Tûrbîna ba wekî mekanîzmayekê kar dike ku Enerjiya Kînetîk a ji ba tê, veguherîne Hêza elektrîkê. Heta sala 2024an, gelek tûrbînên mezin, ku di nav zeviyên bayê de hatine rêxistinkirin, bi hev re zêdetirî 1,136 gigawatt Hêz Hilberandin, bi zêdebûnek salane ya 117 GW. Van tûrbînan çavkaniyek girîng a Enerjiya Nûjenbar in ku her ku diçe mezin dibe, her çend demkî be jî, û li seranserê cîhanê têne bikar anîn da ku lêçûnên Enerjiyê kêm bikin û girêdayîbûna li ser sotemeniyên Fosîl daxin. Lêkolînek sala 2009an destnîşan kir ku Enerjiya ba "herî kêm belavbûna Gazên serayê yên têkildar, daxwazên herî kêm ên vexwarina avê, û Lêketinên civakî yên herî erênî" nîşan da, dema ku bi çavkaniyên Enerjiyê yên fotovoltaîk, hîdro, jeotermal, komir û Gazê re hat berawirdkirin.
Tûrbîna ba Amûrek e ku Enerjiya Kînetîk a ba vediguherîne Enerjiya elektrîkê. Ji sala 2024an pê ve, bi sed hezaran tûrbînên mezin, di sazgehên ku wekî zeviyên bayê têne zanîn de, zêdetirî 1,136 gigawatt Hêz Hilberandin, bi 117 GW ku her sal lê dihat zêdekirin. Tûrbînên ba Çavkaniyek Enerjiya Nûjenbar a demkî ye ku her ku diçe girîngtir dibe, û li gelek welatan ji bo kêmkirina lêçûnên Enerjiyê û daxistina girêdayîbûna li ser sotemeniyên Fosîl têne bikar anîn. Lêkolînek îdîa kir ku, ji sala 2009an pê ve, ba xwedî "herî kêm belavbûna Gazên serayê yên têkildar, daxwazên herî kêm ên vexwarina avê û Lêketinên civakî yên herî erênî" bû li gorî çavkaniyên Enerjiyê yên fotovoltaîk, hîdro, jeotermal, komir û Gazê.
Tûrbînên ba bi pîvanên cihêreng têne Hilberandin, ku xwedî eksên asoyî an jî stûnî ne, û veavakirina asoyî serdest e. Tûrbînên bi eksa asoyî, ku ji bo Hilberandina Hêza bazirganî hatine sêwirandin, bi gelemperî sê perên wan hene ku li aliyê bayê yê bircên wan ên piştgiriyê ne. Tûrbînên bi eksa stûnî cûrbecûr sêwiranên wan hene, wekî Darrieus, ku bi Şewe "hêkşikêner" a xwe tê nasîn; giromill, ku xwedî perên rast e; Savonius, ku bi kepçeyên ji bo serban û sepanên deryayî guncan e; modelên hewayî yên bi perên bi erdê ve girêdayî; guhertoyên herikîn ên li ser platforman hatine siwarkirin; û veavakirên din ên neasayî, di nav de yên bi perên berevajî-zivirî.
Perên tûrbînê bi giranî ji kompozîtên fîbera camê têne çêkirin, her çend fîbera karbonê, ku bi hişkbûn, hêz û Tîrbûna xwe ya kêmtir tê zanîn, jî tê bikar anîn. Tûrbînên ba yên biçûk ji bo armancên wekî şarjkirina Pîlê û dabînkirina Hêzê ji bo Amûrên Dûr, di nav de nîşanên hişyariya trafîkê, kar dikin. Tûrbînên mezintir dikarin Çavkaniya Hêzê ya navxweyî zêde bikin, bi Enerjiya zêde ku ji tora elektrîkê re tê şandin.
Tûrbînên ba hin ji Enerjiya Nûjenbar a herî aborî Hilberandin û paqij têne hesibandin, ji ber ku ew Gazên serayê belav nakin. Lê belê, ew Lêketinek jîngehî ya berbiçav dikin, bi taybetî li ser Jiyana Kovî, her çend stratejiyên kêmkirinê dikarin bêne bicîhanîn. Derketina Hêzê li gorî şert û mercên ba diguhere ne li gorî daxwazê, ku ew dike Çavkaniyek Enerjiyê ya neyekser heya ku bi çareseriyên Depokirina Enerjiyê re neyê girêdan.
Nirxandina Dîrokî
Çerxa ba ya ku ji aliyê Hero yê Îskenderûnî (10–70 PZ) ve hatibû sêwirandin, serîlêdanek destpêkê ya belgekirî ya hêza ba ji bo xebitandina makîneyan temsîl dike. Lêbelê, saziyên herî pêşîn ên pratîkî yên hêza ba li Sîstanê, parêzgehek rojhilatî ya Farisê (Îrana îroyîn), derketin holê, ku dîroka wan vedigere sedsala 7an. Van aşên ba yên panemone xwedî eksên vertîkal bûn, ku tê de mîlên ajotinê yên vertîkal ên dirêj bi perên çargoşe hatibûn çêkirin. Ji şeş heta diwanzdeh perên ku bi qamîş an qumaş hatibûn pêçandin, ev aşên ba ji bo hûrkirina genim, xêzkirina avê, û piştgirîkirina pîşesaziyên aşvaniyê û şekirê dihatin bikaranîn.
Hêza ba li Ewropayê di dema serdema navîn de derket holê. Çavkaniyên dîrokî hebûna wan li Îngilîstanê di sedsalên 11an û 12an de nîşan didin, digel ku xaçparêzên Alman tê gotin ku teknîkên avakirina aşên ba derbasî Sûriyeyê kirine nêzîkî sala 1190an. Di sedsala 15an de, pompeyên ba yên Hollandî ji bo zuhakirina axê li deverên nizm hatin bikaranîn. Dahênerê Xirwatî Fausto Veranzio turbînên ba yên bi eksa vertîkal di weşana xwe ya sala 1595an de, Machinae Novae, belge kir.
Turbîna ba ya yekem a ku elektrîkê çêdike ji aliyê Awûstûryayî Josef Friedländer ve li Pêşangeha Elektrîkê ya Navneteweyî ya Viyanayê di sala 1883an de hatibû çêkirin. Ev yekîne turbîneke ba ya Halladay bû ku ji bo hêzkirina dînamoyekê hatibû sêwirandin. Şirketa U.S. Wind Engine & Pump Co. ya Batavia, Illinois, motora ba ya Halladay a Friedländer a bi pîvana 6.6 m (22 ft) peyda kir. Ev turbîna ba ya 3.7 kW (5 hp) dînamoyek erdî dixebitand, ku elektrîkê dide komek pîl. Van pîlan paşê amûrên elektrîkê yên cihêreng, lambe, û makîneyek genimçînê enerjî kirin. Turbîna ba ya Friedländer û alavên wê yên têkildar bi zelalî li ber deriyê bakur ê hola pêşangehê ya sereke ("Rotunde") di nav Viyana Prater de hatibûn pêşandan.
Di Tîrmeha 1887an de, James Blyth, akademîsyenekî Skotî, pergalek barkirina pîl saz kir da ku mala xwe ya betlaneyê li Marykirk, Skotland ronî bike. Çend meh şûnda, dahênerê Amerîkî Charles F. Brush, piştî şêwirdariyên bi profesorên zanîngehê û hevkarên Jacob S. Gibbs û Brinsley Coleberd re, û piştî ku nexşeyên hilberîna elektrîkê bi serkeftî ji nirxandina hevalan re derbas kir, yekem turbîna ba ya otomatîkî xebitî çêkir. Dema ku turbîna Blyth li Keyaniya Yekbûyî ji aliyê aborî ve ne gengaz derket, nifşa elektrîkê ya li ser bingeha turbîna ba li herêmên ku bi nifûsa belavbûyî têne nasîn, bêtir biha-bandorî nîşan da.
Heta sala 1900an, Danîmarkayê nêzîkî 2,500 aşên ba ji bo serîlêdanên mekanîkî yên wekî pompekirin û aşvanî bikar anîn, bi hev re nifşa hêza lûtke ya texmînkirî ya 30 megawatt (MW) pêk anîn. Ya herî girîng ji van saziyan bircên 24 metreyî (79 ft) hebûn ku rotorên çar-perî yên bi pîvana 23 metreyî (75 ft) piştgirî dikirin. Li Dewletên Yekbûyî, 72 jeneratorên elektrîkê yên bi ba dixebitin, ku hêza wan ji 5 kilowatt (kW) heta 25 kW bû, heta sala 1908an hatin tomar kirin. Di dema dora Şerê Cîhanî yê Yekem de, hilberînerên Amerîkî salane 100,000 turbînên ba hilberandin, bi giranî ji bo armancên pompekirina avê.
Belavkirina turbînên ba li herêmên gundewarî heta salên 1930an Paşve çûn dît, di heman demê de bi berfirehbûna torên belavkirina elektrîkê ber bi van deverên ku berê kêm xizmet didîtin.
Di sala 1931an de, pêşengê jeneratorên ba yên eksena asoyî yên hemdem li Yalta, Yekîtiya Sovyetê, dest bi xebatê kir. Ev yekîneya taybet jeneratorek 100 kW bû ku li ser birca 30 metreyî (98 ft) hatibû danîn. Faktorê kapasîteya wê ya salane ya ragihandî ya 32 ji sedî, berawirdî pîvanên performansê yên ku di turbînên ba yên nûjen de têne dîtin bû.
Di dema Payîza sala 1941an de, yekem turbîna ba ya çîna megawatt li Vermontê di tora elektrîkê ya giştî de hate yekkirin. Turbîna ba ya Smith–Putnam Nêzîkî pênc salan xebitî heta ku têkçûnek di perê wê de çêbû. Tamîrkirina yekîneyê nehat kirin ji ber kêmbûna materyalan Di dema şer de.
John Brown & Company di sala 1951an de yekem turbîna ba ya Qraliyeta Yekbûyî ku bi tora elektrîkê ya giştî ve girêdayî bû, çêkir, ku li Giravên Orkneyê bû.
Tevî paşveçûnek giştî di sektora Enerjiya ba de Di dema destpêka salên 1970an de, xwenîşandanên dij-nukleerî li Danîmarkayê Mekanîkên jêhatî teşwîq kirin ku nûjeniyê bikin û mîkroturbînên 22 kW hilberînin. Damezrandina komeleyên xwedan û kooperatîfan hewldanên parêzvaniyê hêsan kir ku ber bi saziyên hikûmetê û dabînkerên karûbar ve diçûn, bi vî awayî teşwîq ji bo Belavkirina turbînên mezintir Di dema salên 1980an û serdemên paşîn de ava kirin. Dûv re, di destpêka salên 1990an de, komên parêzvaniya herêmî li Almanyayê, hilberînerên turbînên nû derketî li Spanyayê, û veberhênerên girîng li Dewletên Yekbûyî bi awayekî çalak ji bo polîtîkayan kampanya kirin ku ji bo pêşxistina mezinbûna pîşesaziya ba Di nav neteweyên wan ên têkildar de hatibûn sêwirandin.
Argumanek hate pêşxistin ku dibêje belavbûna bikaranîna Hêza ba dê reqabeta jeopolîtîk ji bo pêkhateyên bingehîn ên turbînên ba, bi taybetî elementên Kêmpeyda yên Dinyayê wekî neodîmyûm, praseodîmyûm, û dîsprosyûm, zêde bike. Lêbelê, ev nêrîn rastî rexneyên girîng hat, bi giranî ji ber ku wê ev rastî ji bîr kiriye ku piraniya turbînên ba magnetên daîmî nagirin nav xwe û ji ber kêm nirxandina wê ya ajokarên aborî yên ku dikarin hilberîna van mîneralan zêde bikin.
Tîrbûna Hêza Ba
Tîrbûna Hêza Ba (WPD) Enerjiya ba ya berdest li xalek erdnîgarî ya taybetî diyar dike. Ev pîvan Hêza navînî ya ku dikare were bidestxistin serê yekîneya qada paqijkirî ya turbînê nîşan dide û li bilindahiyên cihêreng Li ser asta erdê tê destnîşankirin. Hesabkirina Tîrbûna Hêza ba di nav xwe de hem Leza ba û hem jî pîvanên Tîrbûna hewayê digire.
Turbînên ba li gorî Leza ba ya sêwirana wan têne dabeş kirin, ku ji Çîna I heta Çîna III diguhere, bi dabeşkirinên jêrîn ên zêde (A heta C) ku tundiya tevliheviya ba ya têkildar nîşan dide.
Kêrhatîbûn
Prensîba parastina girseyê diyar dike ku girseya bayê ku dikeve turbînekê divê bi rastî bi girseya bayê ku jê derdikeve re wekhev be. Bi heman rengî, Parastina Enerjiyê ferz dike ku Enerjiya ku ji bayê têketî bo turbînê tê veguheztin, divê bi tevahiya Enerjiya ku ji hêla bayê derketî ve tê parastin û Enerjiya ku vediguhezîne Hêza elektrîkê re têkildar be. Ji ber ku bayê derketî her gav beşek ji Enerjiya Kînetîk a xwe diparêze, sînorek jorîn a xwerû heye ji bo Rêjeya Enerjiya Têketinê ku dikare bibe Enerjiya elektrîkê. Wekî encam, qanûna Betz derxistina Hêza teorîkî ya herî zêde ku ji hêla turbînek bayê ve tê bidestxistin, ku wekî hejmara Betz tê binavkirin, wekî 16⁄27 (59.3%) ji herikîna Enerjiya Kînetîk a ku digihîje turbînê, diyar dike.
Ji ber vê yekê, Derketina Hêza teorîkî ya herî zêde ya veguherînerek Enerjiya bayê 16⁄27 carî rêjeya ku Enerjiya Kînetîk a hewayê li ser qada dîskê ya bi bandor a makîneyê dikeve ye. Ger qada dîskê ya bi bandor A û Leza bayê v were texmîn kirin, Derketina Hêza teorîkî ya herî zêde P dikare wiha were îfadekirin:
- ,
Li vir, ρ Tîrbûna hewayê nîşan dide.
Kêrhatîbûna veguherîna bayê ji ba bo rotorê, ku faktorên mîna Lêkxuşana perên rotorê û kişandinê dihewîne, Bi awayekî girîng bandorê li ser lêçûna dawîn a Hêza bayê dike. Kêmasiyên din, di nav de windahiyên Di nav de gearbox, jenerator û veguherîner, Derketina Hêza rastîn a turbînek bayê kêm dikin. Ji bo kêmkirina xişandina zêde ya pêkhateyan, Hêza ku tê derxistin di astek Berdewam de tê parastin gava ku Leza xebitandinê ya nirxandî derbas dibe. Ev Ji ber ku Hêza teorîkî bi kuba Leza bayê re zêde dibe, ku Wekî encam kêrhatîbûna teorîkî bêtir kêm dike. Heya sala 2001-ê, turbînên bazirganî yên bi şebekeyê ve girêdayî, di Leza xebitandinê ya xwe ya nirxandî de gihîştin 75% heya 80% ji Sînora Betz ji bo Hêza bayê ya ku dikare were derxistin.
Bi demê re, dibe ku kêmbûnek piçûk di kêrhatîbûnê de çêbibe, ku bi giranî ji ber berhevkirina toz û bermayiyên Kêzikan li ser perên turbînê ye. Depoyên wusa profîla aerodînamîkî diguherînin, bi vî rengî Rêjeya hilkişîn-bo-kişandinê ya perê hewayê kêm dikin. Lêkolînek ku li ser 3,128 turbînên bayê li Danîmarkayê hate kirin, ku hemî ji deh salan zêdetir xebitîn, eşkere kir ku nîvê wan ti Paşve çûn di hilberînê de nedîtin, lê nîvê din kêmbûnek hilberîna salane ya 1.2% nîşan dan.
Bi gelemperî, hebûna rewşên rewşa hewayê yên aramtir û domdartir, nemaze di warê leza bayê de, bi navînek 15% karîgeriya bilindtir re têkildar e li gorî turbînên ku di rewşa hewayê ya nearam de dixebitin. Ev aramî dikare heta 7% zêdebûna leza bayê ya bi bandor pêk bîne. Ev bûyer ji ber şiyarbûna zûtir a paşmayî û zêdebûna herikîna hewayê di bin şert û mercên aramiya atmosferê ya bilind de tê vegotin. Lê belê, herwiha hatiye dîtin ku paşmayiyên turbînên bayê di şert û mercên atmosferê yên nearam de li gorî hawîrdorên aram zûtir vedigerin.
Hilbijartina materyalan bi awayekî girîng bandorê li karîgeriya turbînên bayê dike. Ceribandinek ku li Zanîngeha Egeyê hate kirin, avakirina sê turbînên bayê pêk anî, her yek bi sê perên bi dirêjahiya yek metreyî ku ji materyalên cûda hatibûn çêkirin: cam û epoksîya cam/karbon, cam/karbon, û cam/polyester. Testan eşkere kir ku materyalên xwedî giraniyên giştî yên bilindtir, momentek lêkxuşanê ya mezintir nîşan dan, wekî encam bû sedema kêmkirina hejmara hêzê.
Leza hewayê faktorek sereke ye ji bo karîgeriya turbînê, ku girîngiya krîtîk a hilbijartina cîhê destnîşan dike. Lezên bayê yên bilind bi gelemperî nêzîkî deverên peravê têne dîtin, ev bûyer ji ber cûdahiya germahiyê di navbera bejahî û okyanûsê de tê vegotin. Wekî din, danîna turbînan li ser pişta çiyayan vebijarkek din a guncan pêşkêş dike. Bi gelemperî, zêdebûna bilindahiya turbîna bayê bi leza bayê ya navînî ya bilindtir re têkildar e. Herwiha, danîna stratejîk a bendavê dikare leza bayê li derdora turbînê zêde bike.
Tîpolojî
Turbînên bayê li gorî tewra xwe ya zivirînê têne dabeş kirin, ku dikare bibe asoyî an vertîkal; sêwiranên tewra asoyî hem di dîrokê de kevintir in û hem jî berbelavtir in. Herwiha, turbîn dikarin pergalan bihewînin an jî bêyî wan bixebitin. Sêwiranên tewra vertîkal ên ku ji bo sepanên malê hatine çêkirin bi gelemperî hêzek kêmtir hilberînin û wekî encam kêmtir berbelav in.
Veavakirên Tewra Asoyî
Îro, piraniya mezin a hilberîna Hêz a ba ya cîhanî ji aliyê turbînên ba yên mezin ên sê-pelî yên bi eksena asoyî (HAWT) ve tê pêkanîn, ku pelên wan li aliyê jorê ba yê bircê ne (ango pel ber bi ba yê hatî ve ne). Van turbînan şafta rotorê ya sereke û jeneratorê Elektrîkê li serê bircê dihewînin û pêdivî bi arastekirina ber bi ba yê serdest ve heye. Turbînên piçûktir vê arastekirinê bi rêya bayê Hêsan pêk tînin, lê sazkirinên mezin bi gelemperî Hestiyarê ba yê ku bi Pergalek yawê ve hatiye yekkirin bikar tînin. Piraniya sêwiranê qutiyek gemarê dihewîne, ku leza zivirîna Hêdî ya pelan vediguherîne leza zivirînê ya bilindtir ku ji bo ajotina jeneratorek Elektrîkê guncan e. Berovajî, hin turbîn celebek jeneratorê cuda bikar tînin ku ji bo Têketin a leza zivirînê ya kêmtir hatiye xweşbînkirin. Ev wekî Pergalên ajotina rasterast têne binavkirin, ku bi girêdana rasterast a rotorê bi jeneratorê ve têne diyar kirin, û pêdiviya bi qutiyek gemarê ya navîn ji holê radikin. Her çend jeneratorên ajotina rasterast ên magnetîsên daîmî dibe ku ji ber girêdana wan bi materyalên Kêmpeyda yên Dinyayê re lêçûnên bilindtir derxînin, ev turbînên bê gemar carinan li ser jeneratorên bi qutiyên gemarê têne tercîh kirin, bi giranî Ji ber ku ew "zêdekerê leza gemarê ji holê radikin, ku ji barkirina torkê ya westandina berhevkirî ya girîng, pirsgirêkên pêbaweriyê yên têkildar, û lêçûnên parastinê re hesas e". Herwiha, Mekanîzma ajotina rasterast a pseudo li gorî Pergal a ajotina rasterast a magnetîsên daîmî hin avantajên xwe hene.
Piraniya turbînên bi eksena asoyî rotorên xwe li aliyê jorê ba yê birca piştgiriyê bi cih dikin. Her çend veavakirên aliyê jêrê ba hatine çêkirin jî, ew pêdivî bi Mekanîzmaek zêde ji bo hevrêzkirina ba nakin. Di şert û mercên ba yên xurt de, pelên aliyê jêrê ba dikarin bi awayekî endezyarî werin çêkirin ku ji yên aliyê jorê ba nermbûnek mezintir nîşan bidin, ku qada wan a paqijkirî û Wekî encam Berxwedan a wan a ba kêm dike, bi vî awayî xetereyan Di dema ba yên xurt de kêm dike. Tevî van avantajên hanê, sêwiranên aliyê jorê ba têne tercîh kirin Ji ber ku guherînên barkirina pulsasyonê yên ku ji hêla ba ve têne çêkirin dema ku her pelek di şopa birca piştgiriyê re derbas dibe, dikarin bibin sedema zirara avahîsaziyê.
Turbînên ku Di nav de zeviyên ba de ji bo hilberîna Elektrîkê ya pîvana karûbarê têne bikar anîn, bi gelemperî sê pelan dihewînin. Van sêwiranê Xeleka Avê ya torkê ya herî kêm nîşan didin, ku pêbaweriya xebata wan zêde dike. Pel bi gelemperî spî têne boyaxkirin da ku Di dema rojê de ji bo hewavaniyê xuya bibin û dirêjahiya wan ji 20 heta 80 metreyî (66 heta 262 ft) diguhere. Pîvanên turbînê û bilindahiya navendê sal bi sal zêde dibin. Turbînên ba yên deryayî yên nûjen dikarin kapasîteyên heta 26 MW bi dirêjahiya pelan heta 153 metreyî (502 ft) bi dest bixin, lê yên bejahî kapasîteyên heta 15 MW û dirêjahiya pelan 131 metreyî (430 ft) digihîjin. Bilindahiya navendê ya navînî ji bo turbînên ba yên bi eksena asoyî ji bo sazkirinên bejahî Di nav de DYA de 103 metre (338 ft) tê qeyd kirin, û ji bo bicîhkirinên deryayî yên cîhanî 124 metre (407 ft) ye.
Eksena Vertîkal
Turbînên ba yên bi eksena vertîkal (VAWT) bi şaftek rotorê sereke ya bi awayekî vertîkal ve têne diyar kirin. Feydeyek sereke ya vê avahiyê ew e ku karîgeriya xebitandina turbînê ji arasteya ba serbixwe ye, ku wê li cihên bi şêwazên ba yên pir Guherbar bikêr dike. Ev taybetmendî herwiha dema ku turbîn di nav avahiyên mîmarî de têne yekkirin jî sûdmend e, ji ber ku rêberiya wan bi xwezayî kêmtir e. Herwiha, jenerator û qutiya lezê dikarin li ser erdê werin bicîhkirin, bi karanîna Mekanîzmayek ajotinê ya rasterast ji koma rotorê heya qutiya lezê ya li ser erdê, bi vî rengî gihîştina parastinê zêde dikin. Lêbelê, dezavantajek bi awayekî girîng ew e ku ev sêwiran dema ku bi demê re têne navînîkirin, Derketina Enerjiyê bi awayekî girîng kêmtir didin.
Sêwiranên turbînên vertîkal li gorî sêwiranên kevneşopî yên bi eksena asoyî, karîgeriyek bi awayekî girîng kêmkirî nîşan didin. Kêmasiyên sereke ev in: leza zivirîna wan a nisbeten kêm, ku dibe sedema hewcedariyên torkê yên bilindtir û, Wekî encam, lêçûnên pergalên ajotinê zêde dike; koefîsyentek Hêzê ya bi xwezayî kêmtir; zivirîna tam a 360-pileyan a aerofoilê di nav Herikîna ba de Di dema her Çerxa xebitandinê de, ku dibe sedema barkirina perên pir Dînamîk; torka lêdanê ya ku ji hêla hin veavakirên rotorê ve li ser pergalên ajotinê tê kirin; û tevliheviyên xwerû yên di modelkirina rast a Herikîna ba de, ku paşê Analîza rotorê û sêwiranê berî çêkirina Prototîpê tevlihev dike.
Dema ku turbînek ba li ser banek tê saz kirin, Avahiya avahiyê bi gelemperî Herikîna hewayê li ser banê diguhezîne, ku dibe ku leza ba li cîhê turbînê ducar bike. Performansa herî baş, ku bi girtina Enerjiya ba ya herî zêde û kêmkirina tevliheviya ba tê destnîşan kirin, Gelek caran tê bidestxistin dema ku bilindahiya birca turbînek li ser banê nêzîkî nîvê bilindahiya giştî ya avahiyê be. Her çend leza ba li deverên bajarî bi gelemperî ji yên li cihên gundî yên vekirî bi awayekî girîng kêmtir bin jî, çêkirina deng dikare bibe fikarêk bi awayekî girîng, û Avahiya avahiyê ya heyî divê xwedî yekparebûnek têr be ku li hember stresên zêde yên hatine ferz kirin bisekine.
Gelek binecureyên sêwiranên tewereya vertîkal hene, di nav de turbîna bayê ya Darrieus, ku wekî veavakirina hêkşikênêr jî tê zanîn. Navê van li ser Georges Jean Marie Darrieus hatiye danîn, yê ku di salên 1920an de sêwiranek patent kir. Dema ku karîgeriyek hêja nîşan didin, van turbînan Xeleka Avê ya torkê ya girîng Hilberandin û stresa çerxî li ser bircê ferz dikin, bi vî awayî pêbaweriya wan a giştî kêm dikin. Ev Xeleka Avê ya torkê bi tevlêkirina sê an zêdetir peran kêm dibe, ku Wekî encam zexmbûna rotorê zêde dike. Giromill cureyek turbîna Darrieus e ku bi perên rast tê nasîn. Cureya cycloturbine mekanîzmayên Perdeya Deng a Guherbar dihewîne da ku lerizîna torkê kêm bike û kapasîteyên xwe-destpêkirinê hêsan bike. Feydeyên ku bi Perdeya Deng a Guherbar ve girêdayî ne ev in: torka destpêkê ya bilind, kêşeya torkê ya berfireh û bi rêjeyî domdar, hejmara performansa zêdekirî, karîgeriya xebatê ya çêtir di şert û mercên bayê tevlihev de, û rêjeya leza perê kêmkirî, ku Wekî encam stresa çemîna perê kêm dike. Veavakirina peran dikarin sêwiranên rast, V-şêwe, an çemkirî di nav xwe de bigirin.
Turbînên bayê yên Savonius amûrên cureya kişandinê ne ku du an zêdetir kepçe dihewînin, bi gelemperî di anemometre, hewayên Flettner (ku bi gelemperî li ser banên otobusan û vanan têne dîtin), û hin pergalên Hilberandina Hêzê yên bi pêbaweriya bilind û karîgeriya kêm de têne bikar anîn. Van turbînan bi xwezayî xwedî kapasîteyên xwe-destpêkirinê ne dema ku bi kêmanî sê kepçe hatine stendin. Savonius a Zivirî sêwiranek guhertî temsîl dike ku kepçeyên helîkî yên dirêjkirî dihewîne da ku radestkirina torkê hêsantir bike. Ew bi gelemperî wekî turbîna bayê ya banê tê Belavkirin û ji bo sepanên deryayî jî hatiye adaptekirin. Turbînên bayê yên hewayî baskan an balafirên biçûk dihewînin ku bi têlan bi erdê ve hatine girêdan. Van pergalan ji bo gihîştina bayên Bilindahîya bilindtir bi avantaj in, ku bi gelemperî ji qada xebatê ya turbînên kevneşopî derbas dibin. Prototîpên vê teknolojiyê niha li Rojhilata Afrîkayê di xebatê de ne. Turbîna bayê ya herikbar Pergalek turbîna deryayî pêk tîne ku ji hêla platformek herikbar ve tê piştgirî kirin. Xwezaya wan a herikbar sazkirinê di avên kûrtir de gengaz dike, bi vî awayî cihên Belavkirinê yên potansiyel berfireh dike. Herwiha, danîna wan dûrtir ji Peravê dikare fikarên gel di derbarê şopa wan a Dîtbarî de kêm bike.
Veavakirina Turbînan a Ne-kevneşopî
Sêwiran û Çêkirin
Pêkhateyên Bingehîn
Turbînên bayê veguherîna Enerjiya Kînetîk a bayê bo Hêza elektrîkê ji bo belavkirina paşîn hêsan dikin. Turbînên tewereya asoyî yên kevneşopî bi gelemperî li sê pêkhateyên sereke têne dabeş kirin:
- Rotor, ku Nêzîkî 20% ji lêçûna giştî ya turbîna bayê pêk tîne, perên ku berpirsiyar in ji veguherîna Enerjiya bayê bo Enerjiya Kînetîk a zivirî ya leza nizm dihewîne.
- Kompleksa jeneratorê, ku nêzîkî 34% ji mesrefa giştî ya turbîna bayê pêk tîne, ji jeneratorê elektrîkê, elektronîkên kontrolê, û bi gelemperî qutiyek lezê (mînak, qutiyek lezê ya gerstêrkî), ajokerek leza-verastkirî, an veguheztinek guherbar a domdar pêk tê. Van pêkhateyan bi hev re zivirîna hatinê ya leza kêm vediguherînin zivirîna leza bilind a ku ji bo nifşa elektrîkê pêwîst e.
- Çarçoveya avahîsaziyê, ku nêzîkî 15% ji mesrefa turbîna bayê pêk tîne, birc û mekanîzmaya zivirîna rotorê di nav xwe de dihewîne.
Turbîna bayê ya asayî ya 1.5 MW, ku bi gelemperî li Dewletên Yekbûyî tê dîtin, birca wê bi bilindahiya 80 metreyî (260 ft) ye. Kompleksa rotorê, ku per û navendê dihewîne, bi qasî 80 metreyî (260 ft) qebareya wê heye. Nacelle, ku jeneratorê dihewîne, dirêjahiya wê 15.24 metre (50.0 ft) ye û girseyek wê nêzîkî 300 ton e.
Çavdêriya Turbînan û Rêbazên Teşhîsê
Ji ber pirsgirêkên veguheztina dane yên xwerû, çavdêriya tenduristiya avahîsaziyê ya turbînên bayê bi gelemperî bi karanîna gelek lezmatkeran û pîvanên tansiyonê yên ku bi nacelle ve hatine girêdan ji bo çavdêriya berfireh a qutiya lezê û alavên pêwendîdar tê kirin. Niha, korelasyona wêneyê dîjîtal û stereofotogrametrî têne bikar anîn ji bo pîvandina tevgera dînamîk a perên turbîna bayê. Van rêbazan di serî de cihguhertin û tansiyonê dinirxînin da ku cîhên kêmasiyan tespît bikin. Taybetmendiyên dînamîk ên turbînên bayê yên rawestayî bi sepandina korelasyona wêneyê dîjîtal û fotogrametrî hatine pîvandin. Herwiha, şopandina xalên sê-alî hatiye bikaranîn ji bo nirxandina dînamîkên zivirîna turbînên bayê.
Nirxandinên Teknolojîk
Bi gelemperî, karîgeriya turbînê bi dirêjahiya perê zêde re têkiliyek erênî nîşan dide. Perên herî baş taybetmendiyên wekî hişkbûn, hêz, domdarî, girseya kêm, û berxwedana westandinê hewce dikin. Materyalên ku van taybetmendiyan nîşan didin, madeyên kompozît ên wekî polîester û epoksî ne, ku fîbera cam û fîbera karbonê bi gelemperî ji bo xurtkirinê têne bikar anîn. Pêvajoyên çêkirinê dikarin teknîkên danîna destan an şilkirina derzîlêdanê bihewînin. Nûjenkirina turbînên heyî bi perên dirêjkirî, tevlihevî û rîskên ku bi sêwirana tevahî ya nû ve girêdayî ne, kêm dike.
Her çend turbînên bayê bi gelemperî temenek xebatê ya navînî 30 salan hebe jî, per û qutiyên lezê yên wan bi gelemperî heta 25 salan li ber xwe didin.
Kompozîsyona Materyalên Peran
Materyalên ku bi gelemperî di çêkirina perên turbînên bayê de têne bikar anîn, li jêr têne hûrgulî kirin.
Kompozîtên Fîbera Cam û Karbonê
ReqBûna materyalên pêkhatî bi giranî ji aliyê reqbûna xwerû ya fîberên wan ên pêkhatî û Rêje ya wan a qebareyî ve tê destnîşankirin. Fîberên E-camê bi awayekî Berbelav wekî hêza sereke ya xurtkirinê di van pêkhatiyan de têne bikaranîn. Bi taybetî, pêkhatiyên cam/epoksî yên ku di perên turbînên ba de têne bikaranîn, bi gelemperî heta %75 camê li gorî Giranî dihewînin, ku ev yek reqbûna wan, herwiha Hêzên wan ên kişandin û pêçandinê jî zêde dike. Pêkhateyên fîberên camê yên pêşketî, wekî S-cam û R-cam, materyalên pêkhatî yên hêvîdar nîşan didin. Cureyên din ên fîberên camê, di nav de ECRGLAS, Advantex, û WindStrand, ji aliyê Owens Corning ve hatine pêşxistin.
Fîbera karbonê li gorî fîbera camê Hêza kişandinê ya bilindtir, reqbûna mezintir û Tîrbûn a kêmtir nîşan dide. Van taybetmendiyan fîbera karbonê dikin materyalekî herî baş ji bo serê sparê, ku pêkhateyekî avahîsaziyê ya girîng e û di bin barên kişandinê yên Bi awayekî girîng de ye. Mînak, pereyek 100 metreyî (330 ft) ku ji fîbera camê hatiye çêkirin, dibe ku heta 50 ton (110,000 lb) Giranî bikişîne. Lê belê, yekkirina fîbera karbonê di nav sparê de dikare Giranî ya perê ji %20 heta %30 kêm bike, ku ev yek Nêzîkî 15 ton (33,000 lb) dike.
Materyalên Xurtkirinê yên Hîbrîd
Sêwiranên hîbrîd ji bo xurtkirina perên turbînên ba, lihevkirinek stratejîk di navbera kêmkirina Giranî û karîgeriya lêçûnê de pêşkêş dikin, li şûna ku tenê fîberên cam an karbonê bikar bînin. Mînak, di pereyek 8 metreyî (26 ft) de, şûngirtinek tevahî bi fîbera karbonê dikare Giranî yê %80 kêm bike, lê dê lêçûnan %150 zêde bike. Berovajî, şûngirtinek %30 ya fîbera karbonê dê %50 teserûfa Giranî bide, dema ku lêçûnan %90 zêde dike. Materyalên xurtkirinê yên hîbrîd ên Berbelav tevliheviyên wekî E-cam/karbon û E-cam/aramîd dihewînin. Bi taybetî, pera herî dirêj a LM Wind Power ku niha di hilberînê de ye, pêkhatiyên hîbrîd ên karbon/camê bikar tîne. Lêkolînek din pêwîst e da ku pêkhateyên materyalê yên herî bi bandor ji bo van sepanan were zelalkirin.
Polîmer û Pêkhatiyên Nano-endezyarkirî
Tevlîkirina mîqdarên piçûk (mînak, %0.5 Giranî) ji nanoxurtkirinan, wekî nanotûbên karbonê an nanokil, di nav matrisa polîmerî ya pêkhatiyan, mezinahiya fîberê, an tebeqeyên nav-lamînar de, dikare Bi awayekî girîng çend taybetmendiyên mekanîkî baştir bike. Van başkirinan di nav de Berxwedan a westandinê, Hêza birrînê, Hêza pêçandinê, û hişkbûna şikestinê hene, bi zêdebûnên ragihandî yên ku ji %30 heta %80 digihîjin. Herwiha, lêkolîn destnîşan dikin ku tevlîkirina mîqdarên piçûk ên nanotûbên karbonê (CNTs) dikare jiyana xebatê ya van materyalan heta %1500 dirêj bike.
Lêçûn
Di sala 2010an de, lêçûna sermayeya navînî ya Giranîkirî ya cîhanî ji bo turbînek ba Nêzîkî 2,324 $ per kîlowat bû. Heta sala 2024an, ev lêçûn daketibû 1,041 $ per kîlowat Hêz a navî, ku kêmkirinek salane ya domdar a Nêzîkî %12 nîşan dide. Berovajî, turbînên ba yên niştecîh Bi awayekî girîng aborîtir in, bi yekîneyên piçûk ên 400 W ku li DYA'yê bi qasî 700 $ peyda dibin, mesrefên sazkirinê tê de nîn in.
Mesrefa enerjiyê ya astkirî (LCOE) ji bo turbînên ba, ku wekî bihayê navînî yê herî kêm ê her yekîneya enerjiyê tê pênasekirin ku ji bo santraleke hêzê di seranserê jiyana xwe ya xebatê de bigihîje domdariya darayî, heta sala 2025an guhertoyiyeke herêmî ya girîng nîşan da. Ev ji 25 dolaran ji bo MWh li Çînê heta 70 dolaran ji bo MWh li Viyetnamê bû, digel ku navînek cîhanî nêzîkî 50 û 60 dolaran ji bo MWh hate texmîn kirin. Herêma Rojhilata Navîn û Bakurê Afrîkayê (MENA) LCOE ya navînî ya herî kêm tomar kir, ku bi projeya çandiniya ba ya Al Ghat a sala 2024an li Erebistana Siûdî hate ronîkirin, ku pîvanek cîhanî ya tenê 15.66 dolaran ji bo MWh saz kir.
Derbarê perên turbînên ba de, her çend pêkhateyên fîbera cam/karbonê yên hîbrîd li gorî alternatîfên fîbera camê yên tevahî, mesrefên materyalê yên pir zêde dikişînin, ew dikarin bibin sedema kêmkirina lêçûnên kedê. Bikaranîna fîbera karbonê sêwiranên hêsantir hêsan dike, ku di encamê de kêmtir madeya xav hewce dike. Teknîka hilberînê ya sereke di çêkirina peran de tebeqekirina qatan vedihewîne. Wekî encam, sêwiranên perên ziravtir kêmkirina hejmara qatan gengaz dikin, bi vî rengî hewcedariyên kedê kêm dikin û, di hin rewşan de, digihîjin lêçûnên kedê yên ku bi yên perên fîbera camê re berawirdî ne.
Sazkirinên turbînên ba yên deryayî bi mesrefên têkildar ên pir zêde têne diyar kirin. Di sala 2024an de, mesrefa sazkirinê ya giştî ya navînî ya giranîkirî ya cîhanî ji bo turbînên deryayî 2,852 dolar ji bo kW bû, ku kêmkirina 48% ji mesrefa sala 2010an a 5,518 dolar ji bo kW nîşan dide.
Materyalên Ne-Per
Pêkhateyên turbînên ba yên ji bilî perên rotorê, wekî navenda rotorê, gearbox, çarçove û birc, bi piranî ji pola têne çêkirin. Lê belê, turbînên piçûktir, ligel modelên Enercon ên bi pûlika megawattê, dest bi tevlêkirina aloyên aluminiumê ji bo van beşan kirine da ku sêwiranên siviktir û bikêrtir bi dest bixin. Ev pejirandin dikare bêtir berfireh bibe ger pêşkeftinên di taybetmendiyên westandin û hêzê yên aloyên aluminiumê de pêk werin. Betona pêş-streskirî di çêkirina bircan de zêdebûnek di bikaranînê de dîtiye, her çend ew hîn jî pêdivî bi xurtkirina pola ya girîng heye da ku daxwazên yekparebûna avahîsaziyê ya turbînê bicîh bîne. Herwiha, meylek mezin heye ku gearboxên kevneşopî yên zêdekirinê bi jeneratorên leza guherbar werin guhertin, ku di encamê de pêdivî bi materyalên magnetîkî yên pispor heye.
Turbînên ba yên nûjen nêzîkî du ton sifir ji bo têlkirin, jenerator, transformator û pergalên xwe yên zemînkirinê vedihewînin, hilbijartinek ku ji ber rêgezîna elektrîkê ya awarte û domdariya metalê tê vegotin. Heta sala 2018an, hilberîna turbînên ba yên cîhanî salane 450,000 ton (990 mîlyon pound) sifir vexwar. Heta sala 2025an, tê pêşbînîkirin ku tundiya sifir ji 650 heta 6,200 kg ji bo her megawatt kapasîteyê be.
Nirxandinên Pêşkêşkirina Materyalê
Lêkolînek sala 2015an li ser meylên vexwarina materyalan û pêwîstiyên ji bo Enerjiya ba di nav de Ewropa eşkere kir ku turbînên mezintir vexwarina metalên biha zêdetir nîşan didin, lê têketina materyalê ji bo her kîlowatê hilberandî kêm e. Vexwarina materyalê û stoka heyî di wê demê de paşê bi materyalên têketinê yên ji bo pîvanên pergalên cihêreng ên bejahî hatin berawirdkirin. Li seranserê hemî welatên Yekîtiya Ewropayê, pêşbîniyên ji bo sala 2020an zêdebûnek du qat li ser astên vexwarina sala 2009an destnîşan kirin. Wekî encam, van neteweyan dê hewcedarî bi berfirehkirina baza çavkaniyên xwe hebe da ku daxwaziya texmînkirî ya sala 2020an têr bikin. Mînak, Yekîtiya Ewropayê xwediyê 3% ji dabînkirina fluorsparê ya cîhanî bû, lê dihat pêşbînîkirin ku heta sala 2020an 14% hewce bike. Li seranserê cîhanê, welatên sereke yên îxracatkar ên fluorsparê Afrîkaya Başûr, Meksîk û Çîn in. Meylek wisa tê dîtin ji bo materyalên din ên krîtîk û bi qîmet ên ku ji bo pergalên Enerjiyê girîng in, wekî magnezyûm, zîv û îndiyûm. Tevî rêjeyên vezîvirandinê yên niha yên kêm ji bo van materyalan, girîngiyek stratejîk li ser prensîbên aboriya dorhêl dikare sînorkirinên dabînkirinê kêm bike. Ji ber ku gelek ji van materyalên bi qîmet di teknolojiyên din ên nûjen de jî girîng in, di nav de dîodên ronahî-derxistî (LED), fotovoltaîk (PV) û dîmenderên Krîstal ên şilayî (LCD), daxwaziya wan tê pêşbînîkirin ku zêde bibe.
Lêkolînek sala 2011an ku ji hêla Lêkolîna Jeolojîk a Dewletên Yekbûyî ve hatibû kirin, pêwîstiyên çavkaniyê yên ji bo Dewletên Yekbûyî pêşbînî kir da ku pabendbûna xwe ya dabînkirina 20% ji Elektrîka xwe ji Hêza ba heta sala 2030an bi dest bixe. Lêkolînê pêwîstiyên ji bo turbînên pûlik-biçûk û deryayî derxistibû, ji ber ku van teknolojiyan di sala 2008an de, sala pêkanîna lêkolînê, ne berbelav bûn. Materyalên kevneşopî, di nav de hesinê avêtî, pola û beton, dihat pêşbînîkirin ku li gorî astên sala 2008an zêdebûnek 2%–3% biceribînin. Daxwaziyek salane ya 110.000 heta 115.000 tonên metrîk fîberglas dihat pêşbînîkirin, ku zêdebûnek 14% temsîl dike. Her çend vexwarina metalên Kêmpeyda-Erdê ne dihat pêşbînîkirin ku bi awayekî girîng ji dabînkirina heyî derbas bibe, divê bal were kişandin ser wan metalên Kêmpeyda-Erdê yên ku di teknolojiyên din de jî têne bikar anîn, wekî bataryayên, ku daxwaziya cîhanî ya wan zêde dibe. Şopa erdê li bejahiyê 50.000 kîlometre çargoşe û li deryayê 11.000 kîlometre çargoşe hat texmînkirin. Ev pêwîstiya erdê di nav de Dewletên Yekbûyî de wekî birêvebirinî hate dîtin, ji ber qada wê ya erdnîgarî ya berfireh û potansiyela ji bo cîhkirina zeviyên ba li gel çalakiyên çandiniyê. Zehmetiyek girîngtir hate nasîn di birêvebirina guhertoya Hêza ba û veguhestina wê bo herêmên bi daxwaziya bilind.
Magnetên daîmî yên ku di generatorên turbînên ba de têne bikar anîn, metalên kêmpeyda yên wekî neodîmyûm (Nd), praseodîmyûm (Pr), terbiyûm (Tb), û dîsprosiyûm (Dy) dihewînin. Sîstemên turbînên ajotina rasterast, yên ku teknolojiya magnetîkî bi kar tînin, hewcedariya wan bi mîqdarên mezintir ên metalên kêmpeyda heye. Wekî encam, berfirehbûna hilberîna turbînên ba dê daxwaziya van çavkaniyên girîng zêde bike. Pêşbînî destnîşan dikin ku heta sala 2035, daxwaziya neodîmyûm (Nd) dikare ji 4,000 heta 18,000 ton zêde bibe, dema ku daxwaziya dîsprosiyûm (Dy) dibe ku ji 200 heta 1,200 ton bilind bibe. Van reqeman di navbera çaryek û nîvê hilberîna Herrik a cîhanî de ne. Digel vê yekê, ev texmîn ji ber pêşveçûna bilez a teknolojiyên têkildar, bi nezelaliyek girîng re rû bi rû ne.
Girêdana bi mîneralên kêmpeyda ji bo hilberîna pêkhateyan di dîrokê de xetereyên zêdebûna lêçûn û guherbar a bihayê derxistiye holê, ji ber ku Çîn, wekî çêkerê sereke (di sala 2009an de 96% pêk anîbû), berê kêmkirina kotayên xwe yên îxracatê pêk anîbû. Digel vê yekê, salên dawî berfirehbûna hilberînê ji çavkaniyên alternatîf û zêdebûna kotayên îxracatê yên Çînê dîtine, ku di encamê de dabînkirina çêtir, lêçûnên kêm, û pêkanîna çêtir ji bo belavkirina berfireh a generatorên leza-guherbar peyda bûye.
Fîbera camê materyalê herî berbelav e ku ji bo xurtkirinê tê bikar anîn. Daxwaziya vê materyalê zêde bûye, ku ji ber berfirehbûna di sektorên avahîsaziyê, veguhestinê û turbînên ba de ye. Bazara cîhanî ya fîbera camê tê pêşbînîkirin ku heta sala 2024an bigihîje 17.4 milyar dolarên Amerîkî, ku ev zêdebûnek girîng e ji 8.5 milyar dolarên Amerîkî yên sala 2014an. Di sala 2014an de, herêma Asya Pasîfîkê zêdetirî 45% ji para bazarê pêk anîbû, digel ku Çîn niha pozîsyona çêkerê herî mezin digire. Pîşesaziya fîbera camê ya Çînê ji alîkariyên hikûmetê sûd werdigire, ku ev yek bihayên îxracatê yên pêşbaztir ji bo Dewletên Yekbûyî û Ewropayê hêsan dike. Digel vê yekê, pêşbaziya bihayê ya dijwar bûye sedema pêkanîna tedbîrên dijî-dampîngê, di nav de bacên gumrikê, li ser îthalata fîbera camê ya Çînê.
Pêşangeha Giştî ya Turbînên Ba
Gelek deveran hebûna berbiçav a turbînên ba bi pêşandanên giştî bi kar anîne, an bi damezrandina navendên serdanvanan li binê wan an jî deverên dîtinê yên taybetî ji dûr ve. Van turbînên ba bi gelemperî li gorî avahîyek kevneşopî ya sê-pelî ya eksena horizontal tevdigerin û elektrîkê ji bo entegrasyonê di torên neteweyî de hilberînin, lê ew di heman demê de fonksiyonên din jî pêk tînin ku pêşandana teknolojîk, tevlêbûna giştî, û gihîştina perwerdehiyê dihewînin. Navenda Bazirganiya Cîhanî ya Behreynê turbînên ba yên ku bi zelalî hatine pêşandan û ji gel re gihîştî ne, dihewîne. Ev avahî yekem asîmanxêz e ku turbînên ba rasterast di nexşeya xwe ya mîmarî de yek kiriye.
Turbînên Ba yên Biçûk
Turbînên ba yên biçûk di gelek çarçoveyan de têne bikaranîn, wekî xaniyên niştecîh ên bi torê ve girêdayî an otonom/xweser, binesaziya telekomunîkasyonê, sazîyên deryayî, tesîsên perwerdehî û tenduristiyê li herêmên dûr/kûr, û serlêdanên cûrbecûr ên çavdêriya dûr/kûr, bi taybetî li cihên ku gihîştina torê tune ye an ne pêbawer e. Mezinahiya van turbînan dikare bigihîje jeneratorek pêncî wattî ku ji bo serlêdanên deryayî an wesayîtên rekreasyonê guncan e. Belavkirina pergalên hîbrîd ên bi enerjiya rojê û ba dixebitin ji bo nîşaneyên trafîkê, bi taybetî li deverên gundî, zêde dibe, ji ber ku ev pergal hewcedariya kabloyên berfireh ên ji çavkaniyên hêzê yên kevneşopî ji holê radikin. Laboratuvara Neteweyî ya Enerjiya Nûjenbar (NREL) ya Wezareta Enerjiyê ya DYA'yê bi fermî turbînên ba yên biçûk wekî yekîneyên bi kapasîteya 100 kîlowatt an kêmtir dabeş dike. Ev pergalên kompakt bi gelemperî jeneratorên ajotina rasterast dihewînin, herrika rasterast çêdikin, xwedî perên aeroelastîk in, hilgirên jiyanî bikar tînin, û ji bo rêwerzê bayê bikar tînin.
Dûrahiya Turbînên Ba
Di nav piraniya zeviyên ba yên bi eksena asoyî de, dûrahiyek tîpîk a di navbera turbînan de, nêzîkî 6 heta 10 caran pîvana rotorê, bi gelemperî tê parastin. Lêbelê, ji bo pêşkeftinên zeviyên ba yên berfireh, dûrahiyek nêzîkî 15 pîvanên rotorê tê pêşbînîkirin ku karîgeriyek aborî ya mezintir bide, bi berçavgirtina lêçûnên turbînên ba yên standard û bidestxistina axê. Ev dîtin ji lêkolînek ku ji hêla Charles Meneveau ji Zanîngeha Johns Hopkins û Johan Meyers ji Zanîngeha Leuven li Belçîkayê ve hatî kirin derdikeve, ku simulasyonên komputerê bikar tîne ku bi hûrgulî têkiliyên tevlihev ên di navbera turbînên ba yên takekesî (bandorên şiyar) û têkiliya wan bi qata sînorê atmosferê ya tevlihev a berfireh re model dike.
Lêkolînên John Dabiri li Caltech destnîşan dikin ku turbînên ba yên bi eksena vertîkal dikarin nêzîktir werin danîn, bi şertê ku nexşeyek zivirî ya alternatîf were damezrandin, ku perên turbînên cîran di dema nêzîkbûna xwe de bi hev re tevbigerin.
Karkirin
Parastin
Parastina domdar ji bo misogerkirina pêbawerî û hebûna xebatê ya turbînên ba pêwîst e. Bi awayekî herî baş, turbîn ji bo nifşa enerjiyê gihîştina xebatê ya 98% bi dest dixin. Berhevkirina qeşa li ser perên turbînan bi awayekî girîng karîgeriya turbîna ba xera dike, ku pirsgirêkek berbelav e li hawîrdorên sar ên ku mêldarê qeşa girtina di nav ewr de û barana qeşa girtî ne. Pêvajoyên qeşa rakirinê bi giranî mekanîzmayên germkirina navxweyî an jî, wekî alternatîf, sepandina ava germ a paqij li ser perên bi helîkopter an dronan vedihewînin.
Tûrbînên ba yên niha bi gelemperî bi kranek piçûk a ser-keştî ve têne stendin ku ji bo rakirina amûrên parastinê û pêkhateyên piçûktir hatiye sêwirandin. Berovajî, guhertina pêkhateyên giran û mezin ên wekî jenerator, qutiyên gemarê, û perwaneyan kêm caran çêdibe, ku belavkirina kranek derveyî ya giran-rakêş ji bo operasyonên wusa hewce dike. Di rewşên ku rêyên gihîştina tûrbînê dijwar in, kranek konteynerkirî dikare ji hêla kranek navxweyî ve were bilind kirin da ku karên rakirina giran hêsantir bike.
Nûkirina Hêzê
Damezrandina sazkirinên tûrbînên ba yên nû dikare pir caran bibe sedema nîqaşên giştî. Stratejiyek alternatîf nûkirina hêzê ye, ku tê de tûrbînên ba yên heyî bi modelên mezintir û bi hêztir têne guhertin, carinan dibe sedema kêmkirina hejmara yekîneyan di heman demê de kapasîteya giştî diparêze an zêde dike.
Hilweşandin û Vezîvirandin
Tûrbînên ba yên ji kar hatine derxistin dibin kirdeya însiyatîfên vezîvirandinê an nûkirina hêzê. Dema ku 85% ji pêkhateyên tûrbînê bi hêsanî ji bo ji nû ve bikaranîn an vezîvirandinê guncan in, perwaneyên ji materyalên kompozît dijwariyên pêvajoyê yên mezintir pêşkêş dikin.
Hêza ji bo vezîvirandina perwaneyan li bazarên cihêreng cûdahî nîşan dide, ku ji hêla qanûnên bermahiyên heyî û faktorên aborî yên herêmî ve tê bandor kirin. Astengek girîng di vezîvirandina perwaneyan de ji kompozîsyona wan a kompozît derdikeve, ku ji fîbera camê û fîberên karbonê yên di Bîhnk a epoksî de hatine bicîhkirin pêk tê, materyalek ku li hember ji nû ve çêkirina nav avahiyên kompozît ên nû berxwe dide.
Bermahiyên ku ji hêla zeviyên ba ve têne hilberandin jehrîbûnek kêmtir nîşan didin li gorî bermahiyên hişk ên şaredariyê yên giştî. Li gorî Komeleya Enerjiyê ya Ba ya Amerîkî, rêxistinek bazirganî ya pîşesaziya ba ya girîng, perwaneyên tûrbînên ba rêjeyek piçûk ji tevahiya herika bermahiyan li Dewletên Yekbûyî pêk tînin.
Gelek karûbar, pargîdaniyên nûjen, û saziyên lêkolînê bi çalak li metodolojiyên ji bo ji nû ve bikaranîn an vezîvirandina perwaneyên tûrbînên ba digerin. Mînak, hilberîner Vestas teknolojiyek nûjen kiriye ku dikare fîberan ji Bîhnk veqetîne, bi vî awayî ji nû ve bikaranîna materyalê hêsantir dike. Li Almanya, perwaneyên tûrbînên ba bi bazirganî di nav tevliheviyek sotemeniyê ya alternatîf de têne yekkirin ku ji hêla sazgehên hilberîna çîmentoyê ve tê bikar anîn. Însiyatîfek Keyaniya Yekbûyî plan dike ku dabeşkirina perwaneyan bike strîp ji bo sepandina wekî rebar di betonê de biceribîne, bi mebesta kêmkirina emîsyonan di dema çêkirina High Speed 2 de. Herwiha, perwaneyên tûrbînên ba yên ji kar hatine derxistin wekî pêkhateyên avahîsaziyê di nav pirên peyayan de li Polonya û Îrlanda hatine ji nû ve bikar anîn. Heta sala 2026, hilberînerê Çînî Ming Yang yekem tûrbîna ba ya bi tevahî vezîvirandinê destnîşan kir, ku li şûna fîbera camê ya kevneşopî panelên fîbera karbonê yên pultruded vedihewîne, ku veqetandina pêkhateyan bi pêvajoyek kîmyewî ji bo vezîvirandinê gengaz dike.
Analîza Berawirdî bi Rêbazên Hilberîna Hêzê yên Alternatîf
Feyde
Turbînên ba yek ji çavkaniyên enerjiyê yên Nûjenbar ên herî aborî ne, ku bi pergalên fotovoltaîk ên rojê re berawirdî ne. Pêşketinên berdewam di teknolojiya turbînên ba de Di heman demê de bûne sedema kêmkirina lêçûnên wan ên têkildar. Herwiha, niha bazarek pêşbazî ji bo Enerjîya ba tune ye, Ji ber ku ba çavkaniyek xwezayî ya bi serbestî gihîştî ye, ku piraniya wê nehatiye bikaranîn. Lêçûna sereke ji bo turbînên ba yên Pûlik-biçûk kirîn û sazkirinê dihewîne, ku bi gelemperî ji 48,000 $ heta 65,000 $ ji bo her yekîneyê diguhere. Bi gelemperî, berhema Enerjiyê ya giştî Bi awayekî girîng ji veberhênana destpêkê ya di turbînan de zêdetir e.
Turbînên ba Bişêvkek Enerjiyê ya paqij pêşkêş dikin, ku kêmtirîn vexwarina avê hewce dike û di Qonaxa xebata xwe de tu Emîsyonên Gazên serayê an berhemên bermayî çênake. Belavkirina yek turbînek yek-megawatt dikare pêşî li Emîsyona salane ya zêdetirî 1,400 ton (1,500 tonên kurt) karbondîoksîtê bigire, dema ku bi Derketina Enerjiyê ya wekhev ji çavkaniyên sotemeniyên Fosîl re were berawirdkirin.
Dezavantaj
Turbînên ba dikarin bigihîjin pîvanên mezin, bi bilindahiyên ku ji 260 m (850 ft) derbas dibin û dirêjahiya perên wan heta 110 m (360 ft) ne.
Lêketina hawirdorê ya Hêza ba bandorên li ser Jiyana Kovî dihewîne, Her çend ev dikarin bi bicihanîna stratejiyên guncaw werin kêmkirin. Her çend hezaran Teyr, di nav de Cureyên Kêmpeyda, ji ber lihevketinên bi perên turbînên ba re miribin jî, turbînên ba Rêjeyek piçûk a mirina Teyrên mirovan çêdikin. Zeviyên ba û tesîsên Hêza nukleerî bi 0.3 heta 0.4 mirinên Teyran ji bo her gigawatt-saet (GWh) Elektrîka hilberandî ve girêdayî ne, lê santralên Hêza sotemeniyên Fosîl ji bo Nêzîkî 5.2 mirinan ji bo her GWh berpirsiyar in. Bi berawirdî, jeneratorên Hêza komirê yên kevneşopî Bi awayekî girîng zêdetir beşdarî mirina Teyran dibin. Lêkolînek berfireh ku Nifûsa Teyran a tomarkirî li Dewletên Yekbûyî ji 2000 heta 2020 analîz kir, encam da ku hebûna turbînên ba tu Lêketinek statîstîkî ya Bi awayekî girîng li ser hejmarên Nifûsa Teyran tune bû.
Enerjiya ku ji hêla turbînên ba ve tê hilberandin bi xwezayî Guherbar e û çavkaniyek Hêzê ya "şandinbar" pêk nayîne, ji ber ku hebûna wê bi şert û mercên Ba ve girêdayî ye ne ku bi daxwaziya Elektrîkê. Her çend turbîn dikarin bi stratejîk li ser zozanan an zinarên bilind werin bicîhkirin da ku rûbirûbûna Ba baştir bikin, ev pratîk Di heman demê de cihên sazkirinê yên potansiyel sînordar dike. Wekî encam, Enerjîya ba wekî çavkaniyek Enerjiyê ya sereke ya bi domdarî pêbawer nayê hesibandin. Lêbelê, ew dikare bi bandor di nav portfoliyoyek Enerjiyê ya cihêreng de ku Hêzê ji çavkaniyên din ên cihêreng dihewîne, were yekkirin. Herwiha, pêşketin di teknolojiyên ku ji bo hilanîna Enerjîya zêde hatine sêwirandin de di pêşveçûnê de ne, bi vî rengî kêmasiyên dabînkirinê yên potansiyel telafî dikin.
Turbînên bayê bi roniyên biriqîner ên ku wekî pergalek hişyariya hewavaniyê ji bo pêşîlêgirtina li pevçûnan kar dikin, hatine çêkirin. Lê belê, niştecîhên ku li nêzîkî zeviyên bayê, bi taybetî li deverên gundewarî dijîn, fikarên xwe derbarê van roniyên biriqîner de wekî çavkaniyek qirêjiya sivik a acizker anîne ziman. Stratejiyek pêşniyarkirî ya kêmkirinê pêkanîna Pergalên Ronahiyê yên Tespîtkirina Balafiran (ADLSs) dihewîne, ku roniyan tenê dema ku radara ADLS balafiran di nav Bilindahî û parametreyên dûrahiyê yên pêşwext de nas dike, çalak dike.
Serkeftin û Tomarên Berbiçav
References
Burton, Tony, David Sharpe, Nick Jenkins, and Ervin Bossanyi. Pirtûka Destan a Enerjiya Bayê. Çapa 2yemîn. John Wiley & Sons, 2011. ISBN 978-0-470-69975-1.
- Tony Burton, David Sharpe, Nick Jenkins, Ervin Bossanyi: Pirtûka Destan a Enerjiya Bayê, John Wiley & Sons, çapa 2yemîn (2011), ISBN 978-0-470-69975-1
- Dodge, Darrell. "Dîroka Destpêkê Heta 1875." TeloNet Web Development, 1996–2001.
- Gasch, Robert, and Jochen Twele, eds. Santralên Hêza Bayê: Bingehîn, Sêwiran, Çêkirin û Xebitandin. Springer, 2012. ISBN 978-3-642-22937-4.
- Erich Hau, Turbînên Bayê: Bingehîn, Teknolojî, Serlêdan, Aborî, Springer, 2013, ISBN 978-3-642-27150-2.
- Siegfried Heier, Entegrasyona Tora Pergalên Veguherîna Enerjiya Bayê, John Wiley & Sons, çapa 3yemîn, 2014, ISBN 978-1-119-96294-6.
- Peter Jamieson, Nûbûn di Sêwirana Turbîna Bayê de, Wiley & Sons, 2011, ISBN 978-0-470-69981-2.
- J. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Roberts, Enerjiya Bayê Hat Şîrovekirin: Teorî, Sêwiran û Serlêdan, John Wiley & Sons, çapa 2yemîn, 2012, ISBN 978-0-47001-500-1.
- David Spera (ed.), Teknolojiya Turbîna Bayê: Têgehên Bingehîn di Endezyariya Turbîna Bayê de, çapa 2yemîn, ASME Press, 2009, ISBN 978-0-7918-0260-1.
- Alois Schaffarczyk (ed.), Fêmkirina Teknolojiya Hêza Bayê, John Wiley & Sons, 2014, ISBN 978-1-118-64751-6.
- Hermann-Josef Wagner, Jyotirmay Mathur, Pêşgotina Pergalên Enerjiya Bayê: Bingehîn, Teknolojî û Xebitandin, Springer, 2013, ISBN 978-3-642-32975-3.
- G. A. Mansoori, N. Enayati, L. B. Agyarko, Enerjî: Çavkanî, Bikaranîn, Zagonsazî, Berdewamî, Illinois wekî Dewleta Model, 2016.
- Harvesting the Wind (45 lectures about wind turbines by professor Magdi Ragheb