چکيده
هدف از اين سمينار بررسي نوعي جديد از توربين هاي باد با عنوان "توربين بادي بدون پره" ميباشد. تكنولوژي نوين توربين بادي بدون پره، بدون استفاده از چرخ دنده و نياز به روغن كاري و تنها با نوسان متناوب قادر به توليد انرژي مي¬باشد. توربين هاي بادي مرسوم به دليل عظيم الجثه بودن، وزن بسيار بالايي دارند و همين امر موجب نصب و راه اندازي سخت و پر هزينه خواهد شد. مزيت اصلي توربين هاي بادي بدون پره نسبت به توربين هاي باد متداول، توانايي توليد انرژي در سرعت هاي باد كمتر است. توربين باد بدون پره همچنان در مراحل تحقيقاتي قرار دارد و به دليل جديد بودن آن پژوهشگران در سرتاسر دنيا علاقه مند به كار بر روي آن هستند تا به فرمي بهينه دست پيدا كنند.
انرژي هاي تجديدپذير همواره مورد توجه بوده اند، چرا كه استفاده از آنها مزاياي بسياري از جمله آسيب كمتر به محيط زيست را دارد. از اين رو در سال هاي اخير و هم اكنون، محققين تمركز زيادي روي آن كرده اند و هر ساله تجهيزات مبتكرانه اي معرف ميشوند كه از انرژي هاي تجديدپذير استفاده ميكنند. در اين ميان باد پتانسيل بالايي براي استفاده و گرفتن خروجي توسط ماشين ها دارد، لذا از ساليان دور انواع ماشين هاي بادي موجود بوده است كه به روش هاي متفاوت سعي در توليد برق به وسيله باد داشتند. توربين هاي مرسوم پره دار براي ساليان زياد براي برق رساني به بشر كمك كرده است و با توجه به اهميت بالاي انرژي باد امروزه طرح ها و تجهيزات مختلقي جهت توليد برق از باد توليد و معرفي ميشوند كه يكي از جديد ترين آنها توربين هاي باد بدون پره است.
مزيت اصلي اين توربين، برخلاف توربين هاي باد مرسوم كه سرعت باد بالايي نياز دارند و از اين جهت در ارتفاعات بالا نصب ميشوند كاركرد در سرعت هاي باد پايين است كه به ما اين امكان را ميدهد تا بتوانيم از آن در مناظق بيشتري استفاده كنيم.
از لحاظ ساختاري ميتوان گفت Vortex Bladeless Wind Turbine از سه بخش اصلي Mast، Rod وBase تشكيل شده است. هر كدام از اين بخش هاي شامل اعضايي كوچكتر است. Mast بخشي است كه ارتعاش ميكند و در حقيقت عضو محرك توربين ميباشد و به وسيله Rod به Base توربين متصل ميشود. از قسمت هايي كه بسيار اهميت دارند ميتوان به Tunning system و خروجي برق اشاره كرد. Tunning سيستم وظيفه كنترلي توربين را دارد و بايد حركت توربين را در سرعت هاي باد متغير كنترل كند. همچنين هر وسيله توليد كننده برقي كار ميكند تا بهترين خروجي را داشته باشد، لذا تجهيزيات خروجي برق از اهميت بالايي برخوردار است كه بايد بهينه تربين شكل خود را داشته باشند.
از شرايط و پديده هاي فيزيكي حاكم بر اين نوع توربين ميتوان به پديده Vortex Shedding اشاره كرد كه همواره از گذشته مورد بحث دانشمندان بوده است. اين پديده در اثر بخورد سيال به سازه رخ ميدهد و در واقع شروع مباحث علمي تعامل سيال و سازه ميباشد. مباحثي كه همواره در اين پديده مورد بررسي قرار گرفته اند، الگو هاي گردابه اي جدايش سيال، دامنه جدايش، تاثير گردابه ها بر سازه و ... ميباشد و هر ساله محققين به ابعاد جديدي از آن دست پيدا ميكنند. درست است كه سالها روي اين پديده پژوهش هايي صورت گرفته است اما همچنان از مباحث علمي جذاب و مورد توجه بوده چراكه اين پديده هنوز بطور كامل قابل درك نيست و همه ي ابعاد آن بررسي نشده است. همچنين بررسي مفهوم پديده تشديد (Resonance) و شرايط وقوع آن در اثر برخورد سيال با سازه به ما اين امكان را ميدهد تا فيزيك و مكانيك كاركرد توربين باد بدون پره را دقيق تر توجيه كنيم. شرايطي كه توربين باد بدون پره در آن بيشترين خروجي را دارد شرايطي است كه قسمت محرك آن بيشترين جابجايي را داشته باشد و براي وقوع اين حالت، بهترين پديده، تشديد است و تلاش ميشود تا توربين در اكثر زمان هاي كاركرد خود دچار تشديد شود كه اين موضوع نيز يكي ديگر از وظايف بخش كنترلي است.
در گذشته تنها اثرات مخرب اين پديده ها مورد بررسي قرار ميگرفتند چرا كه بارها موجب تخريب ساره هاي ساخته شده توسط بشر بوده اند، اما توربين باد بدون پره سعي در استفاده مفيد از اين پديده ها دارد.
در اين سمينار به ترتيب شاهد بيان اهميت انرژي هاي تجديد پذير به ويژه باد، پديده هاي حاكم بر توربين هاي باد بدون پره، ماهيت و نوع كاركرد توربين هاي باد بدون پره و فعاليت هاي تجربي ساير پژوهشگران خواهيم بود.
