فرصت‌ها و چالش‌های افزایش ارتفاع برج توربین بادی

می 23, 2021 بلاگ انرژی تجدیدپذیر, بلاگ برق, تمام مقالات در:
Opportunities and challenges to increase the height of wind turbine tower

فرصت‌ها و چالش‌های افزایش ارتفاع برج توربین بادی

بر روی برج توربین بادی ناسل و روتور قرار دارد. این برج‌ها می‌توانند برج‌های فولادی لوله‌ای، مشبک و یا بتونی باشند. 

برج لوله‌ای:

بیشتر توربین‌های بادی بزرگ از لوله‌های فولادی برای بدنه برج استفاده می‌کنند. این برج‌ها به منظور افزایش مقاومت و صرفه‌جویی در مواد اولیه مخروطی هستند (یعنی قطر آن‌ها به سمت پایین برج افزایش می‌یابد). ارتفاع این برج‌ها بین 20 تا 30 متر است. 

برج‌ مشبک:

برج‌های مشبک با استفاده از پروفیل‌های فولادی تولید می‌شوند. مزیت اصلی این برج‌ها هزینه کمتر آن‌هاست؛ زیرا یک برج مشبک به نیمی از مواد برج لوله‌ای با مقاومت مشابه نیاز دارد. تنها ایراد این برج‌ها ظاهر آن‌ها است. اما به همین دلیل استفاده از برج‌های مشبک در توربین‌های بادی بزرگ و مدرن منسوخ شده است.

در این مقاله به فرصت‌ها و چالش‌های افزایش ارتفاع برج توربین بادی در انرژی باد پرداخته می‌شود.

  • کیفیت منابع باد به طور قابل توجهی در ارتفاع بالاتر بهبود می‌یابد. طبق داده‌ها، تغییر ارتفاع توربین از 80 به 100 متر، معادل تغییر سرعت باد از 0.5 به 1 متر بر ثانیه است. همچنین تغییر ارتفاع از 80 به 160 متر معادل تغییر سرعت باد از 1 به 1.5 متر بر ثانیه خواهد بود.
  • اختلاف سرعت باد به معنای بهبود فاکتور ظرفیت است. اگرچه واریانس‌ها گسترده‌تر است، میانگین ظرفیت متوسط با ارتفاع هاب بالاتر زمانی که از 80 به 110 متر  تغییر می‌کند، در حدود 2 تا 4 درصد است. برای ارتفاع بین 140 تا 160 متر، میانگین ضریب ظرفیت حدودا 1 درصد می‌شود.
  • براساس برآورد هزینه و براساس ترجیحات اقتصادی، اغلب مناطق غنی از باد ارتفاع کمتر را برای برج توربین انتخاب می‌کنند و ارتفاع بالاتر ( 110 متر و 140 متر) اغلب در مناطقی با سرعت باد متوسط ترجیح داده می‌شوند.
  • ظرفیت بالاتر و پایین‌تر توربین‌های بادی ( به عنوان مثال 150 تا 175 وات بر متر مربع) نیز یک اولویت اقتصادی کلی برای برج با ارتفاع کمتر است. برج‌های با ارتفاع بلندتر عموما برای مناطق با سرعت باد متوسط توجیه اقتصادی دارند.
  • کاهش هزینه ناشی از استفاده از برج‌های بلندتر برای بدست آوردن سرعت باد بیشتر و افزایش بقای انرژی باد در مناطق مختلف امری حیاتی است.

با تمرکز بر فرصت‌ها و چالش‌های انرژی باد می‌توان برای استفاده بهینه از این منبع پاک انرژی، کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری استفاده کرد. یکی از الزامات زیرساختی توربین‌ها اندازه ارتفاع برج توربین است. هرچه سرعت باد کمتر باشد، باید ارتفاع برج توربین بلندتر باشد تا بتوان بهترین کارکرد را از آن دریافت کرد.

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *