ایران جزو 14 سازنده توربین‌های بادی بزرگ‌مقیاس دنیا

‌بومی‌سازی توربین‌‌ با اتکا به‌ دانش‌بنیان‌ها

ایران با توجه به دارا بودن ظرفیت متخصصان جوان و با توجه به تلاش شرکت‌‌های دانش‌بنیان، در حال حاضر یکی از 14 سازنده توربین‌های بادی بزرگ مقیاس دنیا است.

کد خبر: ۴۴۵۳۶۷

تاریخ: ۱۰ خرداد ۱۴۰۱ - ۱۱:۰۷

به گزارش ایران اکونومیست، اگر به فهرست نه چندان پرشمار سازندگان توربین بادی نگاهی کوتاه بیندازید، متوجه خواهید شد که فقط 13 کشور چین، روسیه، ایالات متحده آمریکا، هند، آلمان، کره‌جنوبی، ژاپن، کرواسی، تایوان، فرانسه، دانمارک، برزیل و بلژیک در کنار جمهوری اسلامی ایران توانایی ساخت توربین‌های عظیم بادی را دارند.

به طور کلی اجزای توربین بادی در فناوری‌ها و برند‌های تجاری مختلف آن تقریبا یکسان است. امروزه بیشترین توربین‌های بادی، توربین هایی با محور افقی هستند که در این قسمت اجزا این توربین ها معرفی می شوند. منظور از عبارت محور افقی این است که محور اصلی توربین بادی که نیرو محرکه را تولید می کند موازی محور زمین نصب می‌شود. روتورها (rotor) توربین‌های بادی با محور افقی بر اساس نحوه قرار گیری در جهت باد (رو به باد (upwind) و یا پشت به باد(downwind))، طراحی هاب(hub)، کنترل دور روتور (استال و یا گام(pitch))، تعداد پره ها(blade) (معمولا دو یا سه و حتی پنج پره) و نحوه کنترل جهت توربین با باد، سیستم یاو(yaw) دسته بندی می شوند.

* جزئیاتی از فعالیت توربین‌های بادی

اگر بخواهیم نگاهی جزئی‌تر به فرآیند ساخت اجزا توربین بادی توجه کنیم، چالشی‌ترین قسمت در یک توربین بادی ساخت پره است. در واقع پره‌ها اجسام آیرودینامیکی هستند که وظیفه اصلی استحصال انرژی از جریان باد را به عهده دارند.

پره‌ها به یک عضو مرکزی به نام هاب متصل می‌شوند و هاب حرکت دورانی را به محور اصلی منتقل می‌کند. در توربین‌های جعبه دنده‌دار (gearbox) محور اصلی به یک جعبه دنده افزاینده مرتبط می‌شود که جعبه دنده سرعت دورانی را به سرعت مورد نیاز ژنراتور افزایش می‌دهد(ولی در سیستم های بدون جعبه دنده (direct drive) محور اصلی مستقیما به ژنراتور متصل می شود). پس از جعبه دنده در خط انتقال قدرت یک ترمز دیسکی قرار می‌گیرد. پس از آن نیز ژنراتور توربین در انتهای خط انتقال قدرت قرار می گیرد. در این خط انتقال قدرت بعضا اجزای فرعی چون کلاچ نیز استفاده می‌شود.

*صفرتاصد بومی‌سازی توربین‌های بادی در کشور

با توجه به جزئیات ارائه شده محدود از نحوه فعالیت یک توربین بادی، اجزاء اصلی توربین نظیر، پره، شفت اصلی، ژنراتور، سیستم کنترل و پایش، شاسی یا ناسل فریم، سیستم الکترونیک قدرت و برج به طور 100 درصدی در شرکت‌های داخل کشور تولید  می‌شوند.

در همین راستا، روش تولید pre-perg و روش تولید vacuum infusion در کشور برای تولید پره مد نظر قرار گرفته است. در شیوه تولید vacuum infusion، ، لایه چینی به صورت خشک صورت می‌گیرد و بعد از تحت خلاء قرار گرفتن الیاف، عملیات تزریق رزین و نهایتا پخت انجام می‌شود. این تکنولوژی نیز در حال حاضر کاملا بومی شده و در حال بهره برداری خواهد بود.

در بخش شفت اصلی، با توجه به طراحی درایوترین‌های توربین بادی شفت اصلی می‌تواند از جنس چدن و یا از جنس فولاد در نظر گفته شود. در نوع چدنی نیز این شفت‌ها عمدتا از چدن GGG تولید شده و می تواند از لحاظ هندسی مانند شفت‌های فورج بوده و یا متناسب با نوع طراحی طول کوچکتری داشته باشد.

ژنراتورهای توربین بادی نیز انواع متفاوتی از جمله ژنراتور تغذیه دو سویه  DFIG، ژنراتور مغناطیس دائم  PMSG ( دور بالا و دور پائین)، ژنراتورهای دور پائین EESG و ژنراتورهای آسنکرون که در مدلهای قدیمی تر استفاده می‌شدند. بر این اساس در حال حاضر ژنراتور های تغذیه دو سویه بومی‌سازی شده‌اند و در مورد مغناطیس دائم  دور بالا نیز برنامه ساخت داخل دنبال می‌شود.

بر این اساس بومی سازی سیستم کنترل و پایش نیز با تکمیل فرآیند سیستم پیچ و یاو به طور کامل انجام شده و همچنین در بخش شاسی نیز فریم اصلی توربین بادی به صورت سازه فلزی و صد در صد ساخت داخل است و قسمت‌هایی مانند منطقه نشیمن ژنراتور و یا فریم مربوط به کرین‌ها و ساپورت نگهدارنده کاور توربین بادی به راحتی از طریق سازه فلزی قابل تولید هستند.

در حوزه سیستم الکترونیک قدرت، مبدل ها در توربین های بادی نقش اساسی داشته و در دو نوع مبدل‌های Partial و مبدل‌های Full ساخته می شوند، در این راستا مبدل‌های Full کل توان تولید شده توسط ژنراتور تغییر یافته  و با فرکانس ثابت تحویل شبکه می‌دهند. بر این اساس مبدل‌های نوع اول در مقیاس مگاواتی در حال حاضر بومی سازی شده و تمرکز بر ساخت نوع دوم نیز در دستور کار قرار گرفته است.

در نهایت نیز، برجهای توربین بادی با انواع مختلف نظیر برج  های فلزی استوانه‌ای  Tubular steel tower، برج‌های فلزی خرپایی Lattice tower، برج‌های کاملا بتنی Concrete tower و برج‌های هیبریدی وجود دارد که در این بهش نیز برج‌های استوانه‌ای در داخل کشور بومی سازی شده‌اند.

*گام بلند دولت به سوی توسعه نیروگاه‌های بادی

با توجه به جزئیات مطرح شده از روند ساخت داخل توربین بادی، ایران با این فناوری می‌تواند مناطق بیشمار مستعد استحصال انرژی از باد کشور را شکوفا کرده و گام بلندی در تامین برق برداشته شود.

در این راستا مطابق برنامه بلند مدت وزارت نیرو، روند توسعه نیروگاه‌های بادی که هم اکنون با 4 نیروگاه عظیم در حال توسعه است با موافقت‌نامه شورای اقتصادی برای نصب 4 هزار مگاوات توربین دیگر توسعه پیدا خواهد کرد.