تاریخچه استفاده از انرژی باد

استفاده از انرژی باد برای نخستین بارتوسط ایرانیان با ساخت آسیابهای بادی در ۲۰۰ سال پیش از میلاد مسیح صورت گرفت. ایده استفاده از این آسیابهای بادی در قرون ۱۲ و ۱۳ به اروپا و سپس قاره آمریکا انتقال یافت و سالها در آنجا مورد استفاده قرار ‌گرفت. نمونه‌هایی از این آسیابها هنوز در مناطق خواف (استان خراسان رضوی) و نهبندان (استان خراسان جنوبی) وجود دارند که در حال حاضر مورد استفاده می‌گیرند. درشکل شماره(۱) تصویری از آسیابهای بادی در مناطق خواف و نهبندان نمایش داده شده است.

شکل(۱): آسیابهای بادی خواف و نهبندان

در بسیاری از مراجع آمده است که در استانهای شرقی ایران برای بالا کشیدن آب از چاه و آسیاب کردن غلات از آسیابهای بادی استفاده می‌شده ‌است. مشاهدات و تحقیقات نشان می‌دهد که‌ در تابستان و گاهی در ماههای پاییز در اغلب نواحی خشک و بی‌آب ایران، که احتیاج به آب بیشتر میباشد، شدت وزش باد عامل مهمی در بکارگیری انرژی باد بوده است. تا قبل از سال ۱۳۱۹ در منطقه بادخیز منجیل، از انرژی باد برای پمپاژ آب و روشنایی استفاده می‌شده‌است.

شکل(۲): اولین توربین باد مولد برق در دانمارک

در اوایل قرن حاضر با پیشرفتی که در طرح و ساخت انواع پره و اصولاً سطوح آیرودینامیک پدید آمد و با تکامل قوانین مکانیک سیالات، آسیابهای قدیمی مورد بررسی علمی قرار گرفت و بموازات آن طرحهایی برای استفاده از مبدلهای انرژی باد بصورتهای دیگر پیشنهاد و اجرا گردید. بدین‌ترتیب در دهه‌های اول قرن بیستم، اغلب توربینهای بادی، در انواع مختلف با بکارگیری قوانین آیرودینامیک و تکنولوژی جدید ساخته شدند.
ایجاد نیروگاههای بادی و تبدیل انرژی الکتریکی با استفاده از توربینهایی با ظرفیتهای بالا، پس از جنگ جهانی دوم، با وجود نیاز شدیدی که صنایع رو به توسعه کشورهای مترقی به منابع انرژی داشتند، تولید نیروگاههای بادی و حتی تحقیق درباره آنها، بعلت در دسترس بودن سوخت فسیلی ارزان قیمت متوقف گردید. اما با بروز بحران انرژی به سبب کاهش ذخائر هیدروکربورهای جهان و نتیجتاً افزایش فراورده‌های نفتی وهمچنین افزایش روزافزون تقاضای انرژی و بیم و وحشت از توسعه آلودگی، موجب شد تا توجه دانشمندان به منابع دیگر از جمله انرژی باد که میتواند به طور مناسبی در مناطق بادخیز مورد استفاده قرار گیرد، معطوف و فعالیتهای دامنه‌داری از سال ۱۹۷۰ میلادی در این زمینه آغاز گردید.

رشد ظرفیت توربینهای بادی تا پایان سال ۲۰۰۴

امروزه  سازندگان توربین باد در کشور آلمان در زمره پیشگامان در طراحی توربینهای بادی Offshore محسوب می‌شوند. این کشور در تولید توربینهای بادی با ظرفیت بالاتر از ۳ مگاوات رتبه اول را داراست. سه نوع از توربینهای با ظرفیت بالا، تاکنون مربوط به سازندگان آلمانی بوده است. جدول (۱) گویای پیشرفت غیرمنتظره در تولید توربینهای بادی با ظرفیت‌های بالا می‌باشد.

 

جدول(۱): ظرفیت نصب توربینهای بالاتر از ۳ مگاوات در دنیا تا پایان سال ۲۰۰۴
سازنده نوع توربین باد ظرفیت (مگاوات) ساخت نمونه آزمایشی محل نصب
REpower ۵M ۵ ۲۰۰۴ Brunsbuttel, Germany
Prokon Nord Multibrid 5000 ۵ ۲۰۰۴ Bremerhaven, Germany
Enercon E-112 ۴.۵ ۲۰۰۲ Magdeburg, Germany
Vestas NM 110-4.2 ۴.۲ ۲۰۰۳ Roskilde, Denmark
Bonus Energy Bonus 3.6MW/107VS ۳.۶ ۲۰۰۴ Hovsore, Denmark
GE Energy GE 3.6s offshore ۳.۶ ۲۰۰۲

Albacete,

Spain

Vestas V90 ۳ ۲۰۰۲ Hovsore, Denmark

آخرین محصول تولیدکنندگان دانمارکی (دو شرکت Vestas و NEG Micon که در بهار ۲۰۰۴ با یکدیگر ادغام شدند) توربین NM 110-4.2 با ظرفیت ۲/۴ مگاوات و قطر روتور ۱۱۰ متر بوده است.

شرکت Vestas پیش‌از این در سال ۲۰۰۲ نمونه آزمایشی توربین V90 با ظرفیت ۳ مگاوات را وارد بازار کرده بود. هم‌اکنون این تولیدکنندگان در حال ساخت نمونه آزمایشی توربین V120-4.5 با ظرفیت ۵/۴ مگاوات و قطر روتور ۱۲۰ متر می‌باشند و پیش‌بینی شده است که تا پایان سال ۲۰۰۶ این توربین وارد بازار گردد.

شکل(۳): توربین باد NM 110-4.2 Vestas

شکل(۴): توربین باد V90 Vestas

آخرین محصول شرکت GE Energy آمریکا توربین GE 3.6s offshore با ظرفیت ۶/۳ مگاوات و قطر روتور ۱۰۴ متر بوده است. در اواخر سال ۲۰۰۳، هفت دستگاه از سری اول این توربین در سواحل ایرلند و در سایت Arklo Bank نصب گردید.
شرکت Bonus Energy دانمارک در اکتبر ۲۰۰۴ نمونه آزمایشی توربینBonus 3.6MW/107VS با ظرفیت ۶/۳ مگاوات و قطر روتور ۱۰۴ متر را در سایت Hovsore نصب کرده است.

شکل(۵): توربین باد GE 3.6s offshore

شرکت Enercon آلمان نیز در سال ۲۰۰۲ اولین نمونه آزمایشی توربین مدل E-112 با ظرفیت ۵/۴ مگاوات تولید کرد و از آن پس، ۴ دستگاه از این نوع توربین نصب شده است.

شکل(۶):توربین باد E-112 Enercon

در اکتبر ۲۰۰۴ شرکت REpower آلمان نمونه آزمایشی توربین ۵M با ظرفیت ۵ مگاوات را در سایت نزدیک Brunsbuttel در نزدیکی یک نیروگاه هسته‌ای نصب کرده است. علاوه بر این در اواخر ۲۰۰۴ نمونه آزمایشی توربین Multibrid 5000 در نزدیکی Bremerhaven نصب گردید.

شکل(۷): توربین باد ۵M REpower