پتانسیل هواشناسی: این پتانسیل بیانگر منبع انرژی باد در دسترس می باشد.
پتانسیل محلی: این پتانسیل بر مبنای پتانسیل هواشناسی بنا شده ولی محدود به محلهایی است که از نظر جغرافیایی برای تولید انرژی در دسترس هستند.
پتانسیل فنی: این پتانسیل با در نظر گرفتن نوع تکنولوژی در دسترس(کارایی، اندازه توربین و …..) از پتانسیل محلی محاسبه می شود.
پتانسیل اقتصادی: این پتانسیل، استعداد بالقوه فنی است که به صورت اقتصادی و بر پایه سیاستهای اقتصادی قابل تحقیق و اجرا است.
پتانسیل اجرایی: این پتانسیل با در نظر گرفتن محدودیت ها و عوامل تشویقی برای تعیین ظرفیت توربین های بادی قابل اجزاء در یک محدوده زمانی خاص تعیین می شود مانند تعرفه های تشویقی که طبق سیاستهای دولتهای مختلف به تولید کنندگان انرژی برق بادی حاصل از توربینهای بادی تخصیص داده می شود.
قدرت باد
انرژی جنبشی باد همواره متناسب با توان دوم سرعت باد است. هنگامی که باد به یک سطح برخورد می کند انرژی جنبشی آن به فشار(نیرو) روی آن سطح تبدیل می شود.حاصلضرب نیروی باد در سرعت باد مساوی قدرت باد می شود نیروی باد متناسب با مربع سرعت باد است. پس قدرت باد متناسب با مکعب سرعت باد خواهد بود بنابراین هر چه سرعت باد بیشتر باشد قدرت آن نیز بیشتر خواهد شد.مثلاً اگر سرعت باد دو برابر شود قدرت آن هشت برابر و اگر سرعت باد سه برابر گردد قدرت باد بیست و هفت برابر خواهد شد.
روند تحولات تکنولوژی انرژی باد در سالهای اخیر
بزرگترین شرکتهای سازنده توربینهای بادی در جهان در حال حاضر شرکت و ستاس، شرکت های انرکون و شرکت NEG مایکون هستند که به ترتیب ۳/۲۳ و ۶/۱۴ و۴/۱۲ درصد از بازار جهان را در اختیار دارند. اطلاعاتی که از بررسی بازار تکنولوژی باد در آلمان بعنوان کشوری پیشتاز در صنعت باد جهان بدست آمده ، بیانگر روند تحولات این صنعت در سالهای اخیر می باشد و لذا توجه به این داده ها در پیش بینیهای مربوط به آینده این انرژی سودمند خواهد بود.میانگین ظرفیت هر توربین بادی نصب شده در آلمان تقریباً۹۰۰ کیلو وات است، اما اگر فقط توربینهای نصب شده در نیمه اول سال ۲۰۰۳ را در نظر بگیریم میانگین ظرفیت توربینهای جدید۱۵۶۰ کیلو وات می باشد. لذا روند آشکاری از افزایش سایز توربینهای بادی مدرن قابل مشاهده است. در بازار توربینهای بادی ۵۸ مدل توربین وجود دارد که از این ۵۸ مدل فقط۴ مدل آن بدون گیربکس هستند که روی سایزهای متوسط و بزرگ آزمایش شده اند. اما۵۴ مدل دیگر(شامل سایزهای متوسط، بزرگ و خیلی بزرگ) هنوز از گیربکس استفاده می کنند. بنابراین توربینهای بدون گیربکس هنوز درابتدای راه هستند و وضعیت آنها پس از سالها تجربه و بهره برداری روشن خواهد شد.در گذشته توربینهای بادی با یک سرعت دوانی ثابت( دور روتور) کار می کردند، اما مدل های امروزی تقریباً سیستم یک سرعته را کنار گذاشته و به سیستم های دو سرعت یا سرعت متغییر روی آورده اند. از میان ۵۸ مدل موجود در بازار ، فقط ۲مدل از نوع یک سرعته هستند و ۲۲ مدل دو سرعته و ۳۴ مدل با سرعت متغییر دیده می شوند.
۱-۳ مزایای بهره برداری از انرژی باد
انرژی باد نیز مانند سایر منابع انرژی تجدید پذیر از ویژگیها و مزایای بالاتری نسبت به سایر منابع انرژی برخوردار است که اهم این مزایا عبارتند از:
عدم نیاز توربینهای بادی به سوخت که در نتیجه از میزان مصرف سوختهای فسیلی می کاهد.
رایگان بودن انرژی باد
توانایی تأمین بخشی از تقاضاهای انرژی باد
کمتر بودن نسبی قدرت انرژی حاصل از باد نسبت به انرژیهای فسیلی
کمتر بودن هزینه های جاری و هزینه های سرمایه گذاری انرژی باد در بلند مدت
تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی
قدرت مانور زیاد، جهت بهره برداری در هر ظرفیت و اندازه (از چند وات تا چندین مگا وات)
عدم نیاز به آب
عدم نیاز به زمین زیاد برای نصب
 
۱-۴ توربین بادی
بخش اصلی یک سیستم تولید برق بادی می باشد. اولین توربین بادی درسال۱۹۵۷ به نام Gedser با قدرت KW200 سه پره با محور افقی که به برق متناوب متصل می شود ، ساخته شد . تا سال ۱۹۷۰ میلادی فن آوریهای زیادی مورد ارزیابی قرار گرفتند ، با توجه به بحران نفت در این زمان توربین های بادی کوچک نظیر توربین های KW22با استفاده از قطعات ارزان قیمت برای کاربردهای خانگی ساخته شد . مفاهیم جدیدی نظیرپیچ کنترل، کنترل سرعت متغییر و صدها واژه ی جدید دیگر به صنعت برق بادی اضافه شد . از سال ۱۹۹۳ کارخانجات سازنده توربین بادی همواره سعی کرده اند که سیستمهای موجود را از فرم سنتی به ا شکال نوین تری نظیرژنراتورهای القائی دو سوء تغذیه و توربین های بادی از نوع ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم سوق دهند .این ژنراتورهای جدید قابلیتی به مراتب بالاتردراستحصال توان از انرژی بادی دارند.پیشرفت های موجود در الکترونیک قدرت و سؤئچ ها از نظر هزینه و تأمین توان سبب شده اند که تولید کنندگان این صنعت بیش از پیش نسبت به کارگیری ادوات الکترونیک قدرت تشویق شوند .در حقیقت تجهیزات الکترونیک جدید پایه ای جدید برای توسعه ی توربین های بادی به حساب می آیند .شکل (۱-۱) یک ترکیب بندی ساده از توربین های بادی را نشان می دهد. که بطور کلی از ژنراتور ، مبدل پاور الکترونیک ، تیغه و شبکه قدرت تشکیل شده است .بطور معمول توربین های بادی به صورت دو یا سه پره وجود دارند و در برخی موارد توربین های بادی با بیش از سه پره ب

دانلود متن کامل این پایان نامه در سایت abisho.ir

ا
کاربردهای خاص نیز موجود هستند . با این حال توربین های بادی سه پره از نظر وضعیت آیرودینامیکی و بازدهی بهترین کیفیت را دارا هستند . امروزه ژنراتورهای سنکرون وآسنکرون رایج ترین ژنراتورها در توربین های بادی می باشند همچنین بر اساس اینکه چه نوع از ژنراتور در توربین بادی بکار رفته اند ،تیکنیکهای راه اندازی و روش کنترلی و …، ترکیب بندیهای مختلفی وجود دارد . البته شایان ذکر است که سازندگان این ترکیب بندیها همواره در پی روش هایی برای غلبه بر قیمت بالای تجهیزات و دیگر محدودیتها در تگاپو می باشند .
شکل ۱-۱:ترکیب بندی یک توربین ساده بادی
اجزاء مختلف یک توربین بادی
Hub توپی مرکزی
Blodes پره ها
HY unit for blodes سیستم هیدرولیک برای پره ها
Main shaft شافت اصلی
Split bushing بوشینگ دو تکه
Gear torque supportنگهدارنده گشتاور
Gear box گیر بکس
Disk brake دیسک ترمز
Brake caliper
Coupling flexibleکوپل ثابل انعطاف
Generator