سفارش تبلیغ
صبا ویژن
خداوند، مؤمنِ پیشه ور را دوست دارد . [رسول خدا صلی الله علیه و آله]

دید کلی

باد یکی از مظاهر انرژی خورشیدی و همان هوای متحرک است و پیوسته جزء کوچکی از تابش خورشید که از خارج به اتمسفر می‌رسد، به انرژی باد تبدیل می‌شود. گرم شدن زمین و جو آن بطور نامساوی سبب تولید جریانهای همرفت (جابجایی) می‌شود و نیز حرکت نسبی جو نسبت به زمین سبب تولید باد است.

با توجه به اینکه مواد قابل احتراق فسیلی در زمین رو به کاهش است، اخیرا پیشرفتهای زیادی در مورد استفاده از انرژی باد حاصل شده است. انرژی باد اغلب در دسترس بوده و هیچ نوع آلودگی بر جای نمی‌گذارد و می‌تواند از نظر اقتصادی نیز در دراز مدت قابل مقایسه با سایر منابع انرژی شود. در سالهای اخیر کوشش فراوانی برای استفاده از انرژی باد بکار رفته و تولید انرژی از باد با استفاده از تکنولوژی پیشرفته در ابعاد بزرگ لازم و ضروری جلوه کرده است.



تصویر




تاریخچه

احتمالا نخستین ماشین بادی به توسط ایرانیان باستان ساخته شده است و یونانیان برای خرد کردن دانه‌ها و مصریها ، رومی‌ها و چینی‌ها برای قایقرانی و آبیاری از انرژی باد استفاده کرده‌اند. بعدها استفاده ار توربینهای بادی با محور قائم سراسر کشورهای اسلامی معمول شده و سپس دستگاههای بادی با محور قائم با میله‌های چوبی توسعه یافت و امروزه نیز ممکن است در برخی از کشورهای خاورمیانه چنین دستگاههایی یافت شوند.

در قرن 13 این نوع توربینها به توسط سربازان صلیبی به اروپا برده شد و هلندیها فعالیت زیادی در توسعه دستگاههای بادی مبذول داشتند، بطوری که در اواسط قرن نوزدهم در حدوود 9 هزاز ماشین بادی به منظورهای گوناگون مورد استفاده قرار می‌گرفته است. در زمان انقلاب صنعتی در اروپا استقاده از ماشینهای بادی رو به کاهش گذاشت. استفاده از انرژی باد در ایالات متحده از سال 1854 شروع شد. از این ماشینها بیشتر برای بالا کشیدن آب از چاههای آب و بعدها برای تولید الکتریسیته استفاده شد.

بزرگترین ماشین بادی در زمان جنگ جهانی دوم توسط آمریکائیها ساخته شد. در شوروی سابق در سال 1931 ماشینی بادی با محور افقی بکار انداختند که انتظار می‌رفت 100 کیلو وات برق به شبکه بدهد. ارتفاع برج 23 متر و قطر پره‌ها 30.5 متر بود.



img/daneshnameh_up/8/83/windturbine.jpg




باد مخرب است یا مفید؟

گهگاه توفانها و گردبادهای سهمگینی در گوشه و کنار جهان پدیدار می‌شود که اگر نیروی آنها بطور صحیح بکار گرفته شود، می‌تواند به جای مخرب بودن ، مفید باشد. اصول بهره برداری از انرژی باد از نخستین کوششهای انسان تا کنون تغییر نکرده است. با وزش باد ، قایقها و کشتیها به حرکت در می‌آیند و یا پره آسیاب بادی از طریق دنده‌ها گردانده می‌شود. امروزه مولدهای الکتریسیته بادی به نحوی طراحی شده‌اند که از حداکثر نیروی باد بهره برداری شود و انرژی باد بجای آسیاب کردن غلات ، بوسیله یک ژنراتور توربینی تبدیل به الکتریسیته می‌شود.

مزایای انرژی بادی

یکی از مزایای انرژی باد آن است که وزش باد در زمستانها سریعتر است و هنگامی که نیاز بیشتری به برق داریم، الکتریسیته بیشتری تولید می‌شود. این انرژی بدون ایجاد آلودگی ، دارای منبع انرژی پایان ناپذیر و فن آوری آزموده شده است. پیشرفتهای اخیر در صنعت ، همواره سبب کاهش هزینه الکتریسیته تولید شده توسط مولدهای بادی می‌باشد؛ این مبلغ کمتر از هزینه الکتریسیته تولید شده توسط زغال سنگ و شکافت هسته‌ای است و از نظر اقتصادی قابل رقابت با سایر موارد می‌باشد.

همچنین مانند دیگر انرژیهای قابل تجدید و ادامه دار مخالفان زیادی ندارد. بریتانیا دارای موقعیتهای خوبی از نظر منبع باد در اروپا است. دانمارک در مقایسه با انگلستان که فقط 25% درصد الکتریسیته مورد نیاز خود را از نیروی باد تأمین می‌کند، 3.7 درصد (600 میلیون وات) الکتریسیته مورد نیاز را از انرژی باد تهیه می‌کند؛ در صورتی که منبع باد انگلستان 28 برابر بیش از دانمارک است.

ناکار آمدیهای انرژی بادی

گفته می‌شود که یکی از بزرگترین موانع بهره برداری از نیروی باد در بریتانیا ، مسأله تأثیر زیست محیطی آن است. بسیاری از مردم می‌گویند مولدهای بادی از نظر ظاهری ناخوشایند بوده و پر سر و صدا می‌باشند؛ بخصوص چون در نواحی زیبای خارج از مناطق شهری قرار دارند. اما باید گفت مولدی که سوخت آن زغال سنگ است، مسلما پر سر و صداتر و زشت تر از دکلهای آسیاب بادی خواهد بود. صدای متوالی توربینهای دکلهای آسیاب بادی برای کسانی که در نزدیکی آنها می‌باشند، یک موضوع مهم به شمار می‌رود. اکنون صدای این مولدها به کمک فناوری چرخ دنده‌ها و توربینهای سه تیغه‌ای قابل کنترل می‌باشد.



تصویر




نیروگاه ساحلی

یک راه پیشگیری از شکایات مذکور ، بنا کردن مجموعه دکلهای بادی در پایگاههای ساحلی است که هیچ کس نه آنها را می‌بیند و نه صدایشان را می‌شنود؛ همچنین در آنجا اغلب وزش باد دو برابر خشکی می‌باشد. با اینکه هوای دریا طبیعتی تباه کننده دارد و سبب کاهش عمر مولدها می‌گردد، اما در عوض احتمال تخریب و خرابکاری در آنها کاسته می‌شود.

نیروگاههای جدید بادی

امروزه ارتفاع برجهای مخصوص انرژی باد به 70 متر می‌رسد، می‌توانند 1.5 مگاوات برق تولید کنند. اما نصب روتورهای (چرخنده‌ها) قویتر در این تأسیسات می‌تواند بهای الکتریسته حاصل از این منبع غیر سنگواره‌ای را تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش دهد. در حال حاضر یک شرکت آلمانی در صدد است تا با تولید نسل جدیدی از تأسیسات بادی هزینه این منبع انرژی جایگزین را تا حد الکتریسیته هسته‌ای کاهش دهد. برج جدید که 90 متر ارتفاع دارد، قادر است 5 مگاوات الکتریسیته تولید کند، از آنجا که مجموعه چرخ دنده‌ها و مواد در یک واحد جای دارند، بخش محرک بسیار سبکتر از نمونه‌های قبلی است. این ویژگی امکان استفاده از این تأسیسات را در دریاهای آزاد که در آنها بادهای قویتری می‌وزد، آسانتر می‌سازد.

از اطلاعات مربوط به صنعت هواپیمایی ، آیرودینامیک ، الکترونیک و ... در ساخت این ماشینها بهره گیری می‌شود. به این ترتیب پروانه‌هایی ساخته می‌شود که برای بادهای تند بطور سریع کار می‌کند. ماشینهای دیگر غیر از پروانه نیز مورد نظر بوده و در حال توسعه است. دو درصد از انرژی خورشید که به زمین می‌رسد به باد تبدیل می‌گردد، 35 درصد انرژی باد در ضخامت یک کیلومتری از سطح زمین موجود است. محاسبات نشان می‌دهد که برای تمام سیاره زمین این انرژی 20 برابر انرژی مصرفی دنیا است.

نیروگاه بادی در آسمان

بهره‌گیری از نیروی باد به عنوان یکی از منابع انرژی نو روز به روز بیشتر می‌شود. توان کنونی جهان ، حدود 50 هزار مگاوات است؛ یعنی چیزی در حدود توان 50 نیروگاه هسته‌ای. اما هنوز مشکلاتی بر سر راه بهره‌برداری از این الکتریسیته‌ سبز وجود دارد. توربینهای چرخان باعث تداخل در دریافت تلویزیونی می‌شوند و به نظر می‌رسد وقتی باد نمی‌وزد، منظره‌‌ ناخوشایندی از چیزهایی بی‌مصرف را به نمایش می‌گذارند.

اما برایان رابرت ، مهندس استرالیایی ، راه حل جالبی برای این کار دارد: به جای برافراشتن توربینها روی زمین ، آنها را در جریان تند باد در ارتفاع 15 تا 45 هزار پایی شناور می‌سازیم. او با همکاری سه مهندس دیگر دستگاهی را ساخته‌اند که ژنراتور الکتریکی پرنده (FEG) نام گرفته است. این دستگاه مانند بادبادک در هوا شناور می‌ماند و بادهایی با سرعت 200 مایل بر ساعت ، پره‌های آن را می‌چرخانند. جریان الکتریکی تولید شده از راه رشته‌ بسیار محکمی به ایستگاه زمینی فرستاده می‌شود. به نظر این مهندس استرالیایی می‌توان 600 عدد از این دستگاهها را در هوا داشت که هر کدام 20 مگاوات برق تولید می‌کنند.

محاسبه سرعت میانگین باد

بادها از یک قانون کلی تبعیت می‌کنند، ولی از لحاظ شدت روزانه و مدت وزش در هر نقطه از زمین بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند. سرعت باد نسبت به ارتفاع از سطح دریا تغییر می‌کند. با آزمایشهایی که انجام یافته ، نسبت توان تولیدی در ارتفاع 1500 متری به توان تولیدی در ارتفاع 50 متری برابر 25 و در ارتفاع 300 متری این نسبت برابر 10 می‌باشد.



میانگین سرعت باد و چگالی توان باد در دراز مدت
نام شهر سرعت باد چگالی توان باد
خوی 13 29
دزفول 21 89
رامسر 10 15
رشت 11 16
ارومیه 7 5
زابل 22 131
زاهدان 19 91
زنجان 13 26
سبزوار 20 107
سقز 17 61
سمنان 13 29
سنندج 24 35
ششاهرود 11 19
شهر کرد 14 38
شیراز 12 23
طبس 10 15
قزوین 10 12
کرمان 23 162
کرمانشاه 16 57
گلستان 12 26
مشهد 14 36
همدان 16 59
یزد 15 46
بندر لنگه 17 66
بندر عباس 18 56
بوشهر 13 28
بیرجند 10 13
تبریز 18 79
تربت حیدریه 13 31
تهران 15 42
چاه بهار 13 25
خرم آباد 10 48
آبادان 15 47
اراک 15 41
اصفهان 13 28
اهواز 27 271
ایرانشهر 13 31
بم 10 13
انزلی 10 14
بابلسر 8 6




مسائل اقتصادی ماشینهای بادی

امروزه تکنولوژی استفاده از انرژی باد در بسیاری از کشورها در دسترس بوده و ارزانترین راه برای تهیه الکتریسیته از مشتقات انرژی خورشیدی تشخیص داده شده است. بهای انرژی تولید شده به عوامل محیطی و عملی و نیز نوع ماشین بکار گرفته شده بستگی دارد. با بررسیهای مختلفی که در زمینه قیمت استفاده از انرژی باد انجام گرفته است، نشان می‌دهد که گر چه هزینه ماشینهای بادی با بزرگی و نیز ازدیاد توان تخمینی آنها افزایش می‌یابد، ولی بهای هر کیلو وات انرژی آنها کاهش پیدا می‌کند.

وقتی کاربردهای جمعی ماشینهای بادی مورد نظر باشد، هزینه‌های کاربردهای جمعی ماشینها در ابعاد کوچک است. لازم به یاد آوری است که در انتخاب دستگاههای بزرگ محدودیتهایی وجود دارد. مثلا اگر سرعت انتهایی پره ماشین بادی به حد سرعت صوت و یا بیشتر برسد تولید موج ضربه کرده و سبب گرم شدن و فرسودگی و از کار افتادن سریع ماشین می‌شود.

علاوه بر اینکه باید سعی شود تا ماشینهای بادی هزینه اصلی (هزینه ساخت روتور ، دکل و ..) کمتری داشته باشند و بایستی در محلهایی نیز که باد قابل ملاحظه‌ای دارند نصب شوند و ماشین برای سرعت باد عملی تنظیم شده باشد. تهیه ماشینی که برای تمام سرعتهای باد کار کند، گرانتر تمام می‌شود. ماشینهای معمولی بادی اصولا برای جلوگیری از مصرف سوختهای دیگر در ایام وزش باد بکار می‌روند و همراه با سایر دستگاههای تولید انرژی نیز ار آنها استفاده می‌شود.

اگر از ماشین بادی بصورت تنها منبع انزژی استفاده شود، باید دستگاههای ذخیره انرژی در کنار ماشینهای بادی نظیر انباره‌ها ، ذخیره هیدروژن به توسط الکتریسیته ، دستگاههای ذخیزه حرارتی ، دستگاههای ذخیره انرژی جنبشی (چرخ طیار ، دستگاههای الکترومغناطیسی فوق هادی) ، دستگاههای ذخیره انرژی پتانسیل (نظیر دستگاههای سیالی پمپی با دستگاههای ذخیره فشاری) بکار گرفته شوند. با اضافه کردن دستگاههای دخیره ، بهای برق تولیدی ممکن است به مراتب افزایش یابد.

 


نظرات شما ()

چاپ بدون تصویر       چاپ با تصویر

ساعت : ۰۸:۳۱ شماره خبر : ۳۳۸۹۳

«نفت و انرژی»

- شانا - گروه تازه های نشر : ۲۳/۰۳/۱۳۸۴

پیش شماره اول ماهنامه «نفت وانرژی» به تازگی انتشار یافته است. این نشریه مشتمل برخبر، گزارش و مقاله است. توجه به افزایش بهای انرژی، محدودیت منابع تولید وحفظ محیط زیست، لزوم کاهش شدت انرژی وبهینه سازی مصرف آن در صنایع انرژی بر را نمایان می سازد.

دست یافتن به این مهم با ایجاد سیستم های بازیابی گرمای کارا تحقق می یابد که استفاده از فناوری پینچ، اصولی ترین روش برای طراحی شبکه های بازیابی گرماست. در این زمینه مقاله ای با عنوان «اصلاح چرخه فروسرمایی واحدهای الفین صنایع پتروشیمی به منظور تقلیل تلفات اکسرژی ومصرف کار محوری» به چاپ رسیده است. هدف ازاین تحقیق، بهینه سازی سیکل های سرماساز واحد الفین است. با استفاده از آنالیز ترکیبی پینچ واکسرژی به بهینه سازی این سیکل ها برای کاهش اتلاف اکسرژی در آنها و درنتیجه کاهش تقاضای کار محوری مورد نیاز کمپرسورهای این سیکل ها، درسطحی بهینه واقتصادی پرداخته می شود.
انتقال گرما وجرم یکی از مباحث مهم مهندسی شیمی ومکانیک است. با توجه به ارزش روز افزون انرژی، ارتقای بهره وری گرمایی سامانه ها یا کاهش انرژی تلف شده در دستگاه ها، هم زمان با شناخت پدیده های نو درانتقال گرما، در افزایش بازده انتقال، آن به مددسطوح توسعه یافته، متجلی است. در مبحث انتقال گرما با سازکار هدایت و به ویژه جابه جایی، معادل های دیفرانسیل بی بعد واعداد بی بعد فراوانی اهمیت دارد. در مقاله «مطالعات تجربی وعددی مبدل های گرمایی پیش گرمکن در صنعت نفت وارائه شیوه بهبود راندمان آنها»، پس از مشخص کردن مفهوم فیزیکی برخی از فراسنج های مهم بی بعد، معادله های دیفرانسیل لایه های مرزی متفاوتی در بالادست وپایین دست جریان مشخص وارائه شده ، سپس از دیدگاه نظری به حل معادلات حاکم پرداخته شده است.
در حرکت آرام درونی مبدل گرمایی، به منظور پیش گرم کردن سیال در جریان مسیرهای پالایش نفت، نتایج تجربی ونظری مقایسه وتطبیق شده اند. اتانول به عنوان یکی از مواد اکسیژنه، بالا برنده عدد اکتان بنزین مولکول وجانشینMTBE به شدت مورد توجه قرار گرفته است. یکی از روش های استفاده اتانول در بخش حمل ونقل، مخلوط با بنزین به صورت 10 درصد است که گاز هول نامیده می شود.
افزودن اتانول به بنزین، سبب تأثیر گذاری برفراریت آن و بالا رفتن فشار بخار بنزین می شودکه این مسئله علاوه بر تأثیر بر قابلیت راندن خوردو، اثرهای نامطلوبی نیز براقتصاد اختلاط اجزای پالایشگاهی مورد استفاده در تهیه بنزین دارد. در مقاله ای با عنوان «بررسی فراریت مخلوط های اتانول وبنزین»، مشکل یاد شده بررسی و آزمایش هایی در زمینه استفاده از اتانول در بنزین پالایشگاه تهران ارائه شده است.
در چند دهه گذشته، مسائلی مانند مشکلات زیست محیطی، بحران انرژی، افزایش بهای نفت وتلاش برای حرکت به سوی سوخت های جانشین، سبب شده است که اهمیت گاز طبیعی روز به روز افزایش یابد وحتی براساس پیش بینی ها تا سه دهه آینده پس از نفت، به دومین تأمین کننده انرژی در جهان تبدیل شود.
افزایش اهمیت گاز طبیعی وارداتی به اقتصادهای مدرن، تفکری جدید هم به کشورهای صادرکننده وهم به کشورهای واردکننده در زمینه امنیت انرژی یا به عبارت دیگر، امنیت تأمین گاز القا می کند؛ از این رو شکل گیری سازمانی شبیه به اوپک، توجه کشورهای تولیدکننده و واردکننده گاز را به خود جلب کرده است. در مقاله ای با عنوان «سازمان صادرکنندگان گاز طبیعی، ضرورتی دشوار» اهمیت گاز طبیعی در بازارهای آینده انرژی، معرفی کشورها، مناطق دارنده ذخایر عمده وبازارهای مصرف و چالش ها و مشکلات فراروی تشکیل سازمان کشورهای تولید کننده گاز طبیعی بررسی شده است.
با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژی و کاهش ذخایر سوخت فسیلی، تلاش برای صرفه جویی هرچه بیشتر انرژی افزایش یافته است. کاهش منابع انرژی و افزایش بیش از حدتقاضا، به افزایش بهای انرژی منجر شده و سیاست گذاران، تأمین کنندگان و مصرف کنندگان نهایی را به اندیشه کاهش مصرف انرژی، به ویژه از طریق بهینه سازی الگوی مصرف وارتقای راندمان انرژی فرو برده است. از این گذشته، آلودگی محیط زیست و هوا که ناشی از سوخت های فسیلی در بخش های مختلف از جمله نیروگاه هاست، امروزه به معضلی تبدیل شده است که بیشتر کشورها با آن روبه رو هستند. تولید هم زمان برق و گرما می تواند راهکار موثری برای رفع مشکلات یادشده باشد که در مقاله ای با عنوان «تولید هم زمان برق و گرما، یک جایگزین»، به توصیف اجمالی و ارائه یک نمونه عملی در این زمینه پرداخته شده است.
«نماهای هماهنگ با کلکتورهای حرارتی خورشیدی در معماری » و «معرفی کتاب»، عنوان های دیگر بخش های چاپ شده دراین نشریه هستند.

س.خ


نظرات شما ()

 

رعد و برق

آذرخش یا رعدوبرق یک تخلیه ی الکتریکی شدید و بسیار سریع در هواست و همین تخلیه الکتریکی است که نور و صدا تولید میکند.پیش از ایجاد رعدوبرق ابرها طی فرایندهایی بشدت باردار میشوند که این بار معمولا مثبت است, روی سطح زمین بار منفی القا میکند و به این ترتیب مجموعه ی ابر هوا و زمین به یک خازن بسیار بزرگ تبدیل میشود که لحظه به لحظه بارشان بیشتر میشود و بنابراین اختلاف پتانسیل دو قطب ان در حال افزایش است. بالاخره مقدار این بار الکتریکی انقدر زیاد میشود که اختلاف پتانسیل بین ابر و زمین به 10 تا 100 میلیون ولت میرسد.

میدان الکتریکی حاصل از چنین اختلاف پتانسیلی میتواند هوا را با اینکه در حالت عادی نارساناست در یک سیر خاص یونیزه و انرا به رسانا تبدیل میکند.به محض اینکه چنین سیری از مولکولهای یونیزه رسانا از ابر تا زمین ایجاد شود بارهای الکتریکی به طرف هم حرکت میکنند و در عرض یک ده هزارم ثانیه جریان وحشتناکی در حدود 30 هزار امپر از هوای یونیزه میگذرد.اما هر جریانی ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهای ان روبرو میشود و این مقاومت بخشی از انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل میکند. با استفاده از اصول اولیه الکترومغناطیس میتوانید تخمین بزنید این جریان در ولتاژ 10 میلیون ولت توان گرمایی در حدود 100 میلیارد وات دارد.چنین توانی حتی در مدت زمان ناچیز - یک ده هزارم ثانیه - میتواند گرمایی در حدود 10 میلیون ژول ایجاد کند این گرما باعث میشود دمای هوا در مسیر اذرخش به 30 هزار درجه سانتی گراد برسد اگر کمی با قوانین حاکم بر گازها اشنایی داشته باشید می بینید که این تغییر ناگهانی دما (از حدود 300 کلوین به 300 هزار کلوین) حجم هوا را 100 برابر میکند و این یعنی یک انفجار واقعی انبساط سریع و شدید هوا یک موج ضربتی shock waveدر هوای اطراف ایجاد میکند که با سرعت صوت و به شکل تندر یا رعد به گوش شما میرسد.

این از بخش صوتی ماجرا,اما گرمای ایجاد شده غیر از انبساط بلاهای دیگری هم سر مولکولهای هوا میاورد.لامپ معمولی را به یاد بیاورید (لامپ نئون مثال بهتریست) یک جریان نه چندان زیاد از رشته تنگستن میگذرد و دمای ان را به بیش از 2000 درجه میرساند .این دما انرژی لازم برای بر انگیختگی اتمهای فلز را فراهم میکند.اتمها بر انگیخته میشوند و در بازگشت انرژی اضافی را به صورت فوتونهای نوری ازاد میکند و به این ترتیب رشته تنگستن روشن میشود.در اذرخش هم چیزی شبیه این ماجرا اتفاق می افتد:جریان شدیدی از هوا میگذرد ان را گرم میکند و به تابش وا میدارد و تابشی که یک مسیر نورانی بین ابر و زمین ایجاد میکند.حالا میتوانید تصور کنید اگر هوا نبود رعدوبرق به چه روزی می افتاد؟

 

منبع :سایت ملاصدرا


نظرات شما ()


نظرات شما ()

با سلام دوست عزیز :

امیدوارم در ارسال مطالب جدید به وبلاگهای خود بتوانیم خدمتی به دیگر دوستان بنماییم.

 

                                                                                                                     با تشکر

                                                                                                               افشین کریمی زندی

                                                                                                                 2/3 /1385 

 


نظرات شما ()


لیست کل یادداشت های این وبلاگ
تحویل پروژه
[عناوین آرشیوشده]
خانه

: موضوعات



: آمار سایت
بازدیدکنندگان: 24825
بازدید امروز: 0
بازدید دیروز: 1

: درباره من

: لینک به من

: حضور و غیاب

: دوستان

: فهرست موضوعی یادداشت ها

: آرشیو

: اشتراک

 

پارسی بلاگ، پیشرفته ترین سیستم مدیریت وبلاگ