انرژی بادی چیست و چگونه ایجاد می شود
انرژی جنبشی باد یا همان انرژی بادی به انرژی مکانیکی یا الکتریکی که می تواند برای انرژی استفاده شود تبدیل شود. نیروی باد به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر در نظر گرفته می شود.برای آشنایی کامل با انرژی بادی تا انتهای مقاله با مجله آندرومدا مگ همراه باشید.
از لحاظ تاریخی ، انرژی باد به شکل آسیاب های بادی قرن ها برای کارهایی مانند آسیاب دانه ها و پمپاژ آب مورد استفاده قرار می گرفته است. توربین های بادی تجاری مدرن با استفاده از انرژی چرخشی برای هدایت ژنراتور الکتریکی ، برق تولید می کنند. آنها از یک تیغه یا روتور و یک محفظه به نام ناسل تشکیل شده است که شامل یک بخش محرک در بالای یک برج بلندقرار گرفته است . بزرگترین توربین ها می توانند 4.8–9.5 مگاوات نیرو تولید کنند ، دارای قطر روتور هستند که ممکن است بیش از 162 متر (حدود 531 فوت) امتداد داشته باشد و به برج هایی با قد 240 متر (787 فوت) متصل می شوند. متداول ترین انواع توربین های بادی (که حداکثر 1.8 مگاوات تولید می کنند) بسیار کوچکتر هستند. طول تیغه آنها تقریباً 40 متر (حدود 130 فوت) است و به برجهایی با طول تقریباً 80 متر (حدود 260 فوت) متصل می شوند. می توان از توربین های کوچکتر برای تأمین برق در خانه های جداگانه استفاده کرد. مزارع بادی مناطقی هستند که تعدادی توربین بادی در یک گروه قرار می گیرند و منبع کل انرژی بیشتری را تأمین می کنند.
منابع بادی براساس میانگین سرعت باد و توزیع مقادیر سرعت باد در یک منطقه خاص محاسبه می شوند. مناطق به طبقات قدرت باد دسته بندی می شوند که از 1 تا 7 متغیر است. یک کلاس قدرت باد 3 یا بالاتر (معادل تراکم قدرت باد 150-200 وات بر متر مربع ، یا متوسط باد 5.1-5.6 متر بر ثانیه [ 11.4–12.5 مایل در ساعت]) برای تولید انرژی باد در مقیاس مطلوب مناسب است ، اگرچه برخی از مکانهای مناسب نیز ممکن است در مناطقی از کلاسهای 1 و 2 یافت شوند. در ایالات متحده منابع باد قابل توجهی در منطقه گریت پلینز نیز وجود دارد همانطور که در برخی از مکانهای دریایی وجود دارد. از سال 2018 بزرگترین نیروگاه بادی در جهان پایگاه نیروگاه بادی جیو چوان بود ، مجموعه ای از بیش از 7000 توربین بادی در استان گانسو چین که بیش از 6000 مگاوات نیرو تولید می کند. یکی از بزرگترین مزارع بادی فعال دریایی جهان ، آرایه لندن ، در مساحت 122 کیلومتر مربع (حدود 47 مایل مربع) در رویه های بیرونی خور تیمز قرار دارد و تا 630 مگاوات نیرو تولید می کند. Hornsea One که در سال 2020 آنلاین شد و مساحتی بالغ بر 407 کیلومتر مربع (حدود 157 مایل مربع) در نزدیکی ساحل یورکشایر انگلیس را دارد ، حتی با تولید حدود 1200 مگاوات نیرو حتی بزرگتر خواهد بود. برای مقایسه ، یک نیروگاه معمولی مقدار تولیدش با زغال سنگ تقریباً 550 مگاوات است.
تا سال 2016 باد تقریباً 4 درصد از کل برق جهان را تأمین می کرد. به دلیل نگرانی در مورد هزینه های نفت و اثرات احتراق سوخت های فسیلی بر آب و هوا و محیط زیست ، تولید برق توسط باد به طور چشمگیری افزایش یافته است (همچنین به گرم شدن کره زمین نیز مراجعه کنید) به عنوان مثال ، از سال 2007 تا 2016 ، کل ظرفیت برق باد نصب شده از 95 گیگاوات به 487 گیگاوات در سراسر جهان پنج برابر شده است. چین و ایالات متحده بیشترین میزان ظرفیت نصب شده باد را در سال 2016 داشتند (به ترتیب با 168.7 گیگاوات و 82.1 گیگاوات) و در همان سال دانمارک بیشترین درصد برق خود را از باد تولید کرد (تقریبا 38 درصد). صنعت انرژی باد تخمین می زند که جهان تا سال 2030 می تواند تقریباً 20 درصد از کل برق خود را از طریق انرژی باد تولید کند. برآوردهای مختلف بسته به موقعیت مکانی ، هزینه انرژی باد را تا 2-6 سنت در هر کیلووات ساعت کاهش می دهد. این قابل مقایسه با هزینه زغال سنگ ، گاز طبیعی و سایر اشکال انرژی فسیلی است که بین 5 تا 17 سنت در هر کیلووات ساعت است.
چالش های مربوط به اجرای مقیاس بزرگ انرژی باد شامل شرایط استقرار از قبیل در دسترس بودن باد ، نگرانی های زیبایی شناختی و زیست محیطی و در دسترس بودن زمین است. مزارع بادی در مناطقی که دارای باد شدید است مقرون به صرفه هستند. با این حال ، این مناطق لزوماً در نزدیکی مراکز جمعیتی بزرگ نیستند. بنابراین ، خطوط برق و سایر اجزای سیستم های توزیع برق باید ظرفیت انتقال این برق به مصرف کنندگان را داشته باشند. علاوه بر این ، از آنجا که باد یک منبع برق متناوب و متناقض است ، ذخیره انرژی ممکن است لازم باشد. گروه های حمایت از مردم نگرانی هایی را در مورد اختلالات احتمالی مزارع بادی در حیات وحش و زیبایی های کلی مطرح کرده اند. اما کارشناسان نشان داده اند که توربین های مدرن تأثیر کمی بر جمعیت پرندگان نیز دارند. انجمن ملی Audubon ، یک گروه بزرگ زیست محیطی مستقر در ایالات متحده و متمرکز بر حفاظت از پرندگان و سایر حیوانات وحشی ، کاملاً طرفدارانرژی باد است ، به شرطی که مزارع بادی به طور مناسب در مکان قرار بگیرند تا تأثیرات آن بر جمعیت پرندگان مهاجر و زیستگاه حیات وحش مستقر شود.