توربین‌ بادی چطور کار می‌کند؟

همانطور که می‌دانید، باد می‌تواند انرژی بسیار زیادی را تولید کند و این یکی از ویژگی‌های مهم آن است که با زغال سنگ یا نفت متفاوت است. اما ممکن است از خود بپرسید که این توربین‌های بادی چگونه کار می‌کنند و آیا می‌توان جهانی داشت که کاملاً به انرژی باد وابسته باشد؟

شما به سادگی می‌توانید بفهمید که این توربین‌ها چگونه عمل می‌کنند. تیغه‌هایی که دور یک روتور قرار دارند، باد را گرفته و انرژی حرکتی آن را به انرژی چرخشی تبدیل می‌کنند. شاید شما با آسیاب‌های بادی قدیمی آشنا باشید که از این انرژی برای آسیاب کردن گندم یا پمپاژ آب استفاده می‌کردند. اما در توربین‌های بادی مدرن، این انرژی چرخشی باعث حرکت ژنراتور و تولید برق می‌شود.

چرا جهت تیغه‌ها در تولید انرژی باد مهم است؟

در اینجا، سه عامل اصلی وجود دارد که میزان انرژی تولیدی توربین‌های بادی را تعیین می‌کند: اندازه و جهت تیغه‌ها، سرعت باد که روتور را به حرکت درمی‌آورد و طراحی آیرودینامیکی تیغه‌ها. به طور کلی، توربین‌های بادی می‌توانند با یک محور عمودی یا افقی طراحی شوند.

تیغه‌های عمودی می‌توانند باد را از تمام جهات دریافت کنند، اما کارایی آن‌ها نسبت به تیغه‌های افقی خیلی کمتر است. تیغه‌های افقی می‌توانند نیروی باد را بهتر جذب کنند، چون در جهت باد قرار می‌گیرند و به سمت آن می‌چرخند.

برای اینکه توربین‌ها با جهت وزش باد هم‌راستا شوند، از سنسورهای باد و سیستم‌های کامپیوتری استفاده می‌شود که به طور خودکار تیغه‌ها را طوری تنظیم می‌کنند که بیشترین انرژی را از باد بگیرند.

چرا شکل تیغه‌ها در تولید انرژی اهمیت دارد؟

شکل تیغه‌ها نقش بسیار مهمی در به حداکثر رساندن انرژی دریافتی از باد دارد. در گذشته، طراحان تیغه‌ها را صاف می‌ساختند، اما حالا مشخص شده که تیغه‌های دارای انحنا، مانند بال‌های هواپیما، کارایی بهتری دارند. زیرا باد بر روی سطح منحنی سریعتر حرکت کرده و باعث ایجاد ناحیه کم‌فشار در بالای تیغه می‌شود که آن را به سمت بالا می‌برد.

همچنین، به دلیل اینکه نیروی بالابرنده به زاویه باد نسبت به تیغه‌ها بستگی دارد، تیغه‌های مدرن دارای پیچ و تاب‌هایی هستند که به بهتر دریافت انرژی کمک می‌کند.

امروزه انرژی باد یکی از کارآمدترین و ارزان‌ترین منابع تولید برق است و سهم بزرگی از انرژی مورد نیاز در سطح جهانی را تأمین می‌کند. با بهبود‌هایی که در پیش‌بینی آب و هوا و باد ایجاد شده و همچنین پیشرفت در زیرساخت‌های شبکه برق و ذخیره انرژی، ممکن است که انرژی باد بتواند تقریباً تمام چالش‌های انرژی ما را برطرف کند و راه‌حلی ساده و مقرون به صرفه در جهان فراهم کند.