دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
نوع فایل: word
قابل ویرایش 91 صفحه
مقدمه:
استفاده از منابع انرژی فسیلی و هسته ای، مستلزم هزینه زیاد و افزایش آلودگی محیط زیست و عوارض مخرب ناشی از آن است، از این رو با بروز پدیده بحران انرژی در دنیا و از طرف دیگر پیشرفت تکنولوژی تبدیل انرژی باد، به انرژی الکتریکی که به کاهش قیمت آنها منجر شده، استفاده از انرژی باد اجتناب ناپذیر شده است. سیستم های مبدل انرژی باد، به انرژی الکتریکی از سال 1975 به شکل تجاری و در سطح وسیع در دنیا مورد استفاده قرار گرفته اند. هم اکنون با پیشرفت تکنولوژی میکروکامپیوترها و نیمه هادیهای قدرت امکان استفاده از سیستم کنترلی مدرن و در نتیجه تولید قدرت الکتریکی با کیفیت بالا از نیروی باد ایجاد شده است. تجربه نصب و راه اندازی نیروگاههای بادی در کشورهای صنعتی، به خصوص آمریکا و دانمارک نشان داده است که هزینه این سیستم ها قابل مقایسه با هزینه روش های سنتی و متداول تولید انرژی الکتریکی می باشد.
تامین انرژی الکتریکی برای بارهای شبکه با کیفیت بالا و تولید وقفه نیروی برق هدف اصلی یک سیستم قدرت می باشد. برای بالا بردن کیفیت انرژی الکتریکی نیاز است. کمیت های مختلف سیستم قدرت مانند راه اندازی از مدار خارج نمودن، بهره برداری در شرایط توان ثابت و.... کنترل شود. با توجه به ماهیت تغییرات سرعت باد در زمان های مختلف ایجاد شرایط کنترل برای سیستم های قدرت شامل مبدل های انرژی باد به الکتریکی حائز اهمیت می گردد. اجزاء مختلف یک سیستم قدرت بادی شامل: توربین بادی، ژنراتور، کنترل کننده زاویه گام پره و سیستم تحریک می باشد. که هر یک از این اجزاء انواع مختلف داشته و در مدل های مختلف براساس نیاز ساخته می شوند. لذا با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران و اهمیت انرژیهای تجدیدپذیر به این موضوع پرداخته می شود.
باد رایگان است بشر از عهد باستان این نکته را به خوبی دریافته است و آسیاب بادی را ساخته است تا آب چاهها را بیرون بکشد و غلات را آرد کند. امروزه آسیابهای بادی دیگر منسوخ شده اند و جای خود را به مولدهای بادی داده اند که الکتریسته تولید می کنند. بهترین جا برای تاسیس مولدهای بادی سواحل دریا و تپه ها هستند. در این نقاط باد شدیدتر و منظم تر از نقاط دیگر میوزد. (برای تولید الکتریسته سرعت باد باید به طور متوسط 5 متر بر ثانیه، یعنی 18 کیلومتر در ساعت باشد.) اما باد این عیب بزرگ را دارد که فقط بعضی روزها و بعضی ساعات می وزد. اگر فقط به انرژی باد اتکا کنیم، به سرعت دچار کمبود الکتریسته می شویم. پس راه حل چیست؟ راه حل این است که با استفاده از باتریها الکتریسته ای را که در ساعات بادخیز تولید شده است، ذخیره کنیم. راه دوم این است که مولد بادی را با موتوری که با سوخت کار می کند همراه سازیم. و در واقع یک گروه الکترون بوجود می آوریم. به این ترتیب می توانیم وقتی که باد نیست از الکتریسته ای که ماشین دوم تولید می کند استفاده کنیم. در حال حاضر در بسیاری از کشورهای در حال توسعه یا نقاط دور افتاده ای که برق رسانی به آنها ممکن نیست ازجمله در آرژانتین، استرالیا، آفریقای جنوبی ... موادهای بادی می توانند نیاز یک مزرعه، چند خانه یا روستا را به برق تامین کنند. در اوایل قرن 14 میلادی بهره برداری گسترده از آسیابهای بادی در اروپا رایج گردید. اروپائیان بعدها روتور آسیابها را به بالای برجی انتقال داده اند که از چندین طبقه تشکیل می شود. نکته حائز اهمیت درباره آسیابهای مذکور آنست که پره ها بطور دستی در جهت باد قرار داده می شوند و این امر به کمک اهرم بزرگی در پشت آسیاب صورت می گرفت. بهینه سازی انرژی خروجی و حفاظت آسیاب در برابر آسیب دیدگی ناشی از بادهای شدید با جمع کردن پره های آن صورت می گرفت. نخستین مولدهای بزرگ به منظور تولید الکتریسته سال در اوهایو توسط چارلز براش ساخته شد. در سال 1888 ابداع انواع مولدهای بادی در مقیاس وسیع در 1930 در روسیه با ساخت ژنراتور بادی 100 کیلو واتی آغاز شد. طراحی روتورهای پیشرفته با محور عمودی در فرانسه توسط داریوس در دهه 1920 آغاز شد. از میان طرحهای پیشنهادی داریوس مهمترین طرح، روتوری است با پره های ایرفویل و انحنا دار که از بالا و پایین به یک محور عمودی متصل می شوند. در این زمینه، ابداعات دیگری صورت نگرفت و این طرح در سالهای اخیر به نام توربین داریوس مورد توجه قرار گرفته است. توسعه صنعت توربین های بادی، بسیار سریع بوده و در حال پیشرفت است. از ابتدای دهه 1980 تاکنون ظرفیت متوسط توربین بادی از 15 کیلو وات تا 8 مگا وات ارتقاء یافته است. مجموع ظرفیت نصب شده توربین های بادی در جهان به بیش از 25000 مگا وات بالغ می گردد. بنا بر محاسبات انجام شده، از باد در جهان می توان 105-Ej (هر Ej ژول) برق گرفت و آنچه در عمل بدست می آید. EJ است و پیش بینی شده است تا 2020 میلادی 10 درصد از برق کل جهان از انرژی باد تولید خواهد شد. این صنعت همچنین باعث ایجاد 7/1 میلیون شغل می شود.
فهرست مطالب:
فصل اول
مقدمه
1-1- مقدمه
2-1- تاریخچه انرژی باد در جهان
3-1- تلاش برای تسخیر دریا
4-1- وضعیت کنونی بهره برداری از انرژی باد در جهان
5-1 اهمیت و لزوم بکارگیری انرژی باد از بعد اقتصادی
6-1 بحران انرژی
فصل دوم
استفاده از انرژی باد
1-2 استفاده از انرژی باد
2-2 سرعت وصل
3-2 سرعت اسمی
4-2 سرعت قطع
5-2 - حد بتز
6-2 - بررسی کمی سیستمهای مبدل باد
فصل سوم
معرفی انواع توربین های بادی- ساختار الکتریکی مکانیکی
1-3- سیستم های انرژی باد
2-3- طرح های اصلی توربین های بادی
3-3- اجزای اصلی یک نیروگاه بادی
1-3-3- پره های توربین
2-3-3- طراحی کششی
3-3-3- طراحی بر اساس نیروی بالا برنده
4-3-3- نسبت سرعت نوک پره
5-3-3- طراحی کششی
6-3-3- طراحی بر اساس نیروی بالا برنده
7-3-3-شفت سرعت پایین
8-3-3- جعبه دنده
9-3-3- شفت سرعت بالا
10-3-3- ژنراتورها
11-3-3- کنترل کننده مکانیکی
12-3-3- سیستم هیدرولیک
13-3-3-قسمت خنک کننده
14-3-3- تنظیم کننده گام و زاویه پره
15-3-3- دستگاه جهت یاب
16-3-3- محفظه توربین
18-3-3-باد سنج و بادنما
19-3-3- سیستم کنترل ایستایی فعال توربین های بادی
20-3-3- سیستم کنترل و فرمان
21-3-3-سیستم سنکرونیزاسیون
22-3-3-دستگاه هیدرولیکی مبدل فرکانس
23-3-3- سیستم توزیع الکتریکی
24-3-3- سیستم ارتباطات و کنترل
25-3-3- سازه های نگهدارنده توربین بادی
4-3- سازه نگهدارنده توربین بادی
1-4-3- سازه های خودایستا
2-4-3- سازه های به صورت خرپایی
3-4-3- سازه های به صورت پوسته فلزی
4-4-3-سازه های بتنی
5-4-3- سازه های مهار بندی شده
5-3- ضوابط طراحی ساده
6-3- سیستم های کنترل دور در توربین های بادی
2-6-3- کنترل توسط پره (ترمز هوایی)
7-3- ترمز های مکانیکی
1-7-3- ترمز های دیسکی
2-7-3- مزایای استفاده از ترمزهای دیسکی در توربین های بادی
8-3- نتیجه گیری
فصل چهارم
ژنراتور نیروگاه بادی
1-4- ژنراتور مغناطیس دائم با اینورتر منبع جریان برای توربین های سرعت متغیر
3-4- ژنراتور با قطب برنامه ریزی شده برای توربین های سرعت متغیر
نتیجه
فصل پنجم
بررسی سیستم های مبدل باد به انرژی الکتریکی
1-5- مقدمه
2-5 سیستم انتقال
3-5 مبدل الکتریکی
1-3-5 سیستمهای مبدل قدرت سنکرون
فصل ششم
سیستم آسنکرون
1-6- سیستم های آسنکرون
3-6- ژنراتور کمپوند اضافی
4-6- ژنراتورسنکرون
1-4-6- مشخصه گشتاور
2-4-6- پایداری ژنراتور سنکرون
3-4-6- مشخصه خروجی ژنراتور سنکرون
4-4-6- تغییر قطبهای ژنراتور سنکرون
5-4-6- راه اندازی ژنراتور سنکرون
6-6- ژنراتور القایی خود تحریک
7-6- ژنراتور مدولاسیون میدان
8-6-ژنراتور راسل
فصل هفتم
مبدلهای الکتریکی
1-7- مبدلهای الکترونیکی
2-7-مبدل DC/AC
3-7- اینورتر سه فاز برای تغذیه موتورآ سنکرون
4-7- مبدلهای AC/DC
5-7- مبدلهای الکتریکی توربین باد در سرعت ثابت
