انرژی بادوخورشیدی

چكيده:

كمبودسوختهايفسيلي،افزايشقيمتآنهاوايجادآلودگیهايزيستمحيطي،موجبشدهاستكهكشورهايپيشرودراستفادهازانرژيتمايلزياديبهمنابعانرژيتجديدپذيروپاكبهويژهانرژيخورشيدي،انرژيژئوترمالوانرژيبادداشتهباشند.استفادهازاين

منابعانرژيوبهويژهدراروپاوامريكايشماليتوسعهزيادييافتهاست.كشورآلمانهماكنون12 %ازانرژيموردنيازخودراازمزارع باديتأمينميكندوقصدداردتاسال2020حدود10000مگاواتبرقباديدرهرسالتوليدكند،كهاينمقدارحدود20 %ازمجموع انرژيموردنيازاينكشوراست.بيشتراينانرژيهمازمزارعباديآبهايساحليوسواحلبهدستخواهدآمد،زيراكهسرعتوزشبادبررويآبهابيشتروبادوامترازخشكيهااست.

جزيرهكيشدرجنوبكشورايرانودرآبهايساحليخليجفارسدرمجاورتاستانهرمزگانواقعشدهاست.براساسبررسيآمار3متربرثانيه)استحداكثرسرعتبادثبتشده/ 8گره( 3 /ساعتهباددرايستگاهجزيرهكيش،متوسطسالانهسرعتباددراينجزيره6

23متربرثانيه)است. /دراينايستگاه47گره( 5

54 %زمانها/ 45 %زمانهايثبت،سرعتبادصفرياكمتراز8گرهبودهاستكهبراياستفادهازانرژيباديمناسبنيست.امادر3 /در7

40 %زمانهاسرعتبادبين8تا/سرعتبادبالاتراز8گرهبودهوبراياستفادهازانرژيباديبرايحركتتوربينمناسببودهاست.در2

16گره،در13 %زمانهابين16تا24گرهودر1%زمانهابالاتراز24گرهبودهاست.جهتوزشبادهايباسرعتبالاتراز8گرههمدر

اينايستگاهبيشترجهتغربياستودربيشترزمانهايسالجهتوزشباددرايستگاهجزيرهكيشدارايثباتاست.

باتوجهبهوزشبادهايباسرعتبالاوجهتثابتدرطولسالوهمچنينوجودسواحلكمعمقدرحاشيهاينجزيره،ميتوانبااحداث

مزارعباديآبهايساحليدراطرافجزيرهكيشازانرژيبادبهمنظورتوليدبرقموردنيازاينجزيرهدربيشترزمانهايسالاستفاده

نمودوكمكزياديبهحفظمحيطزيستجزيرهكيشوكلخليجفارسوتوسعهپايداردراينمنطقهنمود.

واژگان كليدي: جزيرهكيش،انرژيباد،مزارعباديآبهايساحلي،سرعتوزشباد،سمتوزشباد

مقدمه:

استفادهازانرژيباددارايسابقهطولانياست.اولينماشينهايباديدرقرنهفتمقبلازميلاددرنقاطمرتفع

افغانستانبرايخردكردنغلاتبهكارميرفتند.اولينآثارماشينهايباديدرايران،تبتوچيندرحدود1000

سالقبليافتشدهاست.ماشينهايباديازايرانوخاورميانهبهكشورهاياطرافدريايمديترانهواروپايمركزي

راهيافت.اولينماشينهايباديدرانگلستاندرحدودسال1150،فرانسه1180،فنلاند1190،آلمان1222ودر

دانماركدر1259ميلاديپديدارشدند.اينتوسعهسريعدراثرجنگهايصليبيبودكهموجبانتقالدانش

(Ackermann, T & Soeder,ماشينهايباديازايرانبهاروپاشد. ( 2002

1

درحالحاضروبراساسگزارشانجمنجهانيانرژيباد،درپايانسال2008ميلاديظرفيتتوربينهاينصبشده

درسراسرجهانبه121188مگاواترسيدهاستوپيشبينياينانجمنبرايسال2010توليدسالانه190000

(Word Wind Energy Report 2008,مگاواتبرقبادياست. ( 2009

دراروپا،كارائيماشينهايباديدرقرنهايدوازدهتانوزدهميلاديبهسرعتتوسعهيافت.دراواخرقرننوزدهم،

ماشينهايبادياروپاييدارايمحورچرخندهبهقطر25متروبدنهايبهقطر30مترشد.درهلند90درصدازانرژي

موردنيازصنايعازبادبود.صنعتيشدنموجبكاهشماشينهايباديشد،بااينحالدرسال1904باد11درصداز

انرژيصنايعهلندراتأمينمينمودودرآلمان18000واحدانرژيبادنصبشد.همزمانباكاهشماشينهايبادي

دراروپا،دانشاينماشينهابهامريكايشماليمنتقلشد.ماشينهايباديكوچكبرايپمپاژآببراياحشام

عموميتزيادييافت.اينماشينهابهطوركاملخودتنظيمبودندونيازيبهمراقبتنداشتند.صفحهچرخانآنهادر

(Patel, M. R,جهتيكهبيشترينسرعتوزشبادوجوددارد،قرارميگرفت. ( 1999

آبهايساحليازجملهبهترينمناطقبراينصبتوربينهايبادياست.دراينمناطقسرعتبادنسبتبهخشكيها بالاتراستزيرااصطكاكهواباآبنسبتبهاصطكاكهواباخشكيكمتراست.بهطوريكهدولتآلمانقصدداردتاسال2020حدود10000مگاواتبرقازمزارعباديآبهايساحليخودتوليدكند،اينميزانبرقبرابربابرقتوليدي ازسويدهنيروگاهاتمياست.باتوجهبهوضعيتباددرآبهايآلمان،قراراستسهمبرقتوليديازانرژيباديدراينكشوراز12درصددرحالحاضربه20درصدافزايشيابدواينانرژيسازگارباطبيعت،وابستگياينكشوربه وارداتانرژيراكاهشدهد.

آبهايكمعمقخليجفارسوساحلجزيرههاياينمنطقهمكانبسيارمناسبيبراينصبتوربينهايباديهستند.

درمناطقيكهدارايبادمداوموباسرعتبالاي8گره 4)متربرثانيه(هستندميتوانازتوربينهايباديبراي مصارفگوناگوناستفادهنمود.يكيازاينمصارفپمپاژآبكشاورزياست،پمپاژآبازچاههاتوسطانرژيبادهمبه روشمستقيمبااستفادهازپمپاژمكانيكيوهمبهروشغيرمستقيمباتوليدانرژيبرقباديممكناست.پمپاژ

مكانيكيآبارزاناستودرسرعتهايپايينبادانجامميشودوهزينهنگهداريوتعميراتچندانزياديندارد.اماتوليدانرژيبرقباديهمهزينههايزياديداردوهمبهبادهايباسرعتبالاترنيازدارد،همچنيننگهداريوتعميرتوربينوژنراتوربههزينهزيادونيرويمتخصصنيازدارد،بااينحالانرژيالكتريكيتوليدشدهباتوربينهايباديدارايمصارفگوناگوناستوقابليتذخيرهسازيهمدارد.

دربررسيوضعيتباددرايستگاههايسينوپتيككشورطيسالهاي1981تا1985ميلاديمشخصشدكهدركلكشورايستگاهزابل(منطقهسيستان(بهترينشرايطرابراياحداثمزارعباديداردپسازمنطقهسيستان،سواحلخليجفارسوآبهايساحلياينمنطقهشرايطبسيارمطلوبيبراينصبتوربينهايباديدارند

داده ها و رو ش شناسي

برايبررسيوضعيتباددرجزيرهكيشازآمار3ساعتهسرعتبادطيسالهاي1976تا2005ميلاديدرايستگاه سينوپتيكجزيرهكيشاستفادهشد،باتوجهبهاينكهمتخصصانسرعتبالاي8گرهرابراياستفادهازانرژيباديمناسبميدانند

زمانهاييكهدراينايستگاههاسرعتبالاي8گرهوجوددارداستخراجشدودورهزمانياستفادهازانرژيباديدراين جزيرهمشخصگرديد.

بحث:

ايستگاهجزيرهكيشدرجنوبكشورودرآبهايساحليخليجفارسدراستانهرمزگاندرارتفاع30متريازسطح آبهايآزادواقعشدهاست.براساسميانگينهايبلندمدتماهانهسرعتباددركيش،ماههايفوريه،مارس،آوريل،ميوژوئندارايمتوسطسرعتبالاي8گرههستندودرديگرماههايسالهمسرعتمتوسطحدود6گرهيابالاتراست.براساسايناطلاعاتزمستانوبهاردركيشبادخيزترينزمانهاهستندواواخرتابستانواوايلپاييزسرعتباددرپايينترينمقدارخودقراردارد. 

Monthly mean wind speed in Kish                           

                                شكلشماره                                                             1:      متوسطبلندمدت ماهانه سرعت بادايستگاه جزيره كيش    

بهواقعدرماههايفوريه،مارس،آوريل،ميوژوئنميانگينسرعتبادبالاتراز8گرهاستوبرايتوليدبرقبادي مناسباستودرديگرماههايسالهمدربخشهاييازشبانهروزسرعتبادبهبالاتراز8گرهميرسد.

بررسيجهتوزشبادغالبماهانهدرجزيرهكيشنشانميدهدكهدرتمامطولسالبادغالبدارايجهتغربي است.همچنينمتوسطجهتوزشبادماهانههمدردهماهسالبين260تا300درجه غربي متغيراستوفقطدرماههايجولايوآگوستدارايجهت190تا210درجهجنوبي است.

4متر/ 8گره( 3 /براساسبررسيآمار3ساعتهباددرايستگاهجزيرهكيش،متوسطسالانهسرعتباددراينايستگاه6برثانيه)استكهازايننظرايستگاهجزيرهكيشدررتبهپنجمكشورپسازايستگاههايمنجيل،زابل،رفسنجانمتربرثانيه)است.در7 /خوربيرجندقراردارد.حداكثرسرعتبادثبتشدهدراينايستگاه47گره( 5

%54/زمانهايثبت،سرعتبادصفرياكمتراز8گرهبودهاستكهبراياستفادهازانرژيباديمناسبنيست.امادر3

زمانهاسرعتبادبالاتراز8گرهبودهوبراياستفادهازانرژيباديبرايحركتتوربينمناسببودهاستازنظر

40 %زمانهاسرعتبادبين/زمانهايباسرعتبالاتراز8گرهايستگاهجزيرهكيشدررتبههفتمكشورقراردارد.در2

( 8تا16گره،در13 %زمانهابين16تا24گرهودر1%زمانهابالاتراز24گرهبودهاست. (شكلشماره2

KISH

                                    شكلشماره2:هيستوگرامسرعتباددرايستگاهجزيرهكيش

بررسيجهتوزشباددرزمانهاييكهسرعتباداز8گرهبيشتربودنشاندادكهوزشبادهايسريعدراينجزيره

داراييكجهتاصليويكجهتفرعيمخالفهمديگراستدرحدود47 %مواردجهتوزشبادبينزاويه270تا

310درجهبودهاستودر18 %مواردجهتوزشبادبين90تا120درجهبودهاست.درواقعميتوانبياننمودكه

(سريعترينبادهادرجزيرهكيشداراييكجهتاصلي(غربي)ويكجهتفرعي(شرقي)است. (شكلشماره3و4

ازنظرجهتوزشبادهايسريع،ازآنجاكهدر47 %مواردجهتثابتاست،براياستفادهجهتتوليدبرقباديمناسب

است.

                           شكلشماره3:هيستوگرامجهتوزشباددرايستگاهجزيرهكيش

                             
 شكلشماره 4::جهتهاياصليوزشباددرجزيرهكيش

مهمترينرژيميكهدربررسيسريزمانيسرعتوزشباددرايستگاهجزيرهكيشمشاهدهميشود،رژيمروزانهاست

بهاينترتيبكهدرساعت3گرينويچ( 6صبحبهوقترسميايران)بادكمترينسرعتخودراداردودرساعت15

گرينويچ( 6عصربهوقترسميايران)سرعتبادبهحداكثرخودميرسد.اختلافسرعتبادهنگامصبحوعصرحدود

6گرهاست.بهطوريكهسرعتبادهنگامصبححدود2تا5گرهوهنگامعصرحدود7تا12گرهاستوبهاين

ترتيبمشاهدهميشودكهدرچندساعتازشبانهروزيعنيازحدودساعت3عصرتا9عصرسرعتوزشبادتوان

لازمبرايحركتتوربينهايباديرادارد.

رژيمقابلمشاهدهديگردرايستگاهجزيرهكيشرژيمسالانهاست،بهاينترتيبكهسرعتباددرماههايسپتامبرو

اكتبردرپايينترينحدخودميباشدودرنوامبرسرعتبادبهطورقابلتوجهيزيادميشودودرفوريهومارسبه

حداكثرخودميرسدوسرعتهايبالاتاماهژوئنادامهمييابدوپسازآنسرعتبادرژيمنزوليطيميكند. (شكل

شماره5)درماههاينوامبرتاژوئندربيشترمواقعروزسرعتبادبالاتراز8گرهاستودرديگرماههايسالهم

هنگامعصرسرعتبادبهبالاتراز 8گرهميرسد.

                             شكلشماره5:ميانگين10سالهسرعتباددرفاصلهزماني3ساعتهدركيش

نتيجه گيري:

انرژيبادازجملهانرژيهاينووتجديدپذيراستكهاستفادهازآنبهمنظورتوليدبرقباديسرعتروبهرشدبالايي

رانشانميدهد.طيسالهاياخيراستفادهازاينانرژيدرايرانبهويژهمنطقهمنجيلشروعشدهاست،وليدر

ديگرنقاطكشورفعاليتچندانيدراينزمينهصورتنگرفتهاست.

باتوجهبهاينكهدربيشتركشورهايجهانبيشتريناستفادهازانرژيبادازمزارعباديآبهايساحليوسواحلصورت

ميگيردوبهواقعآبهايكمعمقبهترينشرايطرابراياستفادهازانرژيباددارند،لذاتوجهبهاينامربرايحفظ

محيطزيستدرياييكشورايرانبسيارقابلتوجهاست.

جزيرهكيشدرتمامطولسالدربخشهاييازروز(ظهرتاشب)دارايتوانتوليدانرژيبرقبادياستالبتهبهترين

زمانهابرايتوليدبرقباديدراينجزيرهماههاينوامبرتاژوئناستكههمسرعتوزشبادبالااستوهمجهت

وزشباددارايثباتاستودربيشترمواقعازجهتغربيميوزد.باتوجهبهبالابودندمادراينزمان،استفادهاز

انرژيباديبايدموردتوجهقرارگيرد.