وضعيت استفاده از انرژي بادي در سطح جهان

[samyar 3407]

وضعيت استفاده از انرژي بادي در سطح جهان

 

 

استفاده از انرژي‌هاي تجديد‌پذير از زمانهاي بسيار قديم متداول بوده و قبل از پيدايش نفت و موتور‌هاي احتراق داخلي از جايگاه ويژه‌اي برخوردار بوده است.

اگر وضعيت فعلي رشد جمعيت ادامه يابد پيش‌بيني مي‌شود جمعيت جهان در اوايل قرن حاضر به هفت ميليارد نفر برسد. در عين حال منابع انرژي متداول در حال اتمام است. از طرفي استفاده از نفت براي سوخت نيروگاهها، كارخانه‌ها، خودروها، سيستم‌هاي گرمايشي و مصرف‌كننده‌هاي ديگر علاوه بر تمام شدن سريع آن باعث آلودگي محيط‌زيست مي‌شود. به گونه‌اي كه طبق برآوردهاي محيط‌زيست بين‌المللي ميزان آلودگي به ازاي هر مگاوات ساعت توليد انژري با سوخت گازوييل 3/21 كيلوگرم انواع اسيد و كربن و منواكسيد كربن و 657 كيلوگرم CO2 به محيط اطراف پراكنده مي‌شود و در صورت استفاده از سوخت گازي اين ارقام به ترتيب 7/6 و 447 كيلوگرم كاهش مي‌يابند. عوامل فوق علاوه بر آلودگي محيط زيست باعث افزايش دماي اتمسفر شده و به نظر برخي از دانشمندان ذوب شدن يخ‌هاي قطبي و بالاآمدن سطح درياها و اقيانوسها را به دنبال خواهد داشت.

رشد روز‌افزون تقاضاي انرژي، افزايش استانداردهاي زندگي، گرم شدن بيش از حد كره زمين و در نهايت مشكلات زيست‌محيطي موجب شده تا هر روز شاهد پيشرفتهايي در زمينه فن‌آوري استفاده از منابع انرژي تجديد‌پذير باشيم يعني استفاده از منابع لايزالي كه خداوند به ما ارزاني داشته است. ماهيت پايان‌ناپذير اين گونه انرژي‌ها، روند رو به اتمام سوخت‌هاي فسيلي و ساير مزاياي بارز اين انرژي‌ها موجب تشويق بشر در سرمايه‌گذاري در اين راه بوده است.

پيش‌بيني مي‌شود كه انرژي‌هاي تجديد‌پذير جايگاه ويژه‌اي را در تامين انرژي قرن آتي كسب كنند. البته حدود سه دهه كشورهاي پيشرفته و صاحب فن‌آوري به اين مهم پرداخته‌اند تا جايي كه در برنامه سالانه انرژي خود درصدي از انرژي‌هاي مورد نظر كشورشان را از طريق توربين‌هاي بادي، پيلهاي خورشيدي، انرژي زمين گرمايي و ... تامين مي‌كنند.

 

بررسي دقيق نشان مي‌دهد حتي در حال حاضر كه هزينه استحصال انرژي‌هاي تجديد‌پذير گران‌تر از نوع فسيلي به نظر مي‌آيد، در مناطق دور دست روستايي و كشاورزي به دليل مشكل انتقال ساير انرژي‌ها و بالا بودن هزينه آن، مقرون به صرفه اقتصادي است و با توجه به تلاش گسترده‌اي كه در رابطه با استحصال انرژي‌هايي از اين نوع شده روز به روز از توجيه اقتصادي بالاتري برخوردار مي‌شود.

باد يكي از منابع انرژي پايان‌ناپذير جهان است. انسان بيش از 3000 سال است كه از انرژي باد به منظور توليد انرژي مكانيكي براي پمپ آب يا آسياب كردن غلات استفاده كرده است.

يكي از بهترين روش‌هاي استفاده از باد، توليد انرژي الكتريكي است. به اين صورت كه با قراردادن يك توربين بادي در مسير باد و انتقال انرژي مكانيكي توربين به يك ژنراتور جريان مستقيم يا متناوب به طور مستقيم يا از طريق جعبه دنده با نسبت تبديل مناسب، انرژي الكتريكي توليد مي‌شود.

توليد برق از طريق نيروگاه‌هاي بادي از نظر اقتصادي كاملاً مقرون به صرفه بوده و براي هر كيلووات ساعت برق توليدي از طريق اين نيروگاهها، حدود پنج سنت در مناطق پرباد و شش سنت يا اندكي بيشتر در مناطق كم‌باد، هزينه مي‌شود.

با توجه به اين كه تعداد نيروگاههاي بادي هر سال رو به افزايش بوده و استفاده از اين نيروگاه‌ها در جهان صنعتي و كشورهاي پيشرفته رو به گسترش است، لازم بود آخرين آمار و اطلاعات در اين زمينه تهيه شود كه در ادامه به اين موضوع خواهيم پرداخت.

 

مقدمه

انرژي باد بيش از 3000 سال براي توليد انرژي مكانيكي به منظور پمپاژ آب و يا آسياب كردن غلات مورد استفاده بشر قرار گرفته است. با شروع توليدات صنعتي مدرن، استفاده از منابع انرژي باد، فراز و نشيب‌هايي داشته است و گاه سوختهاي فسيلي يا الكتريسيته جايگزين آن شده است. چون ماهيت باد، تصادفي است و بيشتر منابع تجديدناپذير كنوني ارزان و در دسترس است.

در حدود سال 1970ميلادي، با وارد شدن اولين بحران انرژي و بالا رفتن قيمت نفت، انرژي باد بار ديگر به عنوان منبعي جايگزين، مورد توجه قرار گرفت، در اين زمان بيشترين ميزان استفاده از انرژي باد براي تبديل انرژي مكانيكي به الكتريكي بود. اين روش با بهره‌گيري از ديگر فن‌آوريهاي انرژي، امكان بهينه‌شدن داشت تا بتواند به عنوان يك پشتيبان در شبكه برق مطرح شود.

اولين توربين باد كه براي توليد الكتريسيته بكار رفت تقريباً در اوايل قرن بيستم توسعه يافت، فن‌آوري بهره‌برداري از انرژي باد تا سال 1970 ميلادي و در اواخر سال 1990 ميلادي به صورت تدريجي توسعه پيدا كرد. انرژي باد به عنوان يكي از مهمترين منابع انژري جايگزين، معرفي شد. در اواخر قرن بيستم، ظرفيت بكارگيري انرژي باد در جهان در هر سه سال دو برابر شده و قيمت توليدي انرژي باد در حدود 6/1 قيمت آن در سال 1980 شده است به نظر مي‌رسد كه اين روند همچنان ادامه خواهد يافت.

بعضي از پيش‌بيني‌هاي تخصصي نشان مي‌دهد كه تا سال 2005 ميلادي رشد ظرفيت انرژي باد در حدود 25 درصد در سال خواهد بود و قيمت آن در طي اين سالها بين 20 تا 40 درصد پايين خواهد آمد.

فن‌آوري انرژي باد نيز به سرعت در حال پيشرفت است. در پايان سال 1989 توربين‌هاي بادي 300 كيلووات با قطر روتور حدود 30 متر مورد بهره‌برداري قرار مي‌گرفت. تنها در 10 سال بعد توربين‌هاي بادي 1500 كيلووات با قطر روتور حدود 70 متر توانايي استفاده بيشتر از باد را فراهم آوردند و استفاده از توربين‌هاي بادي 2 مگاوات با قطر روتور 74 متر قبل از شروع قرن جديد خود گواه پيشرفت فن‌آوري انرژي بادي است. به نظر مي‌رسد در سالهاي 2001 يا 2002 توربين‌هاي 4 مگاوات و 5 مگاوات مورد بهره‌برداري قرار بگيرند.

توسعه سريع بازار انرژي باد و ارتقاي فن‌آوري آن، به تحقيقات، دانش و كار تخصصي براي دست‌يابي به انرژي در صنعت‌ انرژي برق اشاره دارد اين نكته حايز اهميت است كه حدود 80 درصد از ظرفيت بادي جهان تنها در پنج كشور آلمان، آمريكا، دانمارك، هند و اسپانيا مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرد و نيز بيشترين علوم انرژي باد بر اساس تحقيقات در اين كشور است. بهرحال استفاده از فن‌آوري انرژي باد با سرعت، در حال گسترش در ديگر نواحي كره زمين است. همان طور كه اشاره شد انرژي بادي از 3000 سال پيش مورد بهره‌برداري قرار گرفته و فن‌آوري آن روز به روز بهتر شده است.

در توسعه فن‌آوري بادي، ساير علوم از جمله آيروديناميك، مكانيك و مهندسي الكترونيك نقش داشته‌اند. در ادامه به طور فشرده به توانايي مناطق مختلف جهان در بكارگيري انرژي بادي اشاره مي‌شود.

 

سابقه تاريخي انرژي باد

تاريخچه تكامل فن‌آوري توربين‌هاي بادي در نشريات مختلف با مدارك گوناگوني وجود دارد. در اين قسمت به طور مختصر به پيشرفت و توسعه فن‌آوري بادي اشاره مي‌كنيم. در جدول (1) توسعه توربين‌هاي بادي بين سالها 1985 و 2000 نشان داده شده است.

 

توليد انرژي مكانيكي

مدارك ثبت شده حاكي از آن است كه آسياب‌هاي بادي اوليه، آسياب‌هايي با محور عمودي بوده‌اند. اين آسياب‌ها مي‌توانند شبيه به يك وسيله مقاوم ساده توصيف شوند كه در ارتفاعات افغانستان براي آسياب‌ كردن غلات از قرن هفتم قبل از ميلاد، بكار مي‌رفته‌اند.

در مدارك تاريخي، اولين نمونه آسياب‌هاي بادي با محور افقي، در ايران بوده، استفاده از انرژي باد در ايران در حدود 2600 سال قبل صورت گرفته است. بقاياي آسيابهاي بادي قديمي كه در سراسر دنيا به نام آسياب‌ بادي ايراني شناخته مي‌شوند هنوز در منطقه خواف وجود دارد و تعدادي از اين آسيابها نيز در حال بهره‌برداري هستند.

تبت و چين در حدود هزار سال قبل، از فن‌آوري‌ آسياب‌هاي بادي بهره‌ مي‌برده‌اند.

آسياب‌هاي بادي با محور افقي داراي يك شفت افقي همراه با پره‌هايي است كه در يك مسير عمودي مي‌چرخند. از ايران و خاورميانه، آسياب‌هاي بادي با محور افقي به كشورهاي مديترانه و اروپاي مركزي برده شد.

اولين آسياب‌هاي بادي با محور افقي كه مورد استفاده قرار گرفته است در كشورهاي انگلستان در سال 1150 ميلادي، فرانسه در 1180 ميلادي، فنلاند در سال 1190 ميلادي، آلمان در سال 1222 ميلادي و دانمارك در سال 1259 ميلادي است.

در اروپا آسياب‌هاي بادي بين قرون دوازدهم تا نوزدهم دايماً در حال پيشرفت بودند. در پايان قرن نوزدهم يك نمونه آسياب بادي كه قطر روتور آن 25 متر و ارتفاع آن بيش از 30 متر مي‌رسد، استفاده مي‌شد.

آسياب‌هاي بادي نه تنها براي آرد كردن غلات استفاده مي‌شد بلكه به منظور پمپاژ آب براي مصارف آشاميدن و مزارع مورد استفاده قرار مي‌گرفت.

در اين زمان تنها در فرانسه در حدود 18 تا 20 هزار آسياب‌بادي مدرن اروپايي وجود داشت و در كشور هلند 90 درصد انرژي استفاده شده در صنعت از انرژي باد تامين مي‌شد.

بعد از صنعتي شدن و كاهش استفاده از آسياب‌هاي بادي نيز در سال 1904 ميلادي همچنان 11 درصد از انرژي صنعتي هلندي‌ها از انرژي باد تامين مي‌شد و آلمانها بيش از 18 هزار واحد در حال كار داشتند.

در هنگامي كه نقش آسياب‌هاي بادي اروپايي به تدريج شروع به كم‌رنگ شدن مي‌كرد، آسياب‌هاي بادي در آمريكاي شمالي در حال توسعه بودند.

در آمريكاي شمالي آسياب‌هاي بادي كوچك به منظور پمپاژ آب براي مصرف دام‌هاي گسترده‌اي مورد استفاده قرار گرفت و اين آسياب‌هاي بادي به نام آسياب‌هاي بادي آمريكايي شناخته شدند. اين آسياب‌ها مداوم كار مي‌كردند و نياز به رسيدگي كردن و ملازم نداشتند.

آسياب‌هاي بادي در هنگام وزش بادهاي با سرعت بالا از مكانيزم «خودنگهدار» استفاده مي‌كردند روش اروپايي‌ها اغلب خاموش شدن آسياب و بستن پره‌ها بود (شبيه به كشتي‌هاي بادباني) تا خسارتي به توربين‌ بادي وارد نشود.

در آمريكا بيشترين استفاده از آسياب‌هاي بادي مربوط به سالهاي 1920 تا 1930 ميلادي است كه در حدود 600 هزار واحد در حال كار بود.

انواع مختلف آسياب بادي آمريكايي هنوز هم در نقاط مختلف جهان استفاده مي‌شود.

 

توليد انرژي الكتريكي:

در سال 1891 ميلادي، دان‌پول لاكور اولين كسي بود كه توانست براي توليد الكتريسيته توربين بادي بسازد. طي جنگ‌هاي جهاني اولي و دوم، مهندسان دانماركي اين فن‌آوري را براي برطرف كردن كمبودهاي انرژي، توسعه و پيشرفت دادند.

توربني‌هاي بادي ساخته‌شده توسط كمپاني هلندي اسميتس در سال 1940 تا 1942 ميلادي توانست رقيب خوبي براي توربين‌هاي بادي مدرن خارجي باشد.

توربين‌هاي اسميت همزمان با پيشرفت علم ايروديناميك توسعه و پيشرفت خوبي داشت. در همين زمان، پالمر پوتنام يك توربين بادي بزرگ با قطر 53 متر را براي كمپاني آمريكايي مورگان اسميت ساخت. نه تنها سايز توربين منحصر به فرد و متفاوت بود بلكه طراحي علمي بسيار بالايي داشت.

طراحي هلندي‌ها بر اساس روتور رو به باد با تثبيت‌كننده استال بود كه در سرعتهاي پايين، عمل مي‌كرد طراحي پاتنم بر اساس روتور پشت به باد با تثبيت‌كننده پيچ كنترل بود.

به هر حال توربين‌هاي پاتنم زياد موفق نبودند. در سال 1942 ميلادي اين توربين به مراحل اجرا گذاشته شد.

بعد از جنگ جهاني دوم، يوهانس جول طراحي دانماركي‌ها را در دانمارك گسترش و توسعه داد.

توربين او در دانمارك نصب شد و در سالهاي 1956 تا 1967 در حدود 2/2 ميليون كيلووات ساعت توليد داشت.

در هميم زمان- هيوتر آلماني يك نظريه جديد را توسعه داد. توربين‌هاي بادي او شامل دو پره فايبرگلاس و برج پشت به باد و هاب كه پره‌ها به آن متصل مي شد بود. توربين‌هاي هارتر با دانش بالايي كه در آن بكار رفت داراي كارايي بالايي بود.

با وجود موفقيت‌هاي توربين‌هاي بادي جولز و هارتر، بعد از جنگ جهاني دوم علاقمندي به توربين‌هاي بادي بزرگ كاهش يافت. تنها تا حدودي توربين‌هاي بادي كوچك براي سيستم‌هاي دور از شبكه يا براي شارژ باطري‌ها مورد توجه قرار گرفت. بعد از بحران نفتي در سال 1970 ميلادي دوباره علاقه به بكارگيري انرژي بادي از سر گرفته شد. منجمله پشتيباني‌هاي مالي براي تحقيقات و توسعه انرژي بادي آغاز شد.

كشورهايي همچون آلمان، آمريكا و سوئد جهت توسعه توربين‌هاي بادي بزرگ براي توليد انرژي در محدوده مگاوات (MW) مبالغ هنگفتي را هزينه كردند. بهرحال بيشتر اين طرح‌ها چندان موفقيت‌آميز نبود تا اينكه مسائل تكنيكي را با مكانيزم پيچ كنترل مرتفع كردند. در جدول (1-3) اطلاعات توربين‌هاي بادي بزرگ به نمايش درآمده است.

بعضي از سازمانهاي دولتي (از قبيل دانمارك) از تحقيقات در كشورشان پشتيباني كردند و اين ميدان را توسعه داده و باعث پيشرفت انرژي بادي در مكانهاي مختلف دنيا شدند.

در همين راستا كنفرانس PURPA در نوامبر 1978 در آمريكا برگزار شد و رئيس جمهور وقت آمريكا اهداف كنفرانس را در كاهش مصرف انرژي و توسعه از جهت بي‌نيازي به نفت خارجي‌ها برشمرد و اين كنفرانس در توسعه سيستم‌هاي انرژي بادي نقش قابل توجهي داشت و در كوه‌هاي شرق سانفرانسيسكو و شمال لس‌آنجلس اولين مزارع بادي راه‌اندازي شد.

اولين مزارع بادي شامل توربين‌هاي بادي 50 مگاوات بود و بعد از چند سال، در اواخر سال 1980 ميلادي توربين‌هاي بادي 200 مگاوات مورد استفاده قرار گرفت. مراحل توسعه توربين‌هاي بادي در آمريكا نشان داده شده است.

بيشتر توربين‌هاي صادراتي دانمارك، توسط شركت‌هاي پول‌ليكر و جوهاتز جول طراحي شده و از نوع رو به باد و تنظيم گراستال بودند. در پايان سال 1980 ميلادي در حدود 15000 توربين بادي با ظرفيتي در حدود 1500 مگاوات در كاليفرنيا نصب شد، در اين زمان در آمريكا پشتيباني‌هاي مالي از انرژي باد كاهش يافت، اما دراروپا اين پشتيباني در اوج بود و بعداً‌در هندوستان نيز از اين تكنولوژي حمايت شد.

در سال 1990 ميلادي اروپايي‌ها بر اساس تعرفه‌هاي توليد انرژي‌هاي تجديدپذير از انرژي باد پشتيباني زيادي بعمل آوردند.

به نظر مي‌رسد كه يكي از عوامل افزاينده رشد سريع بكارگيري توربين‌هاي بادي در بعضي از كشورهاي اروپايي، بخصوص در آلمان و همينطور درهندوستان پشتيباني‌هاي مذكور باشد.

به موازات توسعه بازار فروش، تكنولوژي نيز همچنان در حال پيشرفت بود. تا پايان قرن بيستم بعد از اينكه در بيست سال گذشته موفق به تست توربين‌هاي مگاواتي نشده بودند، توربين بادي 5/1 مگاوات يك تكنولوژي هنري بحساب مي‌آمد.

 

وضعيت فعلي:

در ادامه اين بخش نظري اجمالي به وضعيت كنوني انرژي در پايان قرن بيستم در جهان خواهيم داشت در حال حاضر انژي بادي درصد بزرگي از نيازمندي‌هاي جهاني انرژي را مرتفع مي‌كند. درادامه شبكه‌هاي متصل و نيز نيروگاه‌هاي مستقل از شبكه و ظرفيت توليدي آنها را بررسي مي‌كنيم.

اگر مطالعات كنوني را بسط دهيم در‌مي‌يابيم كه 10 درصد از انرژي مورد نياز جهان را در سال 2020 نيروي باد فراهم مي‌آورد كه رقمي جالب توجه است.

 

بررسي شبكه‌هاي بزرگ توليد انرژي بادي:

از سال 1990 ميلادي به بعد بعلت بهره‌گيري از منابع تكنولوژي‌هاي مدرن، انرژي بادي رشد سريعي داشته است. بهرحال اين رشد در همه جهان يكسان نبوده است به جدول (1-4) نگاه كنيد. در پايان سال 1999 ميلادي در حدود 69 درصد ظرفيت انرژي جهان، در اروپا استفاده شده است حدود 19 درصد در آمريكا شمالي و 10 درصد در آسيا و اقيانوسيه.

 

اروپا:

بين سالهاي پاياني 1995 تا 1999 در حدود 75 درصد توربين‌هاي بادي نصب شده درجهان، در اروپا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. يكي از روش‌هاي اصلي توسعه، ادامه تعرفه مالياتي ثابت، براي انرژي باد بود كه در آلمان و اسپانيا بيشتر به چشم مي‌خورد.

در جدول (1-5) ظرفيت استحصال نيروي بادي در اروپا را نشان مي‌دهد.

براي به تصوير كشيدن متوسط توربين‌هاي بادي نصب شده در اروپا اطلاعات دقيقي در دسترس نيست. جدول (1-6) توسعه متوسط بهره‌برداري از توربين‌هاي بادي در آلمان را در طي سالهاي 1988 تا 1999 ميلادي نمايش مي‌دهد.

همانطور كه از جدول مشخص است متوسط توربين‌هاي بادي مورد بهره‌برداري در آلمان از 4/143 كيلووات در سال 1989 به 5/935 كيلووات در سال 1999 افزايش يافته است. در نيمه اول 1999 در حدود 57 درصد توربين‌هاي جديد نصب شده در آلمان از توربين‌هاي بزرگ (روتور با قطر بزرگتر از 1/48 متر) استفاده كرده‌اند. در جون 1999، توربين‌ (603) مگاواتي (با ظرفيت بزرگتر يا مساوي 1 مگاوات) در آلمان مورد بهره‌برداري قرار گرفت.

اولين پروژه‌هاي ساحلي در دانمارك و هلند و سوئد به اجرا درآمد. به جدول شماره

(1-7) توجه كنيد.

در پروژه‌هاي انرژي بادي ساحلي در دانمارك (DK)، سوئد (SE)، آلمان (DE)، هلند (NL) و انگلستان (UK) مطمئناً اين ارقام در‌آينده نزديك با توسعه انرژي بادي در ساير جاها منجمله در اسپانيا، تركيه و يونان افزايش خواهند يافت.

 

آمريكاي شمالي

بعد از رشد خيلي سريعي كه در كاليفرنيا در اواسط 1980 ميلادي اتفاق افتاد اين توسعه به طور چشمگيري در آمريكاي شمالي در اواسط 1990 ميلادي كاهش يافت و گاهي توربين‌هاي جديد جايگزين توربين‌هاي فرسوده و قديمي مي‌شدند كه ظرفيت توليدي را تا اندازه‌اي بالا ببرند.

در سال 1998 ميلادي دومين رشد سريع در آمريكا شروع شد. در اين زمان پروژه‌هاي بادي توسعه پيدا كرد و با پيشنهادات دولت به منظور اعتبار مالياتي توليدات (PTC) اعتبار 017/0 - 016/0 كيلووات ساعت دلار به پروژه‌هاي نيروي باد براي اولين ده سال استفاده از توربين‌هاي بادي پرداخت شد بين اواسط 1998 تا 30 جوئن 1999 (پايان اعتبار PTC) بيشتر از 800 مگاوات ژنراتور بادي جديد در آمريكا كه شامل مزارع بادي كاليفرنيا بين 120 و 150 مگاوات مي‌شد، مورد بهره‌برداري قرار گرفت.

اولين پروژه توربين بادي نيز در كانادا اجرا شد. به جدول (1-8) نگاه كنيد.

اندازه انواع توربين‌هاي بادي نصب شده در شمال آمريكا در پايان سال 1990 ميلادي بين 500 مگاوات و 750 مگاوات بوده است. اولين توربين مگاواتي در سال 1999 نصب شد. همانند اروپا

بهرحال پروژه‌هاي مزارع بادي اغلب بزرگ هستند. پروژه‌هاي نوعي در شمال آمريكا بزرگتر از 50 مگاوات است و بعضي از پروژه‌ها نيز بالاي 120 مگاوات هستند و در اروپا پروژه‌ها اغلب بين 20 و 50 مگاوات هستند اين به دليل شرايط خاص آب و هوايي و زمين در اروپا است. توسعه سريع انرژي بادي، در چندين ايالت در آمريكا موفقيت چشمگيري داشته است. در جدول (1-9) اين اطلاعات را تا پايان 1999 در اختيار قرار مي‌دهد. در آمريكا از استاندارد RPS استفاده مي‌شود.

استاندارد RPS از اول جولاي 2000 به مرحله اجرا گذاشته شده است، انرژي‌هاي بدست آمده از خورشيد، باد، بيوماس، گازهاي زيرزميني با پيل‌هاي سوختي، سطح پيشرفت 1درصد خواهد داشت تا جولاي 2002 ميلادي و سپس به 3 درصد افزايش تا جولاي 2006 و 6 درصد تا جولاي 2009 خواهد رسيد. به اين برنامه‌ها رشد سبز گفته مي‌شود (برنامه بازار جهت تامين انرژي از منابع تجديد‌شونده را رشد سبز گويند) بعضي از شركت‌ها حاضر به پرداخت تعرفه‌هاي بالايي جهت الكتريسيته سبز و بدست آوردن آن از منابع انرژي سبز از قبيل باد هستند.

 

آمريكاي جنوبي و مركزي

عليرغم منابع عظيم انرژي بادي در بيشتر نواحي آمريكاي جنوبي و مركزي توسعه انرژي بادي در اين مناطق بسيار آهسته بوده است. اين مي‌تواند به دليل قيمت پايين ديگر منابع انرژي نسبت به نرخ انرژي بادي باشد. بيشتر پروژه‌هاي بادي در‌ آمريكاي جنوبي به وسيله برنامه‌هاي بين‌المللي پشتيباني مي‌شوند.

به هر حال آرژانتين ظرفيت‌هاي توليد انرژي بادي را در سال 1998 ايجاد كرد كه بيانگر علاقه‌مندي اين كشور جهت توليد انرژي الكتريكي از باد است.

در برزيل بعضي از مراكز دولتي شروع به اجراي چندين طرح بادي كرده‌اند اندازه نوعي اين توربين‌ها در حدود 300 كيلووات است. توربين‌هاي بزرگتر مشكل نصب دارند و شرايط خاص محيطي اجازه استفاده از توربينهاي بزرگ را نمي‌دهد. به عنوان مثال توربين‌هاي بادي ساحلي مورد استفاده قرار نگرفته‌اند اما پروژه‌هايي با توربينهاي متوسط و كوچك (كوچكتر يا مساوي 30 كيلووات) توسعه پيدا كرده‌اند، درمناطق دور از ساحل در جدول 1-10 آمار و ارقامي در اين مورد ارايه شده است.

 

آسيا و اقيانوسيه

هندوستان توربين‌هاي بادي زيادي را از اواسط سال 1990 ميلادي نصب كرده است.

در سال 1992 تا 1993 كه توسعه سريع هند ناميده مي‌شود دولت هند پشتيباني‌هاي زيادي را از انرژي‌هاي نو بعمل آورد. بعنوان مثال: كمترين نرخ مالياتي را به اندازه 100 درصد تخفيف اولين سال اين پروژه‌ها وضع كرد.

و نيز يك سيستم بانكي به نام بانك نيرو راه‌اندازي شد كه در راستاي توليدات الكتريكي مي توانست از بانك براي مدت بالاي يكسال وام بدهد. اين عوامل باعث شد كه انرژي‌هاي تجديد‌پذير در بين سالهاي 1993 تا 1997 رشد و توسعه زيادي داشته باشد، پس از اين دوره كاهش رشدي را در اين كشور شاهد هستيم. در جدول (1-11) ظرفيت بادي اين كشورها داده شده است.

انرژي بادي در چين پيرو برنامه‌هاي بين‌المللي شروع به رشد و توسعه كرده و از آنجايي كه بعضي از دولتمردان چيني سفارش به استفاده از انرژي بادي داشتند رشد آن نسبتاً خوب بوده است. به عنوان مثال برنامه‌اي كه در ايالت پلينينگ تحت عنوان (Ride-the-wind) نام گرفت.

در بين سالهاي 1994 تا 2004 بانك جهاني از پنج پروژه بادي با مجموع ظرفيت نصب 190 مگاوات در چين پشتيباني مي‌كند.

در ژاپن، پروژه‌هاي مختلف و توربين‌هاي بادي متفاوت مورد تست و آزمايش قرار گرفت و باعث پيشرفت اين تكنولوژي شد. در پايان سال 1990 ميلادي پروژه‌هاي تجاري انرژي باد در جزيره هوكايدو و اوكيناوا شروع شد.

در همان سال، پروژ‌ه‌هاي انرژي باد همچنين در نيوزيلند و استراليا به مرحله اجرا درآمد.

مهمترين عامل در گسترش و توسعه انرژي بادي دراستراليا در برنامه‌هاي رشد سبز اجرا مي‌شود.

در چين و هندوستان، توربين‌هاي بادي بيشتر در حدود 300 كيلووات نصب شدند، بهرحال بعضي از توربين‌هاي بادي

600-500 كيلووات نيز در اين كشورها نصب شد. در استراليا، ژاپن و نيوزيلند محدوده 600-500 كيلووات مورد استفاده قرار گرفت.

 

خاورميانه و آفريقا

تكنولوژي انرژي بادي در آفريقا به كندي پيشرفت كرده است. بيشتر پروژه‌ها توسط سازمانهاي بين‌‌المللي و دولتي پشتيباني مي‌شوند و تعداد محدودي از آنها توسط بخش خصوصي دنبال مي‌شوند.

دولت مصر تمايل به استفاده از انرژي‌هاي تجديد پذير داشته ونزديك شهر زفرانا توربين‌هايي براي توليد 600 مگاوات نصب كرده است و پروژه‌هاي بعدي در موركو با ظرفيت 250 مگاوات است.

همچنين در اردن نيروگاه 25 مگاوات نصب شده است و نوع توربين‌هاي بادي استفاده شده در اين منطقه در حدود 300 كيلووات است و اما پروژه‌هاي آينده در حدود استفاده از 600-500 كيلووات است. جدول (1-12) ظرفيت توليدي كشورهاي خاورميانه و آفريقا را نشان مي‌دهد.

امروزه وزارت جهاد سازندگي مشغول مطالعه و تحقيق و اجراء بعضي از پروژه‌هاي مستقل از شبكه در مناطق مختلف ايران منجمله دشت ديزباد خراسان است.

 

ظرفيت انرژي بادي

اغلب، انرژي بادي در زمينه‌هاي پتانسيل تئوري قابل دستيابي از آن مورد بحث و ارزيابي قرار مي‌گيرد. مطالعات پتانسيل انرژي بادي نشان مي‌دهد كه منابع بادي در دنيا فراوان هستند. مثلاً دريافته‌اند كه پتانسيل ساحلي مفيد در سيستم‌هاي آبي اروپا به تنهايي در حدود Twh/year2500 (تريليون وات ساعت بر سال) است. اين در حدود 85 درصد مصرف اروپا در سال 1997 است.

نتيجه مي‌گيريم منابع انرژي بادي مورد مطالعه بستگي دارند به كيفيت داده‌هاي انرژي باد همانطور با اتخاذ تكنولوژي بهتر و فضاي مورد نياز، بهر حال اين خيلي مهم است كه بدانيم پتانسيل بادي زمين مي‌تواند نقش موثر و مهمي را در تمامي نقاط زمين ايفا كند.

ظرفيت دقيق نصب شده توربين‌هاي بادي اندازه كوچك يا سيستم‌هاي مستقل از شبكه اطلاعات جامعي در دست نيست. اطلاعات منطقه‌اي اغلب محدود است.

به عنوان مثال، چين مدعي است كه بيش از 110000 توربين بادي كوچك

(w200-50) نصب كرده است، اين توربين‌ها جهت تامين نيروي مورد نياز عشاير دامدار و يا كشاورزان مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

كارشناسان پيش‌بيني مي‌كنند كه بكارگيري سيستم‌هاي مستقل از شبكه، در آينده نزديك رشد سريعي خواهد داشت. با برنامه‌ريزي جهت تامين الكتريسيته روستايي در قسمت‌هاي مختلف جهان اين رشد عملي خواهد بود، در برزيل، مكزيك، اندونزي، فيليپين و آفريقاي جنوبي برنامه‌هاي مشابهي دارند كه از توليد انرژي محلي پشتيباني مي‌كند.

در ايران با توجه به سوابق تاريخي آن پتانسيل استفاده از انرژي بادي و نيروگاههاي مستقل از شبكه بسيار بالا است.

در سال 1348 سازمان جنگلها و مراتع كشور اقدام به خريد يك تلمبه بادي از كمپاني سويترن كراس استراليا كرد كه در سال 1349 در منطقه زرند ساوه نصب شد، اين سازمان در سال 1350 سه دستگاه ديگر از اين تلمبه را در استان فارس نصب كرد و تاكنون بيش از 200 دستگاه در نقاط مختلف كشور نصب شده‌اند و بعد از انقلاب به همت دفتر فني مرتع، تلمبه‌هاي با قطر دايره گردش پره‌هاي 4/2 متري در ايران ساخته شده و مورد بهره‌برداري قرار گرفته است.

سازمان حفاظت محيط‌زيست بر سر بعضي از چاههاي پارك ملي (اين پارك در غرب كوير مركزي و در شرق درياچه نمك به فاصله 50 كيلومتري جنوب شرقي تهران) قرار دارد براي استفاده وحوش و حيوانات وحشي تعدادي تلمبه بادي نصب كرده، چهار تلمبه 8/1 متري هم در مباركه چاه قرقره، دوراهي سنگ فروشي و جنوب چخماقه در حال كار هستند.

ايران همچنانكه اشاره شد مبتكر استفاده از توربين‌هاي بادي بوده است در شمال ايران جمعاً 10 توربين‌ بادي بزرگ نصب شده است كه عبارتند از دو توربين 500 كيلوواتي، يكي در منجيل و ديگري در رودبار و 8 توربين 300 كيلوواتي در رودبار كه همگي ساخت كمپاني نوردتنك دانمارك است و توسط سازمان انرژي اتمي ايران خريداري و نصب شده‌اند. طرح‌هاي در دست اجراي سازمان انرژي‌هاي نو ايران (سانا) در مورد پروژه‌هاي بادي:

- پروژه 250 مگاواتي تحت نظر

- پروژه 60 مگاواتي، انتقال تكنولوژي از كشور ژاپن

- انتخاب محل مناسب ساخت مزرعه توربين‌هاي بادي به ظرفيت 60 مگاوات

- جهت آمار لحظه‌اي باد در منطقه رودبار و منجيل

 

بررسي نيروگاههاي بادي مستقل از شبكه

نيروگاههاي بادي مستقل از شبكه اغلب جهت مناطق دوردست يا كاربردهاي تكنيكي دور از شبكه استفاده مي‌شوند، بعنوان مثال براي سايت‌هاي راداري و ايستگاههاي مخابراتي استفاده مي‌شوند.

توربين‌هاي بادي مورد استفاده جهت اينگونه مصارف بين چند وات تا 50 كيلووات مي‌توانند باشند.

براي روستاها يا سيستم‌هاي الكتريكي زراعتي، توربين‌هاي بادي بالاي 300 كيلووات به همراه تركيبي از ديزل ژنراتور يا بعضي مواقع سيستم‌هاي ذخيره باطري مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

نيروگاههاي بادي مستقل از شبكه همچنين اغلب در نقاط مختلف جهان براي توليد نيروي مكانيكي لازم جهت پمپاژ آب مصرفي و آب كشاورزي يا براي پمپاژ نفت مورد استفاده قرار مي‌گيرد.