)
20
نزد مشخص فواصل با منطقه مکانی شکل توجه با بادی های توربیناوقات اغلب در که شوند می نصب طوری متقارن شکل در و یکدیگر
بگیرند باد از را انرژی بیشترین و باشند منطقه غالب باد وزش درجهت. نباشد توربین دماغه مکرر چرخش به هم چندانی نیاز و
که است معلوم شود می نصب توربین ردیف یک از بیش که مواردی درمقدار و وزد می دیگری توربین به توربین ازیک عبور از بعد باد جریانشکل ) شود می کم باد وزش سرعت و یافته کاهش اندکی آن انرژی
1)
فواصل بهینه بین توربین ها:
![Page 21: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/21.jpg)
21
![Page 22: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/22.jpg)
22
سرعت خود و توربینها بین باد اغتشاش اثر بر باد سرعت کاهش
درحدود آن جهت و حوالی% 5-10باد در رتور 10و قطر برابر
است از لذا توربین بیش روتور 10فاصله قطر برابر
دهد می کاهش را برای مشکل اغتشاش بیشتر هزینه ایجاد
برای کشی کابل هزینه و ها توربین بین ارتباطی های راه و زمین
برق انتقال
فواصل بهینه بین توربین ها:
![Page 23: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/23.jpg)
23
جهت یک از همواره باد آل ایده حالت یک در کنیم فرض اگرمطابق) منطقه غالب باد جهت شماره ) مشخص با(( 2شکل و
یک در که یکسان های توربین مجموعه یک بر معلومی سرعتفاصله آنگاه بوزد اند شده نصب روتور 4تا 2ردیف قطر برابر
و تداخل تا کند می مجاور،کفایت های توربین بین در توربینبرسد حداقل به اغتشاش
فواصل بهینه بین توربین ها:
![Page 24: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/24.jpg)
24
![Page 25: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/25.jpg)
25
بازدهی باالترتوربینهای با محور افقی- ۱ داریوس
( vawt)توربینهای با محور عمودی- ۲ ساوونیوس
انواع توربین های بادی:
![Page 26: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/26.jpg)
26
روتور اصلی به صورت عمودی قرار می گیرد
مهمترین مزیت:نیازی به نتطیم جهت قرارگیری نسبت به مزایا وزش باد ندارد
مکانهای با تغییر جهت وزش باد زیاد
نزدیک بودن ژنراتور و جعبه دنده به زمین
کم بودن سرعت دوران زیاد بودن گشتاور و هزینه معایب بیشتر سیستم انتقال،بارگذاری دینامیکی بیشتر پره ه،پیچیدگی زیاد
طراحی و تحلیل ایروفیل پیش از ساخت پیش نمونه
توربین بادی با محور عمودی:
![Page 27: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/27.jpg)
27
به : ،رتور میچرخاند را روتور دور های پره باد جنبشی انرژی کار اساسالکتریسیته میچرخاند را ژنراتور و است متصل مرکزی شفت
میشود تولید
انرژی بیشترین تا میشوند نصب بلندی برجهای روی بادی توربینهایبه ها برج این کنند،بلندی دریافت را میرسد 30-40جنبشی متر
توربینهای بادی چگونه کار میکنند؟
![Page 28: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/28.jpg)
28
ارتفاع بهینهءبرج سیستم کنترلیشبیه سازی های آیرودینامیکی جهت تعیین
تعداد و شکل پره ها
%قیمت،شامل 20 رتور،پرههای تبدیل کننده انرژی
%، 34ژنراتور،قسمتهای مختلف توربین های با محور افقی مولدالکتریکی، تجهیزات کنترلی،جعبه دنده
شامل %،15 بخش تکیه گاهی،برج و مکانیزم جهت دهی
روتور نسبت به جهت وزش باد
طراحی و ساخت توربینهای بادی
![Page 29: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Cut-in حداقل سرعت باد که از آن پس توربین بادی شروع به تولید : ( متر در ثانیه 3-4)برق می کند .
Cut-Out حداکثر سرعتی که از آن پس برای حفاظت سالمت توربین : 25)و جلوگیری از واژگونی آن حرکت توربین بادی متوقف می شود .
(متر در ثانیه Rated Wind Speed مقدار متوسط سرعت باد که چنانچه با آن :
سرعت ، باد به توربین بوزد معادل توان نامی توربین برق تولید می ( متر در ثانیه 15)شود .
طراحی و ساخت توربینهای بادی
![Page 30: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/30.jpg)
30
باد از پره ها عبور کرده و یک نیروی چرخش دهنده، ایجاد می کند:( پره های چرخان1
( پروانه داخل موتور که به جعبه دنده می رود را می چرخاند. 2( جعبه دنده سرعت چرخش برای ژنراتور را افزایش می دهد. 3( ژنراتور از میدان مغناطیسی برای تبدیل انرژی چرخشی به انرژی 4
الکتریکی استفاده می کند. نیروی خروجی تولید شده به یک ترانسفورماتور می رود.
ولت است 700( ترانسفورماتور انرژی حاصل از ژنراتور که حدود 5 ولت 33000را به ولتاژ مناسب برای سیستم توزیع، که معموال
کیلو ولت( است، تبدیل می کند.33)( شبکه های توزیع برق منطقه ای یا شبکه ملی الکتریسیته را به 6
سرتا سر کشور انتقال می دهند.
طراحی و ساخت توربینهای بادی
![Page 31: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/31.jpg)
31
![Page 32: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/32.jpg)
32
اندازه های متفاوت = ظرفیت متفاوت
![Page 33: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/33.jpg)
33
اجزای مختلف توربین های بادی:
![Page 34: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/34.jpg)
34
آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر وزارت انرژی آمریکا:توربین های کیلووات را توربین بادی کوچک تعریف ۱۰۰بادی با توان کمتر از
می کنددر
این توربینها
ژنراتور به صورت مستقیم )بدون جعبه دنده( به روتور متصلشده و خروجی جریان مستقیم ایجاد می کند
بیشتر در قایق ها مورد استفاده قرار می گیرند
توربین های بادی کوچک:
![Page 35: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/35.jpg)
35
( جهان بادی توربین تولید( : SWT-6.0-154بلندترین ۲۵ظرفیتنیاز = مورد انرژی دارند را برق انرژی ساعت کیلووات ۶،۰۰۰میلیون
خانوار
پروفیل جنس از تیغه flatbackسه ارتفاع ۲۰۰حدود متر های آن B75تیغه در رفته کار و ۷۵به طول دارند ۱۵۴متر قطر متر تن وزن دارند۲۵تیغه ها در مجموع ( :بزرگ ترین توربین بادی با محور عمودیÉole :) ،مگاوات توان دارد.۳٫۸ متر ارتفاع و ۱۱۰در ک�بک کانادا
توربین های بادی بزرگ:
![Page 36: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/36.jpg)
36
توربين در محدوده وسيع تري از وزش باد در راندمان ماكزيمم خود قرار دارد
نوسانات باد با تغيير سرعت چرخش روتور جذب شده و به شبكه منتقل نمي شود
ژنراتورهاي به كار رفته در اين توربين ها از نوع القایی مزایا واغلب آسنكرون هستند
افزایش و بهبود كيفيت توان كاهش استرس مكانيكي وارد شده بر توربين
افت توان در مدارات الكترونيك قدرت معایب
افزایش هزینه
توربین های بادی سرعت متغییر تغذیه دوبل:
![Page 37: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/37.jpg)
37
انواع اتصاالت ژنراتور به شبکه
ژنراتور القائی قفس سنجابی با
کوپل مستقیم
ژنراتور القائی قفس سنجابی با استاتور
کنترل شده
ژنراتور القائی تغذیه دوبل با روتور
کنترل شده
ب�ا ژنرات�ور کن�ترل گش�تاور امک�ان در س�اختارهای دوم و س�وم ولتاژ و فرکانس وجود دارد.
![Page 38: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/38.jpg)
38
نحوه تست توربینهای واقعی در آزمایشگاهها
![Page 39: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/39.jpg)
39
در تست تنش: برای خم کردن یک پره، مهندسان آن را به روی یک دیوار بتنی
مجهز به یک صفحه فوالدی سوراخ دار باال می کشند، و انتهای آن را همانند یک دوشاخه برقی عظیم که داخل پریز قرار
می گیرد، به درون این صفحه سوراخ دار چفت می کنند. سپس به مدت یک هفته، مهندسان قالب هایی را به انتهای دیگر آن
وصل می کنند و با استفاده از جرثقیل های کوچک به آن گشتاور یکی از دو مرکز واقع در ASCCاعمال می کنند. تاسیسات
ایاالت متحده است که پره هایی با ابعاد حقیقی را تحت آزمایش تنش قرار می دهد، و تنها آزمایشگاهی است که ساخت و آزمایش پره های توربین های بادی در یک مرکز واحد انجام
مترمربع وسعت دارد و به 3400می شود. این آزمایشگاه راحتی می تواند یک زمین بیسبال استاندارد را در خود جا دهد
نحوه تست توربینهای واقعی در آزمایشگاهها
![Page 40: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/40.jpg)
40
این هزینه بطور کلی شامل هزینه های ساختمانی ، حمل و ترابری ، نصب، تبدیل و انتقال انرژی برق و هزینه های مربوط به تجهیزات کنترل جانبی است. هر یک از این هزینه ها خود به چند زیر شاخه
تقسیم می شود. از جمله:( هزینه های ساختمانی شامل : هزینه احداث فنداسیونها که معموال از 1
نوع بتنی هستند ، هزینه احداث جاده های دسترسی به سایت ) در صورت نبود جاده دسترسی ( جهت انتقال توربین و پایه مربوط به
محل سایت.( هزینه تبدیل شامل تهیه یک واحد ترانسفورماتوری جهت تبدیل 2
ولت ( تولیدی توربین بادی به جریان 690جریان ولتاژ پایین ) معموال کیلو ولت ( به منظور اتصال به شبکه 30 الی 10ولتاژ باال ) معموال
محلی.
( هزینه احداث تجهیزات مخابراتی ) تلفن ( چنانچه کنترل و 3� هزینه کابل کشی از نظارت از راه دور مدنظر باشد و نهایتا
30 تا 11محل توربین به خط انتقال انرژی محلی ) معموال کیلو ولت جهت انتقال قدرت.
( هزینه خرید و یا اجاره زمین4
هزینه نصب توربین های بادی:
![Page 41: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/41.jpg)
41
پتانسیل منابع انرژی باد در ایران:
![Page 42: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/42.jpg)
42
منجیل شهر انرژی گیالن شمرده می شود. باد منجیل یکی از عواملمعروفیت این شهر می باشد که اغلب در بهار و تابستان با شدت
بیش تری و در پاییز و زمستان با شدت کم تری می وزد. این باد از قدیم معروف به هفت باد منجیل بوده و شدت آن به قدری است
که درختان زیتون را اغلب به یک سمت خم می کند. اوایل دهه هفتاد ، دولت اقدام به خرید و نصب نیروگاه بادی از
کشور دانمارک کرد و پس از گذشت چند سال و فراگیری متخصصان داخلی، امروزه پروانه های بادی در کشور تولید و در
نیروگاه بادی منجیل نصب می گردد و این نیروگاه روز بروز بزرگ تر و مؤثرتر می گردد.
درصد روز های سال، باد وجود دارد که در کل 87در سایت رودبار میلیون کیلو وات ساعت برای یک توربین می توان بدست آورد. 2/4
نیروگاه بادی منجیل:
![Page 43: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/43.jpg)
43
stall توربینهای(قدیمی تر(
توربین های به کار رفته در نیروگاه بادی منجیل )وزن توربین دوتن (
پیچ کنترل)وزن
(1400kgتوربین
متر بر ثانیه رسید توان توربین 25نوع استال: وقتی سرعت باد به بیش از های استال کم می شود در این شرایط فلپ موجود در نوک پره های توربین
در اثر نیروی گریز از مرکز بیرون می زند تا پره بایستد و توربین با چرخش از مسیر باد خارج شود.
:با افزایش سرعت باد با پیچش در پره،توان توربین کم نوع پیچ کنترل نشده و ثابت خواهد ماند
![Page 44: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/44.jpg)
44
عدد توربین بادی در سایت های 51 ، 1383تا اواخر سال مختلف بادی در اطراف شهر منجیل و رودبار نصب شده بود
کیلو وات بوده ولی هم 580هزار 21که ظرفیت مجموع آن توربین بادی نصب 123اکنون در نیروگاه بادی منجیل حدود
میلیون کیلووات ساعت برق 300است که می تواند ساالنه تولید کند
![Page 45: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/45.jpg)
45
![Page 46: mad sg . com](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062422/5681326a550346895d99035d/html5/thumbnails/46.jpg)
madsg.com
مرجع فایل های علمی آموزشی