نیروگاه بادی، پایدارتر از نیروگاه حرارتی، ارزان‌تر از نیروگاه خورشیدی؛ «روزنامه دریایی سرآمد» گزارش می‌دهد
مزرعه‌های بادی نجات بخش از سوخت‌های فسیلی
گروه انرژی پاک - مزرعه یا نیروگاه بادی به مجموعه‌ای از توربین‌های بادی گفته می‌شود که به عنوان یک نیروگاه تولید برق متصل به شبکه، کار می‌کند به‌نحوی که یک مزرعه‌ی بادی اغلب بیش‌از ۳ توربین بادی دارد و در حالت مدرن می‌تواند صدها مگاوات برق تولید کند و در خشکی یا اطراف ساحل ساخته شود.
به گزارش اقتصادسرآمد، با توجه به محدودیت منابع و آلودگی‌های زیست‌محیطی سوخت‌های فسیلی برای تولید برق در نیروگاه‌های حرارتی، کشورهای مطرح دنیا از انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر ازجمله نیروگاه‌های بادی برای تولید الکتریسیته استفاده می‌کنند که مزایای فراوانی از لحاظ توسعه سرمایه‌گذاری، حفاظت محیط زیست و حفظ منابع فسیلی نسبت به مصرف منابع انرژی تجدیدناپذیر دارد.
بر اساس گزارش ایسنا، انرژی باد برخلاف انرژی حاصل از سوخت‌های فسیلی؛ تمیزتر، تجدیدپذیر و پایدارتر است و در مقایسه با پنل‌ها و سلول‌های خورشیدی، هزینه کمتری در پی دارد، همین ویژگی‌ها نیز باعث شده تا روند رشد صنعت نیروگاه‌های بادی در جهان نسبت به گذشته افزایش چشمگیری داشته باشد.
در روند رشد صنعت نیروگاه‌های بادی در جهان، مزارع بادی باید با کمک تنظیم ولتاژ و فرکانس در سیستم تولید و توزیع برق به حفظ پایداری سیستم انرژی کمک کنند. در همین راستا مزارع بادی معمولا در مناطقی ساخته می‌شوند که در آنجا باد به‌طور منظم و با شدت می‌وزد، طی این فرایند ابتدا حجم زیاد باد پره‌های توربین‌های این مزارع را می‌چرخاند، سپس توربین‌ها انرژی باد را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کنند و انرژی مکانیکی توسط ژنراتورها به الکتریسیته تبدیل می‌شود.
به‌طور کلی مزارع بادی را می‌توان به دو دسته خشکی و فراساحلی تقسیم کرد:
مزارع بادی زمینی
مزارع بادی خشکی یا زمینی معمولا در مناطق روستایی با منابع بادی خوب قرار دارند، این نوع از نیروگاه‌ها مزایایی دارند که مهم‌ترین آنها دسترسی ساده‌تر برای ساخت‌وساز و نگهداری؛ هزینه‌های اولیه پایین‌تر نسبت به نیروگاه‌های فراساحلی؛ منبعی حمایتی برای صاحبان زمین نیروگاه است، با این حال ممکن است برخی از جوامع محلی نیروگاه زمینی را منبع آلودگی بصری یا صوتی بدانند.
نیروگاه بادی فراساحلی
مزارع بادی فراساحلی در کنار آب‌های بزرگ ساخته می‌شوند و از نیروی عظیم باد در این محیط‌های آبی گسترده استفاده می‌کنند. این دسته از انواع نیروگاه بادی همیشه باد شدید و بدون مانع در اطراف آن‌هاست که این ویژگی باعث می‌شود نیروگاه بادی فراساحلی انرژی جنبشی بیشتری را به الکتریسیته تبدیل کند، به‌علاوه سروصدا و تأثیر بصری این نیروگاه بر جوامع محلی کمتر است، با این حال نیروگاه‌های بادی ساحلی هزینه نصب و نگهداری بیشتری دارند و شرایط محیطی سخت‌تری برای نصب تجهیزات دارند.
مزایای تولید برق در نیروگاه‌های بادی
مزارع بادی معمولا جهت تأمین انرژی تجدیدپذیر برای شبکه برق ساخته می‌شوند. مقدار برقی که یک نیروگاه بادی می‌تواند تولید کند به میانگین سرعت باد در منطقه مزرعه و تعداد کل توربین‌های نصب شده در نیروگاه بستگی دارد. اهداف کوتاه‌مدتی که این نیروگاه‌ها دنبال می‌کنند عبارت‌اند از: تولید انرژی تجدیدپذیر قابل‌مصرف خانگی و تجاری؛ جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ یا انرژی تولیدشده در نیروگاه گازی؛ تبدیل‌شدن به منبع درآمدی برای صاحبان زمین و کشاورزانی که زمین خود را برای احداث نیروگاه اجاره می‌دهند.افتتاح انواع نیروگاه بادی اهداف بلندمدتی هم دارد که مهم‌ترین آنها عبارتند از: کمک به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای که به تغییرات اقلیمی می‌انجامند؛ هنگام تولید انرژی بادی دی‌اکسیدکربن یا سایر آلاینده‌ها منتشر نمی‌شود؛ با استفاده از انواع نیروگاه بادی برای تولید برق می‌توان به کاهش اتکا به سوخت‌های فسیلی کمک کرد و تأثیر مثبتی بر محیط زیست گذاشت.
مزارع بادی، منابع اصلی تولید برق آینده جهان
طبق آخرین آمارهای منتشر شده در سال ۲۰۲۴، چین در زمینه رشد صنعت نیروگاه‌های بادی در جهان مقام اول را دارد و یک‌سوم انرژی بادی جهان را تولید می‌کند. چین میزبان بزرگترین مزرعه بادی خشکی در جهان است و به‌تنهایی نیروگاه واقع‌شده در استان گانسو ظرفیت تولید ۷۹۶۵۰ مگاوات انرژی را دارد.
آمریکا با ظرفیت توربین‌های بادی برای تولید ۷۴۴۷۱ مگاوات انرژی، بعد از چین در رتبه دوم قرار دارد و توانسته ۶ پروژه از ۱۰ پروژه بادی خشکی در جهان را در خاک خود جای دهد. این مزارع بادی شامل مرکز انرژی بادی آلتا در کالیفرنیا می‌شوند که دومین مزرعه بادی خشکی در جهان است و ۱۵۴۸ مگاوات ظرفیت دارد.
آلمان در رتبه سوم قرار دارد و با توجه به کمتر بودن جمعیت این کشور در مقایسه با آمریکا و چین، همین پیشرفت نیز بسیار چشمگیر است.
هند در زمینه رشد صنعت نیروگاه‌های بادی در جهان، مقام چهارم را به خود اختصاص داده است. کشورهای هند و چین تنها کشورهای آسیایی محسوب می‌شوند که در فهرست برترین کشورهای تولیدکننده انرژی بادی هستند.
امکان تامین یک‌سوم برق کشور در نیروگاه بادی سنگان
در کشور ما نیز از انواع نیروگاه بادی بهره‌برداری می‌شود، یکی از نمونه‌های موفق، «نیروگاه بادی سنگان در منطقه خواف در استان خراسان جنوبی» قرار دارد. این منطقه یکی از مناطق بادخیز ایران و خاورمیانه محسوب می‌شود که اگر از ظرفیت جغرافیایی این منطقه کاملا بهره‌برداری شود، می‌توان یک‌سوم از برق موردنیاز در ایران را تأمین کرد، همین ویژگی‌های جغرافیایی سبب شده که بزرگترین نیروگاه بادی ایران یعنی نیروگاه بادی سنگان در این منطقه احداث شود.
این نیروگاه بادی توسط شرکت صنایع انرژی‌های پاک فولاد(صناپ) راه‌اندازی شده و ۴۰ توربین دارد که حداکثر توان هر یک از آنها ۵ مگاوات است. نیروگاه بادی سنگان این قابلیت را دارد که هر سال ۵۰۰ هزار تن آلایندهCO2 را کاهش دهد. ظرفیت کلی تولید برق در این نیروگاه بادی ۲۰۰ مگاوات است که این میزان الکتریسیته می‌تواند انرژی موردنیاز ۱۵۰ هزار واحد مسکونی را تأمین کند، به عبارت دیگر با میزان برق تولیدی در این نیروگاه می‌توان ۵ میلیون لامپ ۴۰ واتی و ۷۰۰ هزار دستگاه یخچال فریزر را روشن کرد.
مشارکت ۱۰ سرمایه‌گذار برای ساخت ۱۵۷۰ مگاوات نیروگاه بادی
در ۴ استان
بازگشایی پاکت مناقصه عمومی ساخت نیروگاه‌های بادی به ظرفیت ۱۹۷۰ مگاوات در چهار استان خراسان رضوی، خراسان جنوبی، سیستان و بلوچستان و قزوین روز یکشنبه ۳ تیر ۱۴۰۳ در سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری برق ایران (ساتبا) انجام شد. در همین راستا، «علیرضا پرنده مطلق، معاون فنی و مهندسی ساتبا» از برگزاری این مناقصه عمومی خبر داد و گفت: «پروژه‌های احداث نیروگاه بادی در ۳۴ ساختگاه به مناقصه گذاشته شد که سرمایه‌گذاران منتخب از میان آنها به ساخت ۱۵۷۰ مگاوات نیروگاه بادی در ۲۶ ساختگاه متمایل شدند.»
وی با اشاره با این‌که ۱۰ شرکت بخش خصوصی هر کدام حداقل در یک ساختگاه در این مناقصه برنده شدند، گفت: «در مجموع بیشترین ظرفیت واگذار شده متعلق به یک شرکت در میل نادر با ظرفیت ۵۰۰ مگاوات و یک شرکت با ظرفیت ۵۰۰ مگاوات به تفکیک ۲۵۰ مگاوات در خراسان رضوی و ۲۵۰ مگاوات در خراسان جنوبی است. استان خراسان رضوی با ظرفیت ۷۲۰ مگاوات در ۱۴ ساختگاه بیشترین ظرفیت برای ساخت نیروگاه‌های بادی را در این مناقصه به خود اختصاص داد که همه این ظرفیت توسط سرمایه‌گذاران انتخاب و واگذار شد.»با توجه به موارد فوق و علی‌رغم صدور مجور احداث نیروگاه بادی سه هزار مگاواتی، لازم به ذکر است که مطابق ظرفیت بالای کشور در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر و بر اساس برنامه ششم توسعه، باید سالانه ۱۰۰۰ مگاوات و هر ماه یک نیروگاه ۷۵ مگاواتی بادی در کشور نصب و راه‌اندازی شود؛ به عبارتی سهم قابل‌توجهی از تولید برق کشور باید بر دوش نیروگاه‌های بادی و خورشیدی قرار گیرد تا از مصرف بی‌رویه سوخت فسیلی در نیروگاه‌های حرارتی جلوگیری شود. با این‌حال امیدواریم در این حوزه نیز طی تعاملات بین‌المللی با کشورهای پیشرفته‌ی منطقه و جهان، بتوانیم زیرساخت‌های انرژی کشور را توسعه دهیم.
به گزارش اقتصادسرآمد، با توجه به محدودیت منابع و آلودگی‌های زیست‌محیطی سوخت‌های فسیلی برای تولید برق در نیروگاه‌های حرارتی، کشورهای مطرح دنیا از انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر ازجمله نیروگاه‌های بادی برای تولید الکتریسیته استفاده می‌کنند که مزایای فراوانی از لحاظ توسعه سرمایه‌گذاری، حفاظت محیط زیست و حفظ منابع فسیلی نسبت به مصرف منابع انرژی تجدیدناپذیر دارد.
بر اساس گزارش ایسنا، انرژی باد برخلاف انرژی حاصل از سوخت‌های فسیلی؛ تمیزتر، تجدیدپذیر و پایدارتر است و در مقایسه با پنل‌ها و سلول‌های خورشیدی، هزینه کمتری در پی دارد، همین ویژگی‌ها نیز باعث شده تا روند رشد صنعت نیروگاه‌های بادی در جهان نسبت به گذشته افزایش چشمگیری داشته باشد.
در روند رشد صنعت نیروگاه‌های بادی در جهان، مزارع بادی باید با کمک تنظیم ولتاژ و فرکانس در سیستم تولید و توزیع برق به حفظ پایداری سیستم انرژی کمک کنند. در همین راستا مزارع بادی معمولا در مناطقی ساخته می‌شوند که در آنجا باد به‌طور منظم و با شدت می‌وزد، طی این فرایند ابتدا حجم زیاد باد پره‌های توربین‌های این مزارع را می‌چرخاند، سپس توربین‌ها انرژی باد را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کنند و انرژی مکانیکی توسط ژنراتورها به الکتریسیته تبدیل می‌شود.
به‌طور کلی مزارع بادی را می‌توان به دو دسته خشکی و فراساحلی تقسیم کرد:
مزارع بادی زمینی
مزارع بادی خشکی یا زمینی معمولا در مناطق روستایی با منابع بادی خوب قرار دارند، این نوع از نیروگاه‌ها مزایایی دارند که مهم‌ترین آنها دسترسی ساده‌تر برای ساخت‌وساز و نگهداری؛ هزینه‌های اولیه پایین‌تر نسبت به نیروگاه‌های فراساحلی؛ منبعی حمایتی برای صاحبان زمین نیروگاه است، با این حال ممکن است برخی از جوامع محلی نیروگاه زمینی را منبع آلودگی بصری یا صوتی بدانند.
نیروگاه بادی فراساحلی
مزارع بادی فراساحلی در کنار آب‌های بزرگ ساخته می‌شوند و از نیروی عظیم باد در این محیط‌های آبی گسترده استفاده می‌کنند. این دسته از انواع نیروگاه بادی همیشه باد شدید و بدون مانع در اطراف آن‌هاست که این ویژگی باعث می‌شود نیروگاه بادی فراساحلی انرژی جنبشی بیشتری را به الکتریسیته تبدیل کند، به‌علاوه سروصدا و تأثیر بصری این نیروگاه بر جوامع محلی کمتر است، با این حال نیروگاه‌های بادی ساحلی هزینه نصب و نگهداری بیشتری دارند و شرایط محیطی سخت‌تری برای نصب تجهیزات دارند.
مزایای تولید برق در نیروگاه‌های بادی
مزارع بادی معمولا جهت تأمین انرژی تجدیدپذیر برای شبکه برق ساخته می‌شوند. مقدار برقی که یک نیروگاه بادی می‌تواند تولید کند به میانگین سرعت باد در منطقه مزرعه و تعداد کل توربین‌های نصب شده در نیروگاه بستگی دارد. اهداف کوتاه‌مدتی که این نیروگاه‌ها دنبال می‌کنند عبارت‌اند از: تولید انرژی تجدیدپذیر قابل‌مصرف خانگی و تجاری؛ جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ یا انرژی تولیدشده در نیروگاه گازی؛ تبدیل‌شدن به منبع درآمدی برای صاحبان زمین و کشاورزانی که زمین خود را برای احداث نیروگاه اجاره می‌دهند.افتتاح انواع نیروگاه بادی اهداف بلندمدتی هم دارد که مهم‌ترین آنها عبارتند از: کمک به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای که به تغییرات اقلیمی می‌انجامند؛ هنگام تولید انرژی بادی دی‌اکسیدکربن یا سایر آلاینده‌ها منتشر نمی‌شود؛ با استفاده از انواع نیروگاه بادی برای تولید برق می‌توان به کاهش اتکا به سوخت‌های فسیلی کمک کرد و تأثیر مثبتی بر محیط زیست گذاشت.
مزارع بادی، منابع اصلی تولید برق آینده جهان
طبق آخرین آمارهای منتشر شده در سال ۲۰۲۴، چین در زمینه رشد صنعت نیروگاه‌های بادی در جهان مقام اول را دارد و یک‌سوم انرژی بادی جهان را تولید می‌کند. چین میزبان بزرگترین مزرعه بادی خشکی در جهان است و به‌تنهایی نیروگاه واقع‌شده در استان گانسو ظرفیت تولید ۷۹۶۵۰ مگاوات انرژی را دارد.
آمریکا با ظرفیت توربین‌های بادی برای تولید ۷۴۴۷۱ مگاوات انرژی، بعد از چین در رتبه دوم قرار دارد و توانسته ۶ پروژه از ۱۰ پروژه بادی خشکی در جهان را در خاک خود جای دهد. این مزارع بادی شامل مرکز انرژی بادی آلتا در کالیفرنیا می‌شوند که دومین مزرعه بادی خشکی در جهان است و ۱۵۴۸ مگاوات ظرفیت دارد.
آلمان در رتبه سوم قرار دارد و با توجه به کمتر بودن جمعیت این کشور در مقایسه با آمریکا و چین، همین پیشرفت نیز بسیار چشمگیر است.
هند در زمینه رشد صنعت نیروگاه‌های بادی در جهان، مقام چهارم را به خود اختصاص داده است. کشورهای هند و چین تنها کشورهای آسیایی محسوب می‌شوند که در فهرست برترین کشورهای تولیدکننده انرژی بادی هستند.
امکان تامین یک‌سوم برق کشور در نیروگاه بادی سنگان
در کشور ما نیز از انواع نیروگاه بادی بهره‌برداری می‌شود، یکی از نمونه‌های موفق، «نیروگاه بادی سنگان در منطقه خواف در استان خراسان جنوبی» قرار دارد. این منطقه یکی از مناطق بادخیز ایران و خاورمیانه محسوب می‌شود که اگر از ظرفیت جغرافیایی این منطقه کاملا بهره‌برداری شود، می‌توان یک‌سوم از برق موردنیاز در ایران را تأمین کرد، همین ویژگی‌های جغرافیایی سبب شده که بزرگترین نیروگاه بادی ایران یعنی نیروگاه بادی سنگان در این منطقه احداث شود.
این نیروگاه بادی توسط شرکت صنایع انرژی‌های پاک فولاد(صناپ) راه‌اندازی شده و ۴۰ توربین دارد که حداکثر توان هر یک از آنها ۵ مگاوات است. نیروگاه بادی سنگان این قابلیت را دارد که هر سال ۵۰۰ هزار تن آلایندهCO2 را کاهش دهد. ظرفیت کلی تولید برق در این نیروگاه بادی ۲۰۰ مگاوات است که این میزان الکتریسیته می‌تواند انرژی موردنیاز ۱۵۰ هزار واحد مسکونی را تأمین کند، به عبارت دیگر با میزان برق تولیدی در این نیروگاه می‌توان ۵ میلیون لامپ ۴۰ واتی و ۷۰۰ هزار دستگاه یخچال فریزر را روشن کرد.
مشارکت ۱۰ سرمایه‌گذار برای ساخت ۱۵۷۰ مگاوات نیروگاه بادی
در ۴ استان
بازگشایی پاکت مناقصه عمومی ساخت نیروگاه‌های بادی به ظرفیت ۱۹۷۰ مگاوات در چهار استان خراسان رضوی، خراسان جنوبی، سیستان و بلوچستان و قزوین روز یکشنبه ۳ تیر ۱۴۰۳ در سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری برق ایران (ساتبا) انجام شد. در همین راستا، «علیرضا پرنده مطلق، معاون فنی و مهندسی ساتبا» از برگزاری این مناقصه عمومی خبر داد و گفت: «پروژه‌های احداث نیروگاه بادی در ۳۴ ساختگاه به مناقصه گذاشته شد که سرمایه‌گذاران منتخب از میان آنها به ساخت ۱۵۷۰ مگاوات نیروگاه بادی در ۲۶ ساختگاه متمایل شدند.»
وی با اشاره با این‌که ۱۰ شرکت بخش خصوصی هر کدام حداقل در یک ساختگاه در این مناقصه برنده شدند، گفت: «در مجموع بیشترین ظرفیت واگذار شده متعلق به یک شرکت در میل نادر با ظرفیت ۵۰۰ مگاوات و یک شرکت با ظرفیت ۵۰۰ مگاوات به تفکیک ۲۵۰ مگاوات در خراسان رضوی و ۲۵۰ مگاوات در خراسان جنوبی است. استان خراسان رضوی با ظرفیت ۷۲۰ مگاوات در ۱۴ ساختگاه بیشترین ظرفیت برای ساخت نیروگاه‌های بادی را در این مناقصه به خود اختصاص داد که همه این ظرفیت توسط سرمایه‌گذاران انتخاب و واگذار شد.»با توجه به موارد فوق و علی‌رغم صدور مجور احداث نیروگاه بادی سه هزار مگاواتی، لازم به ذکر است که مطابق ظرفیت بالای کشور در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر و بر اساس برنامه ششم توسعه، باید سالانه ۱۰۰۰ مگاوات و هر ماه یک نیروگاه ۷۵ مگاواتی بادی در کشور نصب و راه‌اندازی شود؛ به عبارتی سهم قابل‌توجهی از تولید برق کشور باید بر دوش نیروگاه‌های بادی و خورشیدی قرار گیرد تا از مصرف بی‌رویه سوخت فسیلی در نیروگاه‌های حرارتی جلوگیری شود. با این‌حال امیدواریم در این حوزه نیز طی تعاملات بین‌المللی با کشورهای پیشرفته‌ی منطقه و جهان، بتوانیم زیرساخت‌های انرژی کشور را توسعه دهیم.