شرکت ماناسازان سدید

سال 2015 از نظر نصب حدود 60 گیگاوات و از نظر راه اندازی با بیش از 63 گیگاوات ظرفیت جدید انرژی بادی، سالی بی‌سابقه بود. طبق آخرین گزارشات در سال 2014، ظرفیت توربین‌های نصب شده 51.7 گیگاوات اعلام شده‌است. در سال 2015 سرمایه‌گذاری کلی در بخش انرژی پاک، به رکورد 329 میلیارد دلار (296.6 میلیارد یورو) رسیده‌است که این مقدار نسبت به سرمایه‌گذاری در سال 2014 (316 میلیارد دلار)، 4% افزایش پیدا کرده‌است و رکورد 3 درصدی سال 2011 را شکست داده‌است. توان کل انرژی بادی در تا پایان سال 2015، 432.9 گیگاوات بود که معرف رشد تجمعی بیش از 17% بازار است که این رشد با رشد شگفت‌انگیز ظرفیت نصب شده 30753 مگاواتی در صنعت چین امکان‌ پذیر بوده‌ است. صنعت جهانی انرژی بادی در سال 2015، ظرفیت 63.467 مگاوات راه اندازی کرد که معرف رشد 22 درصدی بازار بصورت سالانه است. در اوایل سال 2015، انتظارات نسبی برای رشد بازار جهانی زیاد نبود، به عنوان مثال رکود اقتصادی در بازار اروپا و برخی از بازارهای نو ظهور و عدم قطعیت ی در ایالات متحده، انجام پروژه ها را در سال 2015 با مشکلی جدی رو به رو ساخت. ظاهرا بار دیگر قادر به حذف دولت چین در پیشی گرفتن نسبت به تمام پروژه های توسعه انرژی بادی نبودیم. چین با در اختیار داشتن بزرگترین بازار در زمینه انرژی بادی از سال 2009، بالاترین جایگاه را نیز در سال 2015 حفظ کرد. آن طور که انتظار می رفت، نصب و راه اندازی ظرفیت های جدید در قاره کهن دوباره در صدر بازارهای جهانی قرارگرفت. همینطور اروپا و آمریکای شمالی به ترتیب در رده های دوم و سوم قرار گرفتند. در سال 2015، همانند سال های 2013 و 2014، بار دیگر مجموع ظرفیت های نصب شده خارج از محدوده OECD بودند که این امر از سال 2010 به غیر از 2012 صادق بود. همچنین این توسعه در یک آینده از پیش تعیین شده ادامه خواهدداشت. در پایان سال گذشته، تعداد کشورهای با ظرفیت بیش از 1000 مگاوات نصب واحد جدید، به 26 رسید که شامل 17 کشور در اروپا، 4 کشور در آسیا و اقیانوسیه (چین، هند، ژاپن و استرالیا)، 3 کشور در آمریکای شمالی (کانادا، مکزیک، ایالات متحده)، 1 کشور در آمریکای لاتین (برزیل) و 1 کشور در آفریقا (آفریقای جنوبی) بود. با پایان سالی که گذشت، 8 کشور ظرفیتی بالغ بر 10000 مگاوات داشتند که شامل کشور چین (145.362 مگاوات)، ایالات متحده (74.471 مگاوات)، آلمان (44.947 مگاوات)، هند (25.088 مگاوات)، اسپانیا (23.025 مگاوات)، انگلستان (13.603 مگاوات)، کانادا (11.205 مگاوات) و فرانسه (10.358 مگاوات) شدند. در شکل زیر ظرفیت جهانی نصب شده توربین باد مشاهده می‌شود.

گروه مطالعات انرژی کارمایه( گردآورنده: علیا نوروز شمسیان)

نرژی های تجدیدپذیر با کاهش هزینه های ساخت مزارع بادی و خورشیدی، از بزرگترین منابع در تولید برق در سالی که گذشت، بوده اند. بر اساس گزارش منتشر شده محیط زیست سازمان ملل متحد، مرکز مالی انرژی های نو فرانکفورت و بلومبرگ، انرژی پاک 55 درصد از تمام ظرفیت های جدید اضافه شده در سراسر جهان که تا به حال به بهره برداری رسیده است را فراهم کرده است و سرمایه گذاری کل، حدودا دو برابر سرمایه گذاری های ژنراتور هایی که با سوخت های فسیلی کار می کنند است. از سال 2015 سرمایه گذاری در بخش انرژی پاک حدود 23 درصد کاهش پیدا کرده است، این مهم به این معنی است که قیمت ظرفیت های جدید نصب شده پایین تر آمده است. بررسی ها نشان داد که هزینه های سرمایه گذاری به طور متوسط، حدود 10 درصد برای هر مگاوات انرژی بادی و خورشیدی، کاهش یافت و این موارد از ارزانترین منابع برق در برخی کشورها هستند. به لحاظ رقابت منابع تجدید پذیر هم اکنون بیش از انچه که در 5 سال گذشته بوده اند، هستند. مسئول مالی انرژی نو بلومبرگ افزود:” اامات دولت و مشوق ها در جهت کمک به بهره برداری منابع تجدید پذیر به منظور تبدیل شدن به بخشی بزرگتر از ترکیب انرژی جهانی هستند.”

نسبت برق تولید شده بوسیله انرژی پاک در سراسر جهان در سال 2016، از 6.1 به 11.3 افزایش پیدا کرده است. در سال گذشته انرژی خورشیدی تقریبا نیمی از تمام سرمایه گذاری های انرژی های تجدید پذیر را به خود اختصاص داد در حالی که در سال 2015 این مقدار کمتر از 34 درصد بود. از اغاز سال 2010، قیمت پنل خورشیدی بیش از 80 درصد و نیروی باد نیز بیش از 35 درصد کاهش یافته است. سرمایه گذاری ها در چین 32 درصد، )به 837 میلیارد( و در ژاپن 56 درصد،)به 14.4 میلیارد( سقوط کردند. این ارقام در ایالات متحده با 10 درصد کاهش، به 46.4 میلیارد سقوط کرد. میشل لیبریچ، بنیانگذار جدید منابع مالی انرژی در بیانیه ای اعلام کرد: این یک دنیای کاملا جدید است، حتی اگر سرمایه گذاری پایین است، نصب و راه اندازی سالانه هنوز هم بالا می باشد.

از آن‌جا که، موتور الکتریکی فن‌ها در برج‌های خنک‌کن تر نباید در مسیر بخار آب قرار گیرد، قدرت از طریق یک شفت افقی طویل، به گیربکسی که درست در زیر فن قرار می‌گیرد، انتقال می‌یابد.
از آن‌جا که بخار منبسط شده در توربین دیگر قادر به انجام کار و تولید توان نیست، می‌بایست حرارت باقیمانده آن تلف شود تا بار دیگر در فاز مایع قرار گیرد که بتوان آن را به سیکل بازگرداند.
شفت‌های فی با طول بلند که در این سیستم‌ها استفاده می‌شوند اغلب مشکلاتی را به همراه دارند. این مشکلات ناشی از وزن زیاد و امکان ایجاد خیز ناشی از وزن و یا انقباض و انبساط و تغییر ابعاد در راستای طولی ناشی از تغییرات دمای روزانه است.
مهم‌ترین مشکلی که براثر تغییرات طول شفت رخ می‌دهد ارتعاش و لرزش شدیدی است که به سیستم تحمیل می‌گردد. این ارتعاشات می‌تواند آسیب‌های جدی به گیربکس وارد آورد. از این رو با افزایش دامنه آن از مقادیر مشخص و پیش‌بینی شده سیستم متوقف خواهد شد. توقف هریک از ماژول‌های سیستم کولینگ نه تنها باعث آسیب رسیدن به تجهیزات این سیستم می‌شود، بلکه در عملکرد نیروگاه نیز اثر خواهد گذاشت و از بازدهی آن می‌کاهد.
یکی از روش‌های نوین حل مشکلات مذکور، استفاده از شفت‌های کامپوزیتی فیبرکربن است. این شفت‌ها وزنی حدود یک چهارم و سرعت بحرانی دو برابر شفت‌های فولادی مشابه دارند و در نتیجه نیروهای وارد بر یاتاقان‌ها را در حدود 80% کاهش می‌دهند.
از سوی دیگر، ضریب انبساط حرارتی پایین این شفت‌ها، منجر به کاهش تنش‌های حرارتی و تغییر شکل‌ها در اثر تغییرات دمایی خواهد شد.
مجموع اتصالات شفت برج خنک‌کن کمتر از 50 کیلوگرم وزن خواهد داشت و به راحتی و بدون استفاده از جرثقیل قابل نصب است.
مهم‌ترین مزایای استفاده از شفت‌های کامپوزیتی در مقایسه با شفت‌های فی را می‌توان به صورت زیر بیان کرد:
۱. کاهش ارتعاشات
۲. افزایش عمر یاتاقان‌ها
۳. کاهش هزینه تعمیر و نگهداری
۴. امکان تغییر و بهینه سازی در خواص شفت با توجه به نوع کاربرد
۵. توانایی تحمل تنش پیچشی سه برابر بیشتر از فولاد
۶. کاهش درصد شکست شفت و افزایش عمر مفید آن
۷. مقاومت بالا در برابر خوردگی
۸. عدم نیاز به هم‌راستایی محوری با دقت بالا
۹. عدم نیاز به هیچ‌گونه تغییر در تجهیزات موجود

انرژی های تجدیدپذیر با کاهش هزینه های ساخت مزارع بادی و خورشیدی، از بزرگترین منابع در تولید برق در سالی که گذشت، بوده اند. بر اساس گزارش منتشر شده محیط زیست سازمان ملل متحد، مرکز مالی انرژی های نو فرانکفورت و بلومبرگ، انرژی پاک 55 درصد از تمام ظرفیت های جدید اضافه شده در سراسر جهان که تا به حال به بهره برداری رسیده است را فراهم کرده است و سرمایه گذاری کل، حدودا دو برابر سرمایه گذاری های ژنراتور هایی که با سوخت های فسیلی کار می کنند است. از سال 2015 سرمایه گذاری در بخش انرژی پاک حدود 23 درصد کاهش پیدا کرده است، این مهم به این معنی است که قیمت ظرفیت های جدید نصب شده پایین تر آمده است. بررسی ها نشان داد که هزینه های سرمایه گذاری به طور متوسط، حدود 10 درصد برای هر مگاوات انرژی بادی و خورشیدی، کاهش یافت و این موارد از ارزانترین منابع برق در برخی کشورها هستند. به لحاظ رقابت منابع تجدید پذیر هم اکنون بیش از انچه که در 5 سال گذشته بوده اند، هستند. مسئول مالی انرژی نو بلومبرگ افزود:” اامات دولت و مشوق ها در جهت کمک به بهره برداری منابع تجدید پذیر به منظور تبدیل شدن به بخشی بزرگتر از ترکیب انرژی جهانی هستند.”

نسبت برق تولید شده بوسیله انرژی پاک در سراسر جهان در سال 2016، از 6.1 به 11.3 افزایش پیدا کرده است. در سال گذشته انرژی خورشیدی تقریبا نیمی از تمام سرمایه گذاری های انرژی های تجدید پذیر را به خود اختصاص داد در حالی که در سال 2015 این مقدار کمتر از 34 درصد بود. از اغاز سال 2010، قیمت پنل خورشیدی بیش از 80 درصد و نیروی باد نیز بیش از 35 درصد کاهش یافته است. سرمایه گذاری ها در چین 32 درصد، )به 837 میلیارد( و در ژاپن 56 درصد،)به 14.4 میلیارد( سقوط کردند. این ارقام در ایالات متحده با 10 درصد کاهش، به 46.4 میلیارد سقوط کرد. میشل لیبریچ، بنیانگذار جدید منابع مالی انرژی در بیانیه ای اعلام کرد: این یک دنیای کاملا جدید است، حتی اگر سرمایه گذاری پایین است، نصب و راه اندازی سالانه هنوز هم بالا می باشد. .

اخیرا محققان موفق به ساخت ابزاری توانمند شدند که قادر است بصورت آنلاین انرژی تولیدی در مزرعه انرژی بادی و انرژی خورشیدی را تخمین بزند. هدف از ساخت این ابزار، پیش‌بینی راحت خروجی منابع انرژی های تجدیدپذیر در دو حوزه‌ی آکادمیک و صنعت است. از این تکنولوژی قبلا در دانشگاه‌های زوریخ سوئیس و امپریال کالج لندن و دیگر دانشگاه های معتبر سراسر دنیا، به منظور تخمین انرژی بادی و خورشیدی کمک گرفته شده است. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که میانگین معیار ظرفیت در قاره‌ی اروپا حدود 24% است که معادل حدود 4/1 برابر تولید انرژی بادی سالانه در صورت وزش بی‌وقفه‌ی باد در طول روز است.

مطالعات نشان می‌دهد که به دلیل ظهور مزارع بادی جدید با بهره‌گیری از توربین با طول هاب بلند نسبت به سطح زمین، جایی که سرعت باد زیاد است این ظرفیت تا حدود 31% افزایش می یابد. انرژی‌ بادی و انرژی خورشیدی شدیدا به وضعیت هوا وابسته‌اند و این مسئله به دلیل سازگاری سیستم‌های قدرت با یکدیگر سخت خواهد بود. چنانچه توان اضافی با تمام منابع انرژی تولید شود، می بایستی برخی از تجهیزات کنار گذاشته‌ شوند. این ابزار، از اطلاعات آب و هوایی شبیه سازی شده ظرف مدت 30 سال از شرکت هایی همچون ناسا استفاده کرد تا سرعت جریان باد را پیش بینی کند. این قابلیت توان محاسبه و تخمین قدرت خروجی توربین را در هر نقطه نشان می‌دهد اما مدل کردن توان‌های خورشیدی و بادی به دلیل وابستگی به سیستم‌های پیچیده‌ی هوایی سخت است، به این دلیل که گرفتن اطلاعات، ساخت مدل ابزار شبیه سازی شده و کنترل راه‌اندازی سیستم وقت و تلاش زیادی می‌برد. در حالت کلی این ابزار به ما اجازه می دهد تا به سوال‌های مهم در مورد ساختار انرژی تجدیدپذیر در آینده پاسخ دهیم و امید می رود دیگران به منظور امتحان فرصت ها و چالش‌های انرژی در آینده از این ابزار به درستی استفاده کنند.
گروه مطالعات انرژی کارمایه( گردآورنده: محمدعلی قیدی)

طبق گزارشات اخیر کانادا 66 درصد از انرژی خود را از انرژی های تجدیدپذیر تامین می‌کند. این کشور با تولید 10 درصدی، دومین کشور تولید کننده ی انرژی برق آبی جهان است. بر اساس گزارش هیات ملی انرژی(NEB) در سال 2015، نزدیک به 60 درصد از انرژی کشور کانادا توسط انرژی آبی و حدود 40 درصد باقی مانده از طریق انرژی بادی، خورشیدی و زیست توده تامین شد. شلی میلوتینوویچ، اقتصاددان ارشد می‌گوید: تولید برق آبی کانادا اجازه داده است این کشور به یکی از رهبران جهانی در انرژی های تجدیدپذیر در این سال تبدیل شود و سایر انرژی‌ها همچون بادی و خورشیدی در مسیری رقابتی، در تلاش اند تا مورد بهره برداری بیشتری قرارگیرند. در آینده باید تداوم بیشتری برای استفاده از این انرژی‌ها برقرار باشد. فقط پنج کشور دیگر در جهان وجود دارد که برابر با این کشور یا بیشتر از آن، انرژی خود را با استفاده از انرژی تجدیدپذیر تامین می‌کند که عبارت‌اند از:(نروژ، نیوزیلند، برزیل،اتریش و دانمارک). طبق این گزارش حدود 60 درصد از انرژی کانادا از انرژی برق آبی است که علت را می‌توان در منابع عظیم انرژی برق آبی در این کشور، نسبت به سایر منابع و میزان نوسان آن، نسبت به سایر منابع انرژی دانست. این گزارش بر نقش نیروگاه های جریانی اشاره می‌کند. در این نوع سیستم نیازی به مخازن بزرگ ذخیره سازی نیست و اثر تخریب کمتری بر محیط زیست و جریان آب دارد که البته این سیستم نبست به نیروگاه های آبی با ساخت سد از سطح عمل کمتری برخوردار است. این سند اشاره می‌کند که ظرفیت انرژی بادی در این کشور از سال 2005 تا 2015، به میزان 20 برابر افزایش یافته است با این حال، این گزارش به این نکته تاکید می کند که تناوب انرژی بادی سبب یک چالش بزرگ برای استفاده ی گسترده از آن می شود. یکی از راه های تعدیل این نوسانات و غلبه بر این مشکل، معامله ی برق با کشورهای همسایه برای تعدیل این انرژی است و این استراتژی اجازه می دهد تا کشور دانمارک 50 درصد از انرژی های خود را از انرژی بادی تامین نماید.

انرژی زیست توده 2 درصد از انرژی این کشور را تامین می کند حال آنکه انرژی خورشیدی تنها 0.5 درصد از انرژی مورد نیاز کشور را تامین می‌کند. این گزارش به این موضوع می پردازد که سایر انرژی‌های تجدیدپذیر همچون انرژی بادی فراساحلی و جذر و مد و انرژی زمین گرمایی در این کشور توسعه چندانی نیافته اند در حالی که از پتانسیل بالقوه ای برخوردارند. پروژه های بادی دریایی در شرق و غرب سواحل کانادا ارائه شده و یک مرکز قدرت جزر و مد 20 مگاواتی در حال حاضر در نوا اسکوشیا وجود دارد. این گزارش در نهایت اشاره نموده است که انرژی های تجدیدپذیر همواره اقتصادی تر و رقابتی تر خواهند شد که با توجه به کاهش سطح تولید آلودگی کربنی می بایست به عنوان الویت های ی کشور در نظر گرفته شود. و در پایان می توان به افزایش مقبولیت انرژی های تجدیدپذیر در کانادا و سایر کشورها اشاره نمود.

گروه مطالعات انرژی کارمایه( گردآورنده: سید محمد سجادسیفی)

موتورهای الکتریکی براساس امکان تولید گشتاور خروجی مورد نیاز تجهیز دواری که آن را به حرکت در می‌آورند (مانند پمپ، فن، کمپرسور و ) و پس از محاسبه دبی و هد مورد نیاز سیستم، انتخاب می‌شوند. اما، از آنجا که معمولاً محاسبات برای امکان پاسخگویی در سخت‌ترین شرایط انجام و موتور بر این مبنا انتخاب می‌شود، در بخش بزرگی از عمر موتور، امکان هماهنگی دور موتور با نیاز سیستم وجود ندارد و موتور در حالت غیر بهینه از لحاظ مصرف انرژی، کار می‌کند. در حالی که، در این زمان‌ها موتور می‌تواند با مصرف توان کمتری پاسخگوی نیاز سیستم باشد.
درایوهای سرعت متغیر (VFD) تجهیزات کنترلی برای تغییر سرعت چرخش موتورهای AC با تغییر فرکانس تغذیه اعمال شده به موتور هستند.درایوها می‌توانند عملکرد موتورها را با شرایط فرآیندی به‌گونه‌ای هماهنگ سازند که موتور با توجه به میزان بار سیستم، توان محرک تولید کرده و در نتیجه از اتلاف انرژی جلوگیری شود. مطالعات نشان می‌دهد، در کاربردهایی نظیر پمپ و فن، استفاده از درایوها می‌تواند تا ۵۰ درصد در کاهش مصرف انرژی مؤثر باشد.
به طور خلاصه، مهمترین مزایای حاصل از اجرای طرح عبارتند از:
۱- کاهش مصارف و اتلافات داخلی انرژی، هزینه‌های تولید و قیمت تمام‌شده محصول
۲- افزایش کارآیی انرژی، کاهش شدت انرژی
۳- افزایش بهره وری و سودآوری
۴- کاهش جریان راه‌اندازی و افزایش طول عمر موتور
۵- راه اندازی نرم موتور بدون هیچ‌گونه ضربه به قسمت‌های مکانیکی مثل کوپلینگ‌ها، گیر بکس، تسمه‌ها، زنجیرها و … و در نتیجه افزایش طول عمر مفید موتور و سایر قسمت‌های مکانیکی
۶- امکان کنترل از راه دور و روشن و خاموش نمودن موتور بدون نیاز به قطع و وصل برق اصلی
۷- حفاظت موتور در برابر اضافه بار
۸- کارکرد مطمئن موتور در شرایط نوسان ولتاژ تغذیه
۹- امکان تغییر سرعت موتور (از ۲۰ تا ۱۲۰ درصد سرعت نامی موتور) و تعویض جهت چرخش موتور

چگونه می‌توان دسته‌ای توربین بادی هوابردی شبیه به بادبادک را که در ارتفاعات بالا نسبت به سطح زمین قرار دارند و از طریق کابل‌های نانو لوله به زمین ‌متصل‌اند ‌پروژه‌ای به منظور تولید توان در سطح ملی ایجاد نمود؟ بر اساس اسناد ناسا این مهم می‌تواند شمایی واقعی از تولید توان در آینده را به خوبی نشان دهد. مبلغ ۱۰۰۰۰۰ دلار آمریکا در جهت تحقیق این سیستم برآورد شده‌است. این پروژه تمام جنبه‌های مربوط به ارزیابی سود و زیان نهایی این مزرعه بادی را بررسی می‌نماید. مارک مور مهندس هوافضا در شرکت ناسا، به بررسی این مورد و نگاه به جوانب عملیاتی ایده‌ی توربین‌های بادی هوابرد می‌پردازد. برای بهتر درک کردن این چالش، می‌توان به این موضوع اشاره نمود که این توربین‌های بادی هوابرد در ارتفاعات بالغ بر ۳۰۰۰۰ پا از سطح زمین عمل می‌کند. در این پژوهش تاثیرات توربین‌ بادی هوابرد بر هوافضا و هواپیماهای بدون سرنسین در نظر گرفته نخواهد شد.

ویژگی‌های مزرعه بادی پرنده:

کار شبیه‌سازی و مدلینگ توربین‌ بادی هوابرد توسط تیمی از ایتالیا انجام گرفت. این سیستم از یک جفت بالون در ارتفاعات ۲۶۰۰ پا که یکی در خلاف جهت باد و دیگری در جهت جریان عمل می‌کند ایجاد شده‌است. این حرکت باعث چرخش توربین حول محور خود خواهد شد و بدین وسیله توان تولید می‌کند. در ارتفاعات زیاد، باد سرعت و توان نسبتا بالایی را به خود اختصاص ‌می‌دهد به عبارت دیگر بدلیل افزایش نسبی مقاومت باد با در نظر داشتن سرعت نسبی توان بیشتری نیز تولید خواهد شد. این کار باعث تولید ۸-۲۷ برابر سطح زمین توان خروجی می‌دهد. در این سیستم‌ها از کابل‌هایی به‌منظور کنترل توربین در طوفان‌ها در شرایط بد آب و هوایی در حین عملکرد استفاده می‌شود. آلودگی کمتر و فضای اشغال نشده بر روی سطح زمین از دیگر مزایای این پروژه است. با این اوصاف این پروژه با چالش‌های زیادی از قبیل ترافیک هوایی و فاقد کنترل به لحاظ سرنشینی و … روبه رو خواهد شد. در طول این پروژه گروه‌های مختلفی از قبیل هوافضا، جغرافیا و دیگر تکنولوژی‌های مربوطه درگیر خواهند شد. مور گفت:” چه خوب که دولت نیز نقش خود را در به ثمر رسیدن این پروژه عظیم و بکارگیری تمام قوا داشته باشد.”

گروه مطالعات انرژی کارمایه( گردآورنده: سید محمد علی قیدی)