توربینهای بادی جریان هوا را به برق تبدیل میکنند، اما پیشبینی میزان دقیق تولید انرژی میتواند دشوار باشد. یک نقطه شروع خوب برای سنجش بازدهی توربین بادی، تعیین «سرعت نامی بادی» آن است. اما سرعت نامی بادی در توربین بادی چیست و چرا اینقدر اهمیت دارد؟ با اِروتِک همراه باشید.
سرعت نامی بادی به حد نصابی از سرعت باد گفته میشود که برای تولید حداکثر توان خروجی توربین لازم است؛ بدون آنکه به قطعات آن مثل پرهها و ژنراتور فشار بیش از حد وارد شود. مهندسان باید سرعت نامی بادیِ توربین را به دقت بدانند تا مطمئن شوند دستگاه طبق انتظار کار میکند و در عین حال، دوام و قابلیت اطمینان آن تحت تأثیر قرار نمیگیرد (توربینها با نگهداری مناسب باید بتوانند تا ۳۰ سال عمر کنند). علاوه بر تضمین استحکام ساختاری، تنظیم و انتخاب صحیح سرعت نامی بادی به کاهش آلودگی صوتی توربین نیز کمک میکند.
سرعت نامی بادی همچنین تعیین میکند که آیا توربین میتواند بهطور مداوم برق بیشتری تولید کند و در نتیجه درآمد بالاتری داشته باشد یا خیر. بازه معمول برای این شاخص بین ۱۱ تا ۱۵ متر بر ثانیه است، اما این میزان اغلب «اوج تولید» محسوب میشود. برای برآورد خروجی واقعیتر، معمولاً از «منحنیهای توان» استفاده میشود که میزان برق تولیدی توربین در سرعتهای مختلف باد را نشان میدهند. سپس میتوانید محاسبه کنید که در متوسط سرعت بادِ آن منطقه، چه مقدار برق تولید خواهد شد.
چه عواملی بر سرعت نامی بادی توربین تأثیر میگذارند؟
عوامل متعددی میتوانند بر سرعت نامی بادی یک توربین تأثیر بگذارند:
- اندازه و قطعات توربین: پرههای توربین تأثیر مستقیم بر سرعت نامی بادی دارند. برای مثال، پرههای بلندتر میتوانند انرژی باد بیشتری را در سرعتهای چرخش پایینتر جذب کنند. وزارت انرژی آمریکا اعلام کرده است که در مورد توربینهای بادی، جمله «هرچه بزرگتر، بهتر» صادق است، زیرا پرههای بزرگتر «مساحت بیشتری را پوشش میدهند، باد بیشتری جذب میکنند و برق بیشتری تولید مینمایند.» همین امر باعث شده ابعاد برخی توربینها بسیار بزرگ شود.
- ارتقای فناوری و طراحی: مواد بهکاررفته و سیستمهای کنترلی خاص میتوانند بازدهی توربین را افزایش دهند. طراحی متفاوت پرهها میتواند آیرودینامیکتر باشد؛ به گونهای که باد از روی سمت منحنی عبور کرده و سپس به زیر سمت صافتر برود و با ایجاد اختلاف فشار، نیروی برا (Lift) بیشتری تولید کند. وزارت انرژی روی پرههای بلندتر و سبکتر، دکلهای مرتفعتر و سیستمهای کنترل و انتقال قدرت ارتقایافته کار کرده است.
- موقعیت جغرافیایی و محل نصب: هر منطقه متوسط سرعت باد متفاوتی دارد و توربینها باید متناسب با شرایط همان باد طراحی شوند. طبیعتاً منطقهای با سرعت باد بالاتر، به توربینهایی با سرعت نامی بادی بالاتر نیاز دارد تا بتواند بیشترین میزان برق ممکن را تولید کند.
منبع: Sashgear
