توربین بادی دستگاهی است که انرژی جنبشی باد را به انرژی مکانیکی یا الکتریکی تبدیل می کند. برای درک اینکه این دستگاه چطور کار می کند، بهتر است با یک مثال ساده نحوه کارکرد این دستگاه توضیح دهیم.
فرض کنید یک توپ را در هوا پرتاب می کنیم. وقتی توپ در هوا حرکت می کند، دارای انرژی جنبشی است. این انرژی جنبشی به دلیل حرکت توپ در هوا است. وقتی توپ به زمین می رسد، انرژی جنبشی خود را از دست می دهد.
توربین بادی نیز به همین ترتیب عمل می کند. باد به پره های توربین بادی برخورد می کند و باعث حرکت آنها می شود. این حرکت پره ها باعث چرخش محور می شود. محور به ژنراتور متصل است، بنابراین چرخش محور باعث چرخش ژنراتور می شود. چرخش ژنراتور باعث تولید برق می شود.
همینطور که در تصویر قبل تر مشاهده می کنید، هنگامی که باد به پره های توربین بادی برخورد می کند، پره ها را به حرکت در می آورد. حرکت پره ها باعث چرخش محور می شود. محور به ژنراتور متصل است، بنابراین چرخش محور باعث چرخش ژنراتور می شود. چرخش ژنراتور باعث تولید برق می شود.
احتمالا با این مثال متوجه نحوه کارکرد دستگاه توربین بادی شدید اما بهتر است قبل از معرفی اجزای توربین بادی به معرفی اجزای اصلی توربین بادی بپردازیم.
اصلی ترین اجزای توربین بادی
بطوری کلی اصلی ترین اجزای توربین بادی به 4 قسمت تقسیم می شود که عبارتند از پره ها، محور، ژنراتور، گیربکس.
پره ها: تقریبا پره های توربین های بادی اصلی ترین قسمت هر توربین بادی محسوب می شود چرا که این پره ها انرژی جنبشی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. پره های توربین های بادی معمولا از فولاد، آلومینیوم، یا فایبرگلاس ساخته می شود.
محور: محور قسمتی است که پره ها به آن وصل می شود. محور معمولا از فولاد یا آلومینیوم ساخته می شود چرا که باید بسیار قوی باشد تا بتواند وزن پره ها به همراه بار به وجود آمده از باد را تحمل کند.
ژنراتور: ژنراتور توربین های بادی از سیم های مسی ساخته می شود که در میدان مغناطیسی می چرخند. در واقع ژنراتور است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.
گیربکس: گیربکس قسمتی است که سرعت چرخش محور را کاهش می دهد. این امر برای تولید برق با ولتاژ مناسب ضروری است.
روانکار های مخصوص توربین های بادی
در ابتدا باید ذکر کنیم که معمولا روغن توربین بطور منظم هر 6 الی 12 تعویض می گردد ولی باید در نظر داشته باشید که که نوعی از روغن صنعتی را برای هر یک از دستگاه ها باید استفاده کنید. چند نکته مهم در مورد با خرید روغن توربین بادی وجود دارد که در ادامه ذکر شده است:
- پایداری در برابر اکسیداسیون
- پایداری در برابر حرارت
- جداپذیری
روانکارها و معادل های مربوط به توربین ها
| بهران | ایرانول | پارس | سپاهان | شل | کاسترول | موبیل | توتال |
| بهران توربین 32 | ایرانول HBX 32 | پارس توربین 32 | سپاهان توربین 32 | Perfecto T 32 | Mobil DTE 790_x000D_ Series 797 Mobil DTE Light |
Preslia 32 | |
| بهران توربین 46 | ایرانول HBX 46 | پارس توربین 46 | سپاهان توربین 46 | Perfecto T 46 | Mobil DTE 790_x000D_ Series 798 Mobil DTE Medium |
Preslia 46 | |
| بهران توربین 68 | ایرانول HBX 68 | پارس توربین 68 | سپاهان توربین 68 | Perfecto T 68 | Mobil DTE 790 Series 799_x000D_ Mobil DTE_x000D_ Heavy Medium |
Preslia 68 | |
| بهران توربین 100 | ایرانول HBX 100 | پارس توربین 100 | سپاهان توربین 100 | Perfecto T 100 | Mobil DTE Heavy | Preslia 100 | |
| بهران توربین SP1 32 | ایرانول HBX II 32 | سپاهان توربو X 32 | Turbo Oil J 32 Turbo Oil T 32 | Turbine Oil 32 | Mobil DTE™ 832 | ||
| بهران توربین SP1 46 | ایرانول HBX II 46 | سپاهان توربو X 46 | Turbo Oil T46 | Mobil DTE™ 846 | |||
| بهران توربین SP1 68 | ایرانول HBX II 68 | سپاهان توربو X 68 | Turbo Oil T 68 | ||||
| بهران توربین SP1 100 | سپاهان توربو X 100 | Turbo Oil T 100 | |||||
| بهران توربین SP1 150 |
انواع توربین های بادی
توربین های امروزی که در نیروگاه های باد قرار دارند معمولا دارای سه پره هستند که توسط سامانه های کنترل رایانه ای در جهت وزش باد قرار می گیرند. معمولا طول های پره بین 20 الی 40 متر می باشد و سرعت دورانی آنها بین 10 الی 22 دور بر دقیقه می باشد و همینطور برج نیر به ارتفاع 60 التا 90 متری نیز می باشد. البته در نظر داشته باشید که توربین های گفته شده مربوط به توربین های معمول مورد استفاده در نیروگاه ها می باشد اما توربین های بادی غول پیکری نیز در چین و ایالات متحده آمریکا وجود دارد که طول هر یک از پره های آن نیز به اندازه یک زمین فوتبال می باشد.
توربین بادی با محور افقی
در این نوع از توربین های بادی، روتور و ژنراتور الکتریکی در بالای یک برج قرار می گیرند و باید در راستای باد نیز باشند. این نوع از توربین ها از راندمان بالاتری نسبت به توربین عمودی برخورداند به این معنی که انرژی بیشتری از باد تولید می کنند. همینطور توربین های افقی نیز از ایمنی بالاتری نسبت به بقیه توربین ها برخوردار هستند چرا که پره های این نوع توربین ها در ارتفاع هستند و احتمال برخورد جسم با آنها بسیار کم است. (در تصویر زیر یک نوع از توربین بادی افقی را مشاهده می کنید).
البته توربین های بادی افقی نیز معایبی هم دارند از جمله هزینه بالا برای نگهداری و حساسیت به جهت باد چرا که سامانه های کنترل رایانه ای باید به صورت مداوم جهت باد را تنظیم کنند تا بتوانند حداکثر انرژی را تولید کنند. توربین های بادی با محور افقی یکی از مهمترین منابع تولید انرژی تجدیدپذیر در جهان هستند. این توربین ها در حال حاضر حدود 80 درصد از برق تولید شده از انرژی باد را تولید می کنند.
توربین بادی با محور عمودی
توربین های بادی عمودی از حساسیت کمتری نسبت به باد برخوردار هستند. به این معنی که در هر جهتی از باد تنظیم می شوند و انرژی تولید می کنند. یکی از اصلی ترین مزایای این نوع از توربین ها استفاده آنها در مناطقی با سرعت باد کم است. همینطور که قبل تر گفته شد، توربین های بادی افقی در مکان هایی که سرعت باد بالاتری دارند نصب می شوند چرا که راندمان بهتری دارد اما این موضوع در مورد با توربین های عمودی نیز برعکس است. در ادامه نیز تصویری از توربین بادی عمودی مشاهده می کنید.
فهرست نیروگاه های بادی ایران
| ظرفیت نصب شده (مگاوات) | نام نیروگاه | شهر | استان | ردیف |
| 92,2 | منجیل پسکون هرزویل سیاهپوش رودبار | منجیل | گیلان | 1 |
| 61,2 | آرین مهباد | سیاهپوش | قزوین | 2 |
| 50 | مپنا | آق کند | آذربایجان شرقی | 3 |
| 50 | انرژی‌های تجدیدپذیر مپنا | میل نادر | سیستان و بلوچستان | 4 |
| 30 | مپنا (کهک ۳) | کهک | قزوین | 5 |
| 28,38 | شرکت تولید نیروی برق سبز بینالود | بینالود | خراسان رضوی | 6 |
| 20 | مپنا (کهک ۲) | کهک | قزوین | 7 |
| 10 | فناوران انرژی پاک | خواف | خراسان رضوی | 8 |
| 5 | مپنا (کهک ۱) | کهک | قزوین | 9 |
| 4,1 | تولید و توسعه نیروی برق سبز دیزباد | بینالود | خراسان رضوی | 10 |
| 2,5 | آترین ایرانیان (آریا رازی خواف) | خواف | خراسان رضوی | 11 |
| 1,5 | فن آوران انرژی پاک (بهین ارتباط مهر) | خواف | خراسان رضوی | 12 |
| 0,71 | توسعه و احداث نیروگاه‌های بادی توان باد | خواف | خراسان رضوی | 13 |
| 0,71 | توان باد ۲ | خواف | خراسان رضوی | 14 |
| 0,66 | محمد حسین تقی پور (پدیده مروزیست) | خواف | خراسان رضوی | 15 |
| 0,66 | سید یوسف قاسمی زاوه | خواف | خراسان رضوی | 16 |
| 0,66 | رضا صادقی | خواف | خراسان رضوی | 17 |