پتانسیل انرژی باد

با اتمام انرژی های فسیلی در آینده‌، استفاده از انرژی های نو و تجدید شونده ضروری است. برخی از نقاط ایران منجمله اردبیل پتانسیل مناسبی جهت استفاده از انرژی باد دارند. در این مقاله سعی شده تا پتانسیل انرژی باد در ایستگاه سینوپتیک اردبیل مورد مطالعه قرار گیرد. با استفاده از آمار بادهای ساعتی و روزانة ده ساله از ایستگاه مذکور، میانگین سرعت باد 37/6 متر در ثانیه، چگالی توان باد 64/302 وات در متر مربع، ضریب تغییرات باد 5/56 درصد و ضریب ثبات باد 46 درصد بدست آمده است. جهت باد غالب در ایستگاه اردبیل، شرقی و درصد فراوانی آن 94/23 می‌باشد. در این ایستگاه، 74/44 درصد از اوقات سال، بادی وجود ندارد. از کلّ ساعات سال 5/3652 ساعت توربین بادی می‌تواند در این ایستگاه تولید انرژی نماید. قدرت نظری و عملی توربین بادی در این ایستگاه با قطر پرّة چهار متر به ترتیب 9/1757 و 6/465 وات در متر مربع است. این ایستگاه می‌تواند به عنوان یکی از نقاط مناسب به منظور بهره‌برداری از انرژی باد محسوب شود. واژگان کلیدی: پتانسیل انرژی باد، باد غالب، قدرت باد، میانگین سرعت باد، توربین بادی، ایستگاه سینوپتیک اردبیل.

در پژوهش حاضر، پتانسیل انرژی باد در ایستگاه های همدیدی استان یزد که دارای اطّلاعات باد با دوره های آماری 10 ساله و بیشتر بودند، شامل ایستگاه همدیدی یزد (2006-1976)، طبس (2006-1987)، رباط پشت بادام (2006-1992)، بافق (2006-1993) و مروست (2006-1997) مطالعه شده. داده های باد مورد استفاده در این مطالعه، با فواصل زمانی سه ساعته و در ارتفاع 10 متری از سطح زمین برداشت شده اند که از دفاتر همدیدی اداره کلّ هواشناسی استان یزد استخراج گردیده اند. داده های منفصلِ باد با استفاده ازتابع توزیع پیوسته ویبول جایگزین گردیدند. این کار پس از محاسبه فراسنج های C و K تابع ویبول از طریق برازش حدّاقل مربّعات صورت پذیرفته است. سپس با استفاده از قانون یک هفتم نیرو، اطّلاعات باد در ارتفاع 10 متری به ارتفاع 50 متری (که ارتفاع محور اکثر توربین های بادی است) تبدیل و خصوصیّات سرعت و توان باد در هر دو ارتفاع مذکور محاسبه شده اند. نتایج نشان می دهند که ایستگاه همدیدی مروست با چگالی توان بادی معادل 224/223 و 938/444 وات بر متر مربّع، به ترتیب در ارتفاع 10 و 50 متری، میانگین سرعت بادی معادل 78/7 متر بر ثانیه در ارتفاع 50 متری، موجودیّت بادی معادل 1/4457 ساعت در سال، احتمال وزش باد با سرعت های بین 3 تا 25 متر بر ثانیه ای معادل 94/0 در ساعات موجودیّت باد، محتمل ترین سرعت بادی معادل 25/7 متر بر ثانیه و انحراف معیار سرعت هایی معادل 95/1 متر بر ثانیه، از پتانسیل خوبی در زمینه انرژی بادی برخوردار است و می تواند به عنوان مکانی مناسب برای سرمایه گذاری و مطالعه بیشتر در خصوص استقرار توربین های بادی و بهره برداری از انرژی لایزال باد تعیین گردد. استفاده از انرژی باد در ایستگاه همدیدی یزد به شرط استفاده از توربین هایی با سرعت شروع به کار 32/2 متر بر ثانیه و کمتر، و با ارتفاع محور50 متر به بالا، برای تولید انرژی مقرون به صرفه ارزیابی گردید. همچنین، استفاده از انرژی باد در ایستگاه همدیدی طبس برای مصارف کشاورزی مناسب تشخیص داده شد. افزون بر این، در این مطالعه رابطه ای به دست آمد که محاسبه میزان ساعات موجودیّت باد در یک مکان را به گونه ای ساده تر و کوتاهتر از روش های پیشین امکان پذیر می سازد.

استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مانند خورشید، گرمای زمین و باد می تواند در کاهش آلودگی هوا و پدیده تغییر اقلیم مؤثر باشد . وزش بادهای شدید و مداوم، منبع انرژی بسیار مهمی برای بسیاری از نقاط کشور است . در این مطالعه میانگین وحداکثر سرعت باد سالانه و فصلی و انرژی آن براساس داده های نه ایستگاه همدیدی ( سینوپتیک ) در سطح استان همدان و در دوره اقلیمی 2014 - 2000 محاسبه و تحلیل شده و پراکندگی مکانی سرعت و انرژی با د در این منطقه مورد بررسی قرار گرفته است . تاثیر توپوگرافی   بر سرعت باد نشان می دهد شهرستان های کوهپایه ای استان از جمله همدان، نهاوند و اسدآباد بیشتر در معرض وزش بادهای دشت - کوه می باشند، و گرم باد پدیده خاص هواشناسی ناشی از   اثر کوهستان، غالباً در شهرستان همدان رخ می دهد . نقشه رقومی سرعت و انرژی باد منطقه در مقیاس سالانه و فصلی در محیطGIS پهنه بندی شده است ( به روش کریجینگ ). بر این اساس شرق و مناطقی از شهرستان ملایر و بالاخص مناطق شمالی استان بیشترین سرعت متوسط با د را ( بالای سه متر در ثانیه ) نشان داده و مناطق غرب و جنوب غرب با کمترین سرعت باد در طول دوره مورد مطالعه مشخص می شود . بادخیزترین منطقه، نواحی شرقی و شمالی استان است و در بیشتر زمان های سال دارای توان تولید برق بادی است . دشت کبودر آهنگ و مناطقی از شهرستان رزن بالاترین پتانسیل انرژی باد برحسب وات بر متر مربع   را دارد و بیشترین پتانسیل میزا ن تولید انرژی ناشی از باد در همدان، در فصل بهار وپاییز است . در منطقه مورد بررسی ایستگاه های نوژه ( شمال استان ) با بیش از 18 درصد و ملایر ( جنوب شرق استان ) با بیش از 17 در صد ، تداوم وزش باد در اولویت نصب توربین های بادی می باشند . با مطالعه احتمال وقوع و پیش بینی سرعت باد در ایستگاه های هواشناسی استان همدان مناطقی از دشت رزن و کبودر آهنگ با سرعت بالاتر باد پیش بینی می گردد . نتایج این بررسی در برنامه ریزی و مدیریت انرژی منطقه قابل استفاده است .

هدف از پژوهش حاضر، تعیین پتانسیل انرژی باد و انتخاب نقاط بهینه برای احداث نیروگاه بادی با استفاده از آمار هشت ایستگاه سینوپتیک استان سیستان و بلوچستان است. بدین منظور، از داده های سه ساعتة سرعت باد در ارتفاع 10 متری از سطح زمین در طی دورة آماری 2005 2014 استفاده شد. احتمال تجربی داده ها با استفاده از تابع توزیع ویبول محاسبه شد. سپس، با استفاده از قانون یک هفتم نیرو، اطلاعات باد در ارتفاع 10 متری به ارتفاع 50 متری تبدیل شد و پتانسیل انرژی باد در هر دو ارتفاع یادشده تحلیل شد. همچنین، بر اساس آمار بلندمدت، روند تغییرات زمانی سرعت باد در مقیاس ماهانه و سالانه بررسی شد. نتایج تحلیل روند نشان داد ایستگاه های ایرانشهر، زابل، زهک، و زاهدان به ترتیب دارای بیشترین روند مثبت معنی دار ماهانه اند. در مقیاس سالانه، فقط زابل و ایرانشهر دارای روند مثبت معنی دارند. از طرفی، نتایج نشان داد که ایستگاه های زابل، زهک، و کنارک قابلیت مناسبی برای استقرار توربین های تجاری دارند. ایستگاه زابل با حداکثر مقدار چگالی توان باد (513 وات بر متر مربع) در ارتفاع 50 متری و حداکثر احتمال موجودیت باد با سرعت بین 3 تا 25 متر بر ثانیه مناسب ترین مکان برای بهره برداری از انرژی باد تشخیص داده شد.

یکی از مهمترین و تاثیرگذارترین عناصر طبیعت باد می باشد که در بیشتر مناطق جهان از این انرژی برای تولید نیروی مورد نیاز استفاده میشود. اولین گام برای به دست آوردن انرژی باد، شناسایی نواحی با پتانسیل مناسب است.هدف از این تحقیق بررسی تغیرات مکانی و زمانی باد و امکان سنجی تولید برق در استان فارس با استفاده از توزیع های آماری می باشد. بدین منظور اطلاعات داده های باد (سرعت و جهت) برای ده ایستگاه استان فارس در دوره آماری 10 ساله (2005-2015)از سازمان هواشناسی اخذ گردید. بررسی ویژگی های باد در استان فارس از طریق پارامترهای محتمل ترین سرعت، سرعت نامی، شدت آشفتگی و توزیع ویبول مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که باد در استان فارس دارای سرعت مناسبی است ولی ضریب تداوم پایین و شدت آشفتگی باد بالا می باشد که نشان دهنده وزش بادهای ناگهانی در این استان می باشد. بیشترین تغییرات سرعت و جهت باد در مناطق شمالی و شمال غربی استان می باشد و همچنین مناطق شمالی استان شامل ایستگاه های اقلید، ایزدخواست، آباده و صفاشهر براساس جدول درجه بندی نواحی بادخیز گازین و جاستس، از ارتفاع 40متر به بالا، برای نصب توربین بادی و در ارتفاع 80 متری دو ایستگاه اقلید و ایزدخواست برای تولید انرژی بادی مناسب می باشند. در مناطق مرکزی استان می توان در ارتفاع 60 متری به بالا از انرژی باد جهت مصارف کشاورزی نظیر پمپاژ آب استفاده نمود و همچنین بهره گیری از انرژی باد درفصول گرم نسبت به سایر فصول استان، مناسب تر می باشد.

امروزه به کارگیری انرژی های نو، به جهت فراوانی و تجدید پذیری، پاک بودن، قدرت بازدهی بالا و اقتصادی بودن، مورد توجه کشورهای مختلف جهان قرار گرفته است. انرژی باد، به دلیل جایگاه ویژه اش در بین انرژی های تجدیدپذیر جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی و حفظ آن برای نسل آینده خواهد بود. هدف از این پژوهش، تحلیل انرژی باد و برآورد پتانسیل آن و تهیه نقشه های پهنه بندی شاخص های سرعت و تولید انرژی، جهت تعیین مکان مناسب برای احداث نیروگاه ها در مناطق مستعد و بادخیز استان مازندران است. برای این منظور با جمع آوری داده های سرعت و جهت وزش باد، 5 ایستگاه سینوپتیک هواشناسی استان، در طی سال های آماری (2006-2009) میلادی که در فاصله های زمانی 3 ساعته در ارتفاع 10 متری ثبت شده اند استفاده گردید. مشخصات سرعت و جهت باد و پارامترهای تابع توزیع احتمال ویبول آن تعیین گردید و سپس پتانسیل و چگالی توان باد ایستگاه های استان محاسبه گردیدند. در این تحقیق، با استفاده از نرم افزار ویندوگرافر (windographer) به تجزیه و تحلیل انرژی باد و ترسیم گراف و نمودارها پرداخته شد و در نهایت با استفاده از نرم افزار GIS، نقشه های رقومی و پهنه بندی شاخص های سرعت و انرژی باد ترسیم گردید. نتایج نشان می دهد،ایستگاه بلده نور با دارا بودن سرعت و چگالی قدرت باد تقریبا بالا، از توانی بالغ بر 300 وات بر متر مربع برخوردار است، لذا مکان مناسبی برای نصب توربین های بادی جهت استحصال انرژی، به خصوص در فصول گرم سال در استان به شمار می رود.