توان بادی

از ویکی*پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از انرژی بادی)
انرژی پایدار
Wind turbines near Vendsyssel, Denmark (2004)
نگهداری انرژی

تولید هم*زمان گرما و برق
پمپ حرارتی زمین*گرمایی
معماری سبز
سیستم غیرفعال خورشیدی

انرژی تجدیدپذیر

زیست*توده
الکتریسیته زمین*گرمایی
نیروی برق*آبی
انرژی خورشیدی
انرژی کشندی
توان بادی

ترابری پایدار

سوخت خنثی کربن

وسیله نقلیه الکتریکی
وسیله نقلیه سبز
خودروی اتصال برقی دوگانه*سوز

ن
ب
و

توان بادی (به انگلیسی: wind Power) تبدیل انرژی باد به نوعی مفید از انرژی مانند انرژی الکتریکی (با استفاده از توربین*های بادی)، انرژی مکانیکی (مثلاً در آسیاب*های بادی یا پمپ*های بادی) و یا پیش*رانش قایق*ها و کشتی*ها (مثلاً در قایق*های بادبانی) است. در آسیاب*های بادی از انرژی باد مستقیماً برای خرد کردن دانه*ها و یا پمپ کردن آب استفاده می*شود.

در پایان سال ۲۰۱۰، میزان ظرفیت نامی تولید برق بادی در سراسر جهان برابر ۱۹۷ گیگاوات بود.[۱] امروزه توان بادی در دنیا ظرفیت تولید سالانه ۴۳۰ تراوات ساعت انرژی الکتریکی را دارد که این میزان، ۲٫۵٪ مصرف برق دنیاست.[۱] در ۵ سال گذشته، رشد متوسط سالانه در توان بادی دنیا ۲۷٫۶٪ بوده و انتظار می*رود که سهم باد در تولید انرژی الکتریکی دنیا تا سال ۲۰۱۳ به ۳٫۳۵٪ و تا سال ۲۰۱۸ به ۸٪ برسد.[۲]
یک نیروگاه بادی در شمال غرب انگلستان

کشورهای دانمارک با ۲۱٪،[۱] پرتغال با ۱۸٪،[۱] اسپانیا با ۱۶٪،[۱] ایرلند با ۱۴٪ و آلمان با ۹٪[۱] از نظر درصد تولید برق بادی از کل تولید انرژی الکتریکی در جایگاه*های نخست قرار دارند. در سال ۲۰۱۱، ۸۳ کشور در دنیا از توان بادی برای تولید برق استفاده کرده*اند.[۳]

انرژی بادی در مقادیر زیاد در مزارع بادی تولید و به شبکه الکتریکی متصل می*شود. از توربین*ها در تعداد کم معمولاً فقط برای تامین برق در مناطق دور افتاده استفاده می*شود.

باد یکی از شاخصه*های اصلی انرژی خورشیدی و هوای متحرک است و جزء کوچکی از خورشید که از تابش خورشید که از خارج به اتمسفر می*رسد به انرژی بادتبدیل می*شود.

اما از جمله دلایل تمایل کشورها برای افزایش ظرفیت تولید برق بادی مزایا بسیار زیاد این روش تولید انرژی الکتریکی است چراکه انرژی بادی فراوان، تجدیدپذیر و پاک است، در همه جای دنیا وجود دارد و همچنین در مقایسه با استفاده از انرژی سوخت*های فسیلی میزان کمتری گاز گلخانه*ای منتشر می*کند.
این نوع توربین*های سه پره از پرکاربردترین طراحی*ها برای توربین*های بادی هستند.
تاریخچه

قدیمی*ترین روش استفاده از انرژی باد، به ایران باستان باز می*گردد. برای نخستین بار، ایرانیان موفق شدند با استفاده از نیروی باد، دلو (دولاب) یا چرخ چاه را به گردش درآورده و از چاه*های آب خود، آب را به سطح مزارع برسانند. احتمالاً نخستین ماشین بادی توسط ایرانیان باستان ساخته شده است و یونانیان برای خرد کردن دانه*ها و مصریها، رومی*ها و چینی*ها برای قایقرانی و آبیاری از انرژی باد استفاده کرده*اند.

در قرن ۱۳ این فناوری توسط سربازان صلیبی به اروپا برده شد و هلندیها فعالیت زیادی در توسعه دستگاههای بادی داشتند، بطوری که در اواسط قرن نوزدهم در حدوود ۹ هزاز ماشین بادی به منظورهای گوناگون مورد استفاده قرار می*گرفته است. در زمان انقلاب صنعتی در اروپا استقاده از ماشینهای بادی رو به کاهش گذاشت. استفاده از انرژی باد در ایالات متحده از سال ۱۸۵۴ شروع شد. از این ماشینها بیشتر برای بالا کشیدن آب از چاههای آب و بعدها برای تولید الکتریسیته استفاده شد. بزرگترین ماشین بادی در زمان جنگ جهانی دوم توسط آمریکائیها ساخته شد.

در شوروی سابق در سال ۱۹۳۱ ماشینی بادی با محور افقی بکار انداختند که انتظار می*رفت ۱۰۰ کیلو وات برق به شبکه بدهد. ارتفاع برج ۲۳ متر و قطر پره*ها ۳۰٫۵ متر بود.[۴][۵]
انرژی باد
یک پره از یک توربین بادی
نوشتار اصلی: باد

منشا باد یک موضوع پیچیده*است. از آنجاییکه زمین بطور نامساوی به وسیله نور خورشید گرم می*شود بنابراین در قطب*ها انرژی گرمایی کمتری نسبت به مناطق استوایی وجود دارد همچنین درخشکی*ها تغییرات دما با سرعت بیشتری انجام می*پذیرد و بنابراین خشکی*ها زمین نسبت به دریاها زودتر گرم و زودتر سرد می*شوند. این تفاوت دمای جهانی موجب به وجود آمدن یک سیستم جهانی تبادل حرارتی خواهد شد که از سطح زمین تا هوا کره، که مانند یک سقف مصنوعی عمل می*کند، ادامه دارد. بیشتر انرژی که در حرکت باد وجود دارد را می*توان در سطوح بالای جو پیدا کرد جایی که سرعت مداوم باد به بیش از ۱۶۰ کیلومتر در ساعت می*رسد و سرانجام باد انرژی خود را در اثر اصطکاک با سطح زمین و جو از دست می*دهد.

یک برآورد کلی اینگونه می*گوید که ۷۲ تراوات (TW) انرژی باد بر روی زمین وجود دارد که پتانسیل تبدیل به انرژی الکتریکی را دارد و این مقدار قابل ترقی نیز هست.
مزایای انرژی بادی

از آنجای که انرژی باد در زمستان با توجه به وزش باد بیشتر می*باشد و همین وزش شدید باعث می*شود که الکتریسیته بیشتری تولید گردد انرزی باد نه آلودگی ایجاد می*کند و جزوءانرژی*های پایان ناپذیر می*باشد و این فناوری باعث شده که هزینه این انرژی به مراتب کمتر از هزینه الکتریسیته تولید شده توسط زغال سنگ و شکافت هسته*ای باشد
ناکار آمدیهای انرژی بادی

یکی از مسائل مهم در ناکارآمدی انرژی باد مساله زیست محیطی می*باشد، با توجه به اینکه این مولدهای برق دارای ظاهر ناخوشایند و دارای سر و صدای بالای هستند
توان پتانسیل توربین

انرژی موجود در باد را می*توان با عبور آن از داخل پره*های و سپس انتقال گشتاور پره*ها به روتور یک ژنراتور استخراج کرد. در این حالت میزان توان تبدیلی با تراکم باد، مساحت ناحیه جاروب شده توسط پره و مکعب سرعت باد بستگی دارد. به این ترتیب میزان توان قابل تبدیل در باد را می*توان به این ترتیب به دست آورد:: P = \begin{matrix}\frac{1}{2}\end{matrix}\alpha\rho\pi r^2 v^3

که در این فرمولP توان تبدیلی به وات، α ضریب بهره*وری (که به طراحی توربین وابسته*است)، ρ تراکم باد بر حسب کیلوگرم بر مترمکعب، r شعاع پره*های توربین برحسب متر وv سرعت باد برحسب متر بر ثانیه*است.

زمانی که توربین انرژی باد را می*گیرد سرعت باد کم خواهد شد که این خود باعث جدا شدن باد می*شود. آلبرت بتز (Albert Betz) فیزیکدان آلمانی در ۱۹۱۹ اثبات کرد که یک توربین حداکثر می*تواند ۵۹ درصد از انرژی بادی را که در مسیر آن می*وزد را استخراج کند و به این ترتیبα در معادله بالا هرگز بیشتر از ۰٫۵۹ نخواهد شد.

از ترکیب این قانون با معادله بالا می*توان اینگونه نتیجه گرفت:
نمودار میزان و پیشبینی استفاده از برق بادی در سال*های ۱۹۹۷ تا ۲۰۱۰

حجم هوایی که از منطقه جاروب شده توسط پره*ها عبور می*کند به میزان سرعت باد و چگالی هوا وابسته*است. برای مثال در روزی سرد با دمای ۱۵ درجه سانتی*گراد (۵۹ درجه فارنهایت) در سطح دریا، چگالی هوا برابر ۱٫۲۲۵ کیلوگرم بر متر مکعب است. در این حالت عبور بادی با سرعت ۸ متر بر ثانیه در روتوری به شعاع ۱۰۰ متر تقریباً موجب عبور ۷۷٬۰۰۰ کیلوگرم باد در منطقه جاروب شده توسط پره*ها خواهد شد.
انرژی جنبشی حجم مشخصی هوا به مجذور سرعت آن وابسته*است و از آنجایی که حجم هوای عبور از توربین به صورت خطی با سرعت رابطه دارد، میزان توان قابل دسترسی در یک توربین با مکعب سرعت نسبت مستقیم دارد. مجموع توان در مثال بالا در توربینی با شعاع جاروب ۱۰۰ متر برابر ۲٫۵ مگاوات است که بر طبق قانون بتز بیشترین میزان انرژی استخراج شده از آن تقریباً برابر ۱٫۵ مگاوات خواهد بود.

توزیع سرعت باد

میزان باد دائماً تغییر می*کند میزان متوسط مشخص شده برای یک منطقه خاص صرفاً نمی*تواند میزان تولید توریبن بادی نصب شده در آن منطقه را مشخص کند. برای مشخص کردن فراوانی سرعت باد در یک منطقه معمولاً از یک ضریب توزیع در اطلاعات جمع*آوری شده مربوط به منطقه استفاده می*کنند. مناطق مختلف دارای مشخصه توزیع سرعت متفاوتی هستند. مدل رایلی (Rayleigh model) به طور دقیقی میزان ضریب توزیع سرعت در بسیاری مناطق را منعکس می*کند.

از آنجاییکه بیشتر توان تولیدی در سرعت بالای باد تولید می*شود، بیشتر انرژی تولیدی در بازه*های زمانی کوتاه تولید می*شود. بر طبق الگوی لی رنچ نیمی از انرژی تولیدی تنها در ۱۵٪ از زمان کارکرد توربین تولید می*شود و در نتیجه نیروگاه*های بادی مانند نیروگاه*های سوختی دارای تولید انرژی پایداری نیستند. تاسیساتی که از برق بادی استفاده می*کنند باید از ژنراتورهای پشتیبانی برای مدتی که تولید انرژی در توربین بادی پایین است استفاده کنند.
ضریب ظرفیت

تا زمانی که سرعت باد ثابت نباشد تولید سالیانه انرژی الکتریکی توسط نیروگاه بادی هرگز برابر حاصل ضرب توان تولیدی نامی در مجموع ساعت کار آن در یک سال نخواهد شد. نسبت میزان توان حقیقی تولید شده توسط نیروگاه و ماکزیمم ظرفیت تولیدی نیروگاه را ضریب ظرفیت می*نامند. یک نیروگاه بادی نصب شده در یک محل مناسب در ساحل ضریب ظرفیتی سالیانه*ای در حدود ۳۵٪ دارد.

برعکس نیروگاه*های سوختی ضریب ظرفیت در یک نیروگاه بادی به شدت به خصوصیات ذاتی باد وابسته*است. ضریب ظرفیت در انواع دیگر نیروگاه*ها معمولاً به بهای سوخت و زمان مورد نیاز برای انجام عملیات تعمیر بستگی دارد. از آنجایی که نیروگاه*های هسته*ای دارایهزینه سوخت نسبتاً پایینی هستند بنابراین محدویت*های مربوط به تامین سوخت این نیروگاه*ها نسبتاً پایین است که این خود ضریب ظرفیت این نیروگاه*ها را به حدود ۹۰٪ می*رساند. نیروگاه*هایی که از توربین*های گاز طبیعی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می*کنند به علت پر هزینه بودن تامین سوخت معمولاً تنها در زمان اوج مصرف به تولید می*پردازند. به همین دلیل ضریب ظرفیت این توربین*ها پایین بوده و معمولاً بین ۵-۲۵٪ می*باشد.

بنا به یک تحقیق در دانشگاه استندورد که در نشریه کاربردی هواشناسی و اقلیم*شناسی نیز به چاپ رسیده در صورت ساخت بیش از ده مزرعه بادی در مناطق مناسب و به طور پراکنده می*توان تقریباً از ۳/۱ انرژی تولیدی آنها برای تغذیه مصرف کننده*های دائمی استفاده کرد.
محدودیت*های ادواری و نفوذ

میزان انرژی الکتریکی تولیدی توسط نیروگاه*های بادی می*تواند به شدت به چهار مقیاس زمانی ساعت به ساعت، روزانه و فصلی وابسته باشد. این میزان به تحولات آب و هوایی سالیانه نیز وابسته*است اما تغییرات در این مقیاس زیاد محسوس نیستند. از آنجایی که برای ایجاد ثبات در شبکه، میزان انرژی الکتریکی تامین شده و میزان مصرف باید در تعادل باشند از این جهت تغییرات دائم در میزان تولید این ضرورت را به وجود می*آورد که از تعداد بیشتری نیروگاه بادی برای تولیدی متعادل*تر در شبکه استفاده شود. از طرفی ادواری بودن طبیعی تولید انرژی باد موجب افزایش هزینه*های تنظیم و راه*اندازی می*شود و (در سطوح بالا) ممکن است نیازمند اصول مدیریت تقاضای انرژی یا ذخیره*سازی انرژی باشد.

از ذخیره*سازی با استفاده از نیروگاه*های آب تلمبه*ای یا دیگر روش*ها ذخیره*سازی برق در شبکه می*توانند برای به وجود آوردن تعادل در میزان تولید نیروگاه*های بادی استفاده کرد اما در مقابل استفاده از این روش*ها موجب افزایش ۲۵٪ هزینه*های دائم اجرای چنین طرح*هایی می*شوند. ذخیره*سازی انرژی الکتریکی موجب به وجود آمدن تعادل بین دو بازه زمانی کم مصرف و پر مصرف خواهد شد و از این جهت میزان صرفه*جویی عاید از ذخیره*سازی انرژی هزینه*های اجرای آن را جبران می*کند. یکی دیگر از راهکارهای ایجاد تعادل در تولید و مصرف سازگار کردن میزان مصرف با میزان تولید با استفاده از ایجاد تعرفه*های متفاوت زمانی برای مصرف*کننده*هاست.
یک نیروگاه بادی در غرب ایالت تگزاس در آمریکا
پیش*بینی پذیری

با توجه به تغییرات باد قابلیت پیش*بینی محدودی (ساعتی یا روزانه) برای خروجی نیروگاه*های بادی وجود دارد. مانند دیگر منابع انرژی تولید باد نیز باید از قابلیت برنامه ریزی برخوردار باشد اما طبیعت باد این پدیده را ذاتاً متغیر می*کند. گرچه از روش*هایی برای پیش*بینی تولید توان این نیروگاه*ها استفاده می*شود اما در کل قابلیت پیش*بینی پذیری این نیروگاه*ها پایین است.

این عیب این گونه نیروگاه*ها معمولاً باستفاده از روش*های ذخیره*سازی انرژی مانند استفاده از نیروگاه*های آب تلمبه*ای تا حدودی بر طرف می*شود.
جاگذاری توربین
نوشتار اصلی: مزرعه بادی

انتخاب مکان مناسب برای نصب نیروگاه بادی و جهت نصب توربین*ها در محل از نکات حیاتی برای توسعه اقتصادی این گونه نیروگاه*هاست. گذشته از دسترسی باد مناسب در محل مورد بحث، عوامل مهم دیگری مانند دسترسی به خطوط انتقال، قیمت زمین مورد استفاده، ملاحظات استفاده از زمین و مسائل زیست محیطی ساخت و بهره*برداری نیز در انتخاب یک محل برای نصب نیروگاه*ها موثر است. از این رو استفاده از نیروگاه*های بادی در مناطق دور از ساحل ممکن است هزینه*های مربوط به ساخت یا ضریب ظرفیت را با استفاده از کاهش هزینه*های تولید برق جبران کنند.
بهره*برداری از برق بادی
ظرفیت بادی نصب شده (مگاوات)[۶] رتبه کشور ۲۰۰۵۲۰۰۶۲۰۰۷۲۰۰۸
۱ایالات متحده آمریکا آمریکا ۹٬۱۴۹۱۱٬۶۰۳۱۶٬۸۱۹۲۵٬۱۷۰
۲آلمان آلمان ۱۸٬۴۲۸۲۰٬۶۲۲۲۲٬۲۴۷۲۳٬۹۰۳
۳اسپانیا اسپانیا ۱۰٬۰۲۸۱۱٬۶۳۰۱۵٬۱۴۵۱۶٬۷۴۰
۴چین چین ۱٬۲۶۶۲٬۵۹۹۵۹۱۲۱۲٬۲۱۰
۵هند هند ۴٬۴۳۰۶٬۲۷۰۷۸۵۰۹٬۵۸۷
۶ایتالیا ایتالیا ۱٬۷۱۸۲٬۱۲۳۲٬۷۲۶۳٬۷۳۶
۷فرانسه فرانسه ۷۷۹۱٬۵۸۹۲٬۴۷۷۳٬۴۲۶
۸بریتانیا انگلیس ۱٬۳۵۳۱٬۹۶۳۲٬۳۸۹۳٬۲۸۸
۹دانمارک دانمارک ۳٬۱۳۲۳٬۱۴۰۳٬۱۲۹۳٬۱۶۴
۱۰پرتغال پرتغال ۱٬۰۲۲۱٬۷۱۶۲٬۱۳۰۲٬۸۶۲
۱۱کانادا کانادا ۶۸۳۱٬۴۶۰۱٬۸۴۶۲٬۳۶۹
۱۲هلند هلند ۱٬۲۳۶۱٬۵۷۱۱٬۷۵۹۲٬۲۳۷
۱۳ژاپن ژاپن ۱٬۰۴۰۱٬۳۰۹۱٬۵۲۸۱٬۸۸۰
۱۴استرالیا استرالیا ۵۷۹۸۱۷۸۱۷۱٬۴۹۴
۱۵جمهوری ایرلند ایرلند ۴۹۵۷۴۶۸۰۵۱٬۲۴۵
۱۶سوئد سوئد ۵۰۹۵۷۱۸۳۱۱٬۰۶۷
۱۷اتریش اتریش ۸۱۹۹۶۵۹۸۲۹۹۵
۱۸یونان یونان ۵۷۳۷۵۸۸۷۳۹۹۰
۱۹لهستان لهستان ۸۳۱۵۳۲۷۶۴۷۲
۲۰ترکیه ترکیه ۲۰۶۵۲۰۷۴۳۳
۲۱نروژ نروژ ۲۶۸۳۲۵۳۳۳۴۲۸
۲۲مصر مصر ۱۴۵۲۳۰۳۱۰۳۹۰
۲۳بلژیک بلژیک ۱۶۷۱۹۴۲۸۷۳۸۴
۲۴تایوان تایوان ۱۰۴۱۸۸۲۸۰۳۵۸
۲۵برزیل برزیل ۲۹۲۳۷۲۴۷۳۳۹
۲۶نیوزیلند نیوزیلند ۱۶۸۱۷۱۳۲۲۳۲۵
۲۷کره جنوبی کره جنوبی ۱۱۹۱۷۶۱۹۲۲۷۸
۲۸بلغارستان بلغارستان ۱۴۳۶۵۷۱۵۸
۲۹جمهوری چک جمهوری چک ۳۰۵۷۱۱۶۱۵۰
۳۰فنلاند فنلاند ۸۲۸۶۱۱۰۱۴۰
۳۱مجارستان مجارستان ۱۸۶۱۶۵۱۲۷
۳۲مراکش مراکش ۶۴۶۴۱۲۵۱۲۵
۳۳اوکراین اوکراین ۷۷۸۶۸۹۹۰
۳۴مکزیک مکزیک ۲۸۴۸۵۸۵
۳۵ایران ایران ۳۲۴۷۶۷۸۲
بقیه اروپا ۱۴۱۲۰۴۲۳۳۲۶۱
بقیه قاره آمریکا ۱۵۵۱۵۹۱۸۴۲۱۰
بقیه آفریقا
و خاور میانه ۵۲۵۲۵۱۵۶
بقیه آسیا و اقیانوسیه ۲۷۲۷۲۷۳۶
کل جهان ۵۹٬۰۲۴۷۴٬۱۵۱۹۳٬۹۲۷۱۲۱٬۱۸۸
یک مزرعه بادی در نزدیکی منجیل

در جهان هزاران توربین بادی در حال بهره*برداری وجود دارد که ظرفیت تولیدی آنها به ۷۳٫۹۰۴ مگاوات می*رسد و در این میان اتحادیه اروپا ۶۵٪ از کل توان بادی جهان را تولید می*کند. تولید برق بادی در میان دیگر روش*های تولید انرژی الکتریکی دارای بیشتری شتاب رشد در قرن ۲۱ بوده*است به طوری که تولید توان بادی جهان در بین سال*های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۶ چهار برابر شده*است. در دانمارک و اسپانیا برق بادی حدود ۱۰٪ یا بیشتر ازکل تولید انرژی الکتریکی را تشکیل می*دهد. گرچه ۸۱٪ از توان بادی تولید شده در جهان به ایالات متحده و اتحادیه اروپا تعلق دارد اما سهم پنج کشور اول تولید کننده برق بادی از ۷۱٪ در سال ۲۰۰۴ به ۵۵٪ در سال ۲۰۰۵ کاهش یافته*است.

انجمن جهانی انرژی بادی پیش*بینی کرده در سال ۲۰۱۰ ظرفیت تولیدی برق بادی به ۱۶۰ گیگاوات برسد. با توجه به میزان تولید کنونی ۷۳٫۹ مگاوات این رقم پیش*بینی یک رشد ۲۱٪ را در هر سال نشان می*دهد.

از جمله کشورهایی که سرمایه گذلری زیادی در این زمینه انجام داده*اند می*توان به آلمان, اسپانیا, ایالات متحده, هند و دانمارک اشاره کرد. کشور دانمارک یکی از کشورهای برجسته در تولید تجهیزات و استفاده از توان بادی است. دولت دانمارک در دهه ۱۹۷۰ ملزم شد تا تولید انرژی الکتریکی از انرژی باد را به ۵۰٪ کل تولید برق برساند و تا به امروز برق بادی ۲۰٪ (بیشترین میزان تولید برق بادی از نظر درصد تولید) از کل تولید انرژی الکتریکی در این کشور را تشکیل می*دهد؛ این کشور هچنین پنجمین تولید کننده بزرگ برق بادی محسوب می*شود (در حالی که دانمارک از نظر میزان مصرف در جهان رتبه ۵۶ را دراست). آلمان و دانمارک دو کشور پیشتاز در زمینه صادرات توربین*های بزرگ (۰٫۶۶ تا ۵ مگاوات) به حساب می*آیند.

آلمان یکی از کشورهای پیشتاز در زمینه تولید برق بادی بوده*است به طوری که در سال ۲۰۰۶ این کشور ۲۸٪ از کل توان بادی تولید شده در جهان (۷٫۳٪ در آلمان) را به خود اختصاص داده*است. این در حالی است که آلمان برنامه دارد تا سال ۲۰۱۰ ۱۲٫۵٪ از کل توان تولیدی خود را از منابع تجدیدپذیر تامین نماید. کشور آلمان دارای حدود ۱۸۶۰۰ توربین بادی است که بیشتر آنها در شمال آلمان نصب شده*اند که در این میان سه توربین از بزرگترین توربین*های جهان نیز وجود دارند.

در سال ۲۰۰۵ دولت اسپانیا قانونی را تصویب کرد که بر طبق آن نصب ۲۰۰۰۰ مگاوات ظرفیت بادی تا سال ۲۰۱۲ در برنامه دولت قرار گرفت. البته در سال ۲۰۰۶ یارانه*ها و پشتیبانی دولت از ساخت این ظرفیت*ها به ناگهان قطع شد. قابل ذکر است که در سال ۲۰۰۵ در هر دو کشور آلمان و اسپانیا تولید انرژی الکتریکی از راه استفاده از نیروگاه*های بادی از تولید انرژی الکتریکی به وسیله نیروگاه*های برق آبی بیشتر بود.

در سال*های اخیر ایالات متحده از هر کشور دیگری بیشتر توربین بادی به شبکه برق خود افزوده*است. تولید برق بادی در ایالات متحده در بازه زمانی بین فوریه ۲۰۰۶ تا فوریه ۲۰۰۷ ۳۱٫۸٪ رشد را نشان می*دهد. ایالت تگزاس با پیشی گرفتن از کالیفرنیا اکنون بیشترین تولید برق بادی را دربین ایالت*های مختلف این کشور دارد. تگزاس در سال ۲۰۰۹ نزدیک به ۱۷٪ برق خود را از باد بدست آورد،[۷] و تگزاس اکنون بزرگترین مزرعه بادی جهان را با ۷۸۲ مگاوات ظرفیت در روستایی بنام راسکو در اختیار دارد.[۸]
برق بادی در مقیاس*های کوچک

تجهیزات تولید برق بادی در مقیاس کوچک (۱۰۰ کیلووات یا کمتر) معمولاً برای تغذیه منازل، زمین*های کشاورزی یا مراکز تجاری کوچک مورد استفاده قرار می*گیرد. در برخی از مکان*های دور افتاده که مجبور به استفاده از ژنراتورهای دیزلی هستند مالکان محل ترجیح می*دهند که از توربین*های بادی استفاده کنند تا از ضرورت سوزاندن سوخت*ها جلوگیری شود. در برخی موارد نیز برای کاهش هزینه*های خرید برق یا برای استفاده برق پاک از این توربین*ها استفاده می*شود.

برای تغذیه منازل دورافتاده از توربین*های بادی با اتصال به باتری استفاده می*شود. در ایالات متحده استفاده از توربین*های بادی متصل به شبکه در رنج*های ۱ تا ۱۰ کیلووات برای تغذیه منازل به طور فزاینده*ای در حال گسترش است. توربین*های متصل به شبکه در هنگام کار نیاز به استفاده از برق شبکه را از بین می*برند. در سیستم*های جدا از شبکه یا باید از برق به صورت دوره*ای استفاده کرد و یا از باتری برای ذخیره*سازی انرژی استفاده کرد.

در مناطق شهری که امکان استفاده از باد در مقیاس*های زیاد وجود ندارد نیز ممکن است از انرژی بادی در کاربردهای خاصی مانند پارک مترها یا درگاه*های بی*سیم اینترنت با استفاده از یک باتری یا یک باتری خورشیدی استفاده شود تا ضرورت اتصال به شبکه از بین برود.
انواع کاربردتوربین*های بادی

[۹]
۱-[کاربردغیرنیروگاهی]
۲-[کاربرد نیروگاهی]
کاربرد غیر نیروگاهی
پمپاژ اب در مناطق دور افتاده

یکی از کاربردهای مهم غیر نیرو گاهی انرژی حاصل از استحصال انرژی بادی پمپاژ آب می*باشد. با توجه به برتری انرژی برق. در سال*های انقلاب صنعتی ورونق پمپ*های الکترو موتور به جای پمپ*های بادی هنوز پمپ*های بادی در مناطقی از چین وافریقای جنوبی ارژانتین وایالات متحده امریکا به فروش می*رسد. پمپ*های بادی عمدتاً از نوع توربین*های بادی پر پره کلاسیک می*باشد؛ که تکنولوژی در این زمینه دز دهه*های اخیر به مداوم بهبود یافته است. موارد استفاده از پمپ*های بادی جهت پمپاژ اب عبارتند از: الف-تامین اب مصرفی ب-آ بیاری زمین در مقیاس کم ج-آبیاری حجم کم جهت پرورش ابزیان د-تامین اب اشامیدنی حیوانات در مناطق دور افتاده.
۲-توربین*های کوچک تولید کننده برق

جزیره مصرف به منطقه*ای که برق رسانی به ان از طریق شبکهٔ سراسری برق غیر منطقی و غیر اقتصادی باشدوهمچنین تامین برق ان از طریق مولدهای کوچک برقی تامین می*شود گفته می*شود. توربین بادی نقش موثری در بهبود تامین برق جزیره مصرف ویا به عنوان اصلی ترین کاربرد غیر نیروگاهی به حساب می اید. از نظر هزینه اولیه توربین*های برق بادی در مقایسه با مجموع موتور برق و هزینه سوخت ان کاملاً مقرون به صرفه می*باشد. امروزه این توربین*ها در مقیاس پایین تا قدرت ۱۰ کیلو وات برای تامین برق مورد نیاز مناطق جزیره مصرف مورد استفاده قرار می*گیرد؛ که می*توان ازآن به حالت ترکیبی با منابع فتولتاییک با ژنراتورهای دیزلی مورد استفاده قرار گیرد.
۳-شارژ باتری

سومین دسته کاربرد غیر نیروگاهی شارژ باتری می*باشد. جهت شارژ باتری استفاده از توربین*های باقیمت ارزان و توربین*های با روتور قطر ۳ متر کاربرد دارد؛ که استفادهاز آن در مصرف خانگی وکاربردهای تجاری می*باشد ودر مصارف مشابه تامین برق دستگاه*های کمک ناوبری ومخابرات نیز کاربرد فراوان دارد.
کاربرد نیروگاهی

کاربردهای نیروگاهی توربین*های برق بادی شامل کاربردهای متصل به شبکه برق رسانی کلی است که جهت استحصال انرژی برق در مقیاس*های رده بندی شده زیر استفاده می*شود.
۱-توربین*های بادی منفرد

اندازه این توربین هااز۱۰ تا ۱۰۰ کیلو وات که کاربردان در نزدیکی کشتزارها واستفاده گروهی خانه*های مسکونی ویا صنعتی کشاورزی استفاده می*شود.
۲-توربین*های گروهی تولید باد
الف-نیروگاههای کوچک

عمده مصرف این نیرگاهها مصرف خصوصی بوده که تا ظرفیت تولید ان به ۸۰ کیلو وات می*رسد. قطر روتور در این توربین*ها میانگین به ۲۰ متر می*رسد.
ب-نیرو گاهها حجم متوسط

معمولاً صا حبا ن این نیروگاهها تعاونی*های برق بادی ویا خصوصی هستند که به شبکه سراسری برق می*فروشند. ظرفیت تولید این نیروگاهها از ۸۰ تا ۷۵۰ کیلو وات می*باشد وقطر روتور ان از ۲۰ تا ۴۵ متر می*رسد.
ج-نیرو گاهها ی بزرگ

سرمایه*گذاری*های لازم جهت این احداث این نیرو گاهها به چند میلیون یورو می*رسد. ظرفیت تولیدی بیش از ۷۵۰ کیلو وات وقطر روتور ان به بیش از ۴۵ متر می*رسد.[۱۰]
آثار زیست محیطی
انتشارCO۲ و آلودگی

توربین*ها بادی برای راه*اندازی و بهره*برداری نیاز به هیچ گونه سوختی ندارند و بنابراین در قبال انرژی الکتریکی تولید آلودگی مستقیمی ایجاد نمی*کنند. بهره*برداری از این توربین*ها دی*اکسید کربن, دی*اکسید گوگرد, جیوه، ذرات معلق یا هیچ گونه عامل آلوده کننده هوا تولید نمی*کند. اما توربین*ها بادی در مراحل ساخت از منابع مختلفی استفاده می*کنند. در طول ساخت نیروگاه*های بادی باید از موادی مانند فولاد, بتن, آلمینیوم و... استفاده کرد که تولید و انتقال آنها نیازمند مصرف انواع سوخت*هاست. دی*اکسید کربن تولید شده در این مراحل پس از حدود ۹ ماه کار کردن نیروگاه جبران خواهد شد.

نیروگاه*های سوخت فسیلی که برای تنظیم برق تولیدی در نیروگاه*های بادی مورد استفاده قرار می*گیرند موجب ایجاد آلودگی خواهند شد: بعضی از اوقات به این نکته اشاره می*شود که نیروگاه*های بادی نمی*توانند میزان دی*اکسید کربن تولیدی را کاهش دهند چراکه برق تولیدی از طریق نیروگاه بادی به دلیل نامنظم بودن همیشه باید به وسیله یک نیروگاه سوخت فسیلی پشتیبانی شود. نیروگاه*های بادی نمی*توانند به طور کامل جایگزین نیروگاه*های سوخت فسیلی شوند اما با تولید انرژی الکتریکی مبنای تولیدی نیروگاه*های حرارتی را کاهش داده و از تولید آنها می*کاهند که به این ترتیب میزان انتشار دی*اکسید کربن کاهش می*یابد.
تاثیرات بوم شناختی

برخلاف نیروگاه*های هسته*ای و نیروگاه*های سوخت فسیلی که مقدار زیادی آب را برای خنک کردن منتشر می*کنند، نیروگاه*های بادی نیازی به آب برای تولید انرژی الکتریکی ندارند.

درباره نشت روغن یا آب سیالی که در نیروگاه*ها مورد استفاده قرار می*گیرد حوادث متعددی گزارش شده. در برخی موارد سیال وارد آب شرب مناطق اطراف نیز می*شود که خسارت*هایی را بر جای خواهد گذاشت. این سیال*های معمولاً در اثر حرکت در پره توربین موادی را در خود حل کرده و سپس در محیط پراکنده می*کنند.
استفاده از زمین

توربین*های بادی باید ده برابر قطرشان در راستای باد غالب و پنج برابر قطرشان در راستای عمودی از هم فاصله داشته باشند تا کمترین تلفات حاصل شود. در نتیجه توربین*های بادی تقریباً به ۰٫۱ کیلومترمربع مکان خالی به ازای هر مگاوات توان نامی تولیدی نیازمند هستند.

معمولاً برای نصب این توربین*ها نیازی به پاکسازی درختان منطقه نیست. کشاورزان می*توانند برای ساخت این توربین*ها زمین*های خود را به شرکت*های سازنده اجاره می*دهند. در ایالات متحده کشاورزان حدود ۲ تا ۵ هزار دلار به ازای هر توربین در هر سال دریافت می*کنند. زمین*ها مورد استفاده قرار گرفته برای توربین*ها بادی همچنان می*توانند برای کشاورزی و چرای دام مورد استفاده قرار بگیرند چراکه تنها ۱٪ از زمین برای ساخت پی توربین و راه دسترسی مورد استفاده قرار می*گیرد و به عبارت دیگر ۹۹٪ زمین هنوز قابل استفاده*است.

توربین*های بادی عموماً در مناطق شهری نصب نمی*شوند چراکه ساختمان*ها جلوی وزش باد را سد می*کنند و قیمت زمین نیز معمولاً زیاد است. با این حال پروژه نمایشی تورنتو اثبات کرد که نصب توربین*های بادی در چنین مکان*هایی نیز ممکن است.
آثار بر روی حیات وحش
پرندگان

برخی از توربین*های بادی موجب کشته شدن پرنده*ها به ویژه پرنده*های شکاری می*شوند البته مطالعات نشان می*دهد که تعداد پرنده*های کشته شده توسط توربین*های بادی در مقابل عوامل انسانی دیگر کشته شدن پرندگان مانند خطوط برق، ترافیک، شکار، ساختمان*های بلند و به ویژه استفاده از منابع آلوده انرژی تعداد بسیار ناچیزی است؛ برای مثال در انگلستان که در آن چندین هزار توربین بادی وجود دارد تقریباً در هر سال تنها یک پرنده در هر توربین کشته می*شود در حالی که تنها در اثر آثار مخرب استفاده از خودروها هر سال در حدود ۱۰ میلیون پرنده کشته می*شوند. در ایالات متحده توربین*ها هر سال در حدود ۷۰٬۰۰۰ پرنده را می*کشند که در مقابل ۵۷ میلیون پرنده کشته شده در اثر استفاده از خودروها یا ۹۷٫۵ میلیون پرنده کشته شده در اثر برخورد با شیشه*ها مقدار اندکی است. مقاله*ای در رابطه با طبیعت اظهار داشته که هر توربین به طور متوسط هر سال ۰٫۰۳پرنده یا به عبارتی ۱ پرنده در طول ۳۰ سال می*کشد.
نیروگاه بادی در آسمان

رایان رابرت مهندس استرالیایی راه حل جالبی برای نیروگاه بادی در آسمان دارد به اعتقاد او به جای برافراشتن توربینها روی زمین، آنها را در جریان تند باد در ارتفاع ۱۵ تا ۴۵ هزار پایی شناور می*سازیم. او با همکاری سه مهندس دیگر دستگاهی را ساخته*اند که ژنراتور الکتریکی پرنده (FEG) نام گرفته است این دستگاه مانند بادبادک در هوا شناور می*ماند و بادهایی با سرعت ۲۰۰ مایل بر ساعت، پره*های آن را می*چرخانند. جریان الکتریکی تولید شده از راه رشته بسیار محکمی به ایستگاه زمینی فرستاده می*شود. به نظر این مهندس استرالیایی می*توان ۶۰۰ عدد از این دستگاهها را در هوا داشت که هر کدام ۲۰ مگاوات برق تولید می*کنند[۱۱]
بزرگترین توربین بادی جهان

بزرگترین توربین بادی جهان درحال حاضر در دریای شمال در فاصله ۲۴ کیلومتری سواحل اسکاتلند نصب شده و در حال آزمایش است. این نخستین باری است که توربین*هایی به این ابعاد در دریا آزمایش می*شوند. ژنراتور توربین*ها در عمق ۴۴ متری سطح دریا کار گذاشته شده*است که در نوع خود رکورد جدیدی است.[۱۲] توربین*هایی در این ابعاد برای نصب در دریا و دور از ساحل مناسب هستند تا از وزش پیوسته و بدون تلاطم باد بهره*گیری کنند. انتظار می*رود این توربین*ها ۹۶ درصد اوقات شبانه*روز (۸۴۴۰ ساعت در سال) در حال کار باشند.



سونات