کاربرد انرژی های تجدیدپذیر (باد)
اسلاید 1: کاربرد انرژی های تجدید پذیر(باد)پمپهاي بادي آبکش
اسلاید 2: معرفی نامه نام گردآورنده:سجاد اسدپوربا همکاری: انجمن تخصصی تاسیسات مکانیک ایران(www.hvacir.ir)سازمان انرژی های نو ایران(سانا-www.suna.org.ir)انجمن انرژی باد ایران(www.irwea.org)شرکت اصفهان تلاش (isfahantalash2.blogfa.com)
اسلاید 3: فهرست مطالبپمپ آب بادی چیست؟مزایاکاربردهامکانیزم عملکرداجزای پمپ آب بادیفرمول محاسبه
اسلاید 4: پمپ های بادی آبکش چیست؟پمپهاي آبکش با استفاده از انرژي رايگان باد و بدون نياز به هر گونه انرژيهاي الکتريکي يا فسيلي در کليه مناطق با حداقل سرعت وزش باد دو و نیم متر بر ثانيه، بطور خودکار در جهت جريان وزش باد قرار گرفته و قادر است آب را از عمق 50 متري به سطح زمين و منبع ذخيره انتقال دهد.
اسلاید 5: مزاياي پمپهاي بادي آبکشعدم نياز به هرگونه انرژيهاي الکتريکي يا فسيلي استفاده از انرژي رايگان بادعدم نياز به خدمه و سرکشي هاي روزانهاقتصادي ترين روش جهت پمپاژ آب در کليه مناطق با حداقل سرعت وزش باد سيستمي نيرومند جهت پمپاژ و ذخيره آب تکنولوژي سالم بدون هر گونه آلودگي محيط زيست دستگاهي کارآمد با طول عمر بيش از 20 سال عدم امکان هر گونه سرقت
اسلاید 6: عدم نياز به هرگونه انرژيهاي الکتريکي يا فسيلیاين دستگاه جهت کار و راه اندازي هيچ گونه نيازي به سوختهاي فسيلي و يا انرژي برق ندارد. با توجه به اجراي طرح هدفمندسازي يارانهها و بحث سهميه بندي ميزان مصرف و افزايش هزينههاي سوختهاي فسيلي و انرژي برق، پمپهاي بادي آبکش دستگاهي بسيار کار آمد در جهت بهينه سازي مصرف سوخت و کاهش هزينههاي مصرف انرژي ميباشد.
اسلاید 7: استفاده از انرژي رايگان بادپمپهاي بادي آبکش با حداقل سرعت وزش باد3 متر بر ثانيه يعني معادل با حرکت سرشاخههاي درختان در جهت جريان وزش باد قرارگرفته و شروع به کار ميکند و با سرعت وزش باد 5/2 متر بر ثانيه ادامه کار ميدهد. قابل توجه است که افزايش سرعت وزش باد سبب افزايش دبي خروجي آب ميگردد. در سرعتهاي وزش باد بالاتر 15 متر بر ثانيه به منظور جلوگيري از خسارات احتمالي به سيستم، دستگاه بطور خودکار از جهت وزش باد خارج شده و در حالت Stand up قرار ميگيرد.
اسلاید 8: عدم نياز به خدمه و سرکشي هاي روزانهمپهاي آبکش بر خلاف بسياري از سيستمهاي پمپاژ هيچ گونه نيازي به روشن کردن، خاموش کردن، هواگيري و غيره ندارد. دستگاه در تمام طول شبانه روز بطور خودکار در جهت وزش باد قرار گرفته و آب را از چاه استخراج و به استخر يا منبع ذخيرهي هوايي (تانک آب) انتقال ميدهد.
اسلاید 9: اقتصادي ترين روش جهت پمپاژ آب در کليه مناطق با حداقل سرعت وزش بادبا بکارگيري پمپهاي بادي آبکش و حذف هزينههاي جاري مصرف سوخت، هزينههاي سرکشيهاي روزانه جهت شروع بکار دستگاه و خاموش کردن، هزينههاي تعميرات دورهاي و ... ضمن استفاده از قابليتهاي دستگاه، در کوتاه مدت بازگشت سرمايهي اوليه را خواهيم داشت.
اسلاید 10: سيستمي نيرومند جهت پمپاژ و ذخيره آبدر طراحيهاي اوليه و مدلهاي سبک متوسط دبي خروجي آب دستگاه بسته به نوع آن و سرعت وزش باد و با احتساب 15 ساعت وزش باد در روز بين 100- 6 هزار ليتر در روز ميباشد. اين در حالي است که با استفاده از طراحيهاي پيچده و مهندسي تر ميزان دبي خروجي سيستم را ميتوان به 300 هزار ليتر در روز افزايش داد.
اسلاید 11: تکنولوژي سالم بدون هر گونه آلودگي محيط زيستگسترش روز افزون نياز به انرژي و محدوديت منابع فسيلي، افزايش آلودگي محيط زيست ناشي از سوزاندن اين منابع، بحث گرم شدن هوا و اثرات پديدهي گلخانهاي، ريزش بارانهاي اسيدي و ضرورت متعادل نمودن نشرCO همگي لزوم صرفه جويي در مصرف سوختهاي فسيلي و توجه مضاعف به استفاده از منابع انرژي تجديد پذير را ايجاب ميکند. در بين انرژيهاي تجديد پذير انرژي باد يکي از اقتصاديترين آنها ميباشد که آلودگي محيط زيست بدنبال نداشته و پايان ناپذير ميباشد. بکارگيري موتورهاي ديزلي و بنزيني براي پمپاژ آب همواره مجموعهاي از آلودگيها را به همراه دارد از جمله :1- آلودگي هوا در اثر احتراق ناقص موتور که سبب تزريق گازهاي سمي چون CO و CO2 به اتمسفر ميشود2- آلودگي خاک ناشي از نشت مواد نفتي چون بنزين، گازوئيل، روغن، گيريس و غيره در اطراف موتورهاي پمپاژ3- آلودگي صوتي در زمان کار دستگاه که گاها تا مسافت چندين کيلومتري دستگاه قابل شنيدن ميباشد4- آلودگي منابع آبي ناشي از نشت مواد سوختي و يا انتقال جرم و آلودگيهاي لولههاي انتقال آباين در حالي است که بکارگيري پمپهاي بادي کليه موارد فوق را مرتفع ساخته و تکنولوژي سالم و دوستدار طبيعت را در اختيار ما ميگذارد.
اسلاید 12: دستگاهي کارآمد با طول عمر بيش از 20 سالبکارگيري طراحيهاي مهندسي ساده و در عين حال کار آمد و محاسبه شده سبب به حداقل رساندن ميزان خرابي در اين دستگاه شده است بطوري که تنها با يک دوره سرويس ساليانه طول عمري بيش از 20 سال را ميتوان براي دستگاه تخمين زد. نياز به تعميرات در قسمتهايي از دستگاه همچون دکل، مجموعه پروانه، سيستم دنباله و مجموعه انتقال نيرو در طول يک سال تقريبا صفر ميباشد و تنها قسمتهايي چون گيربکس و پمپ نيازمند سرويس سالانه ميباشد. اين در حاليست که در هر 3 تا 5 سال سرکشي غالبا دستگاه يکبار نيازمند تعميرات و اغلب تعويض قطعه ميباشد. اين حجم بسيار ناچيز تعميرات در مقايسه با ساير سيستمهاي پمپاژ فوقالعاده است.
اسلاید 13: عدم امکان هر گونه سرقتاز آنجايي که دستگاههاي پمپاژ آب غالبا در مناطق خارج شهر و فاقد امنيت لازم نصب و بکارگيري ميشوند، همواره يکي از دغدغههاي مالکين مسئله سرقت دستگاه و مطعلقات آن ميباشد به طوري که کمتر مواردي پيدا ميشود که حداقل يکبار دستگاه و مطعلقات آن مورد سرقت قرار نگرفته باشد. در پمپهاي آبکش عدم امکان سرقت و غير قابل فروش بودن قطعات سرقتي احتمالي سبب مرتفع شدن اين مشکل خواهد شد.
اسلاید 14: کاربردهاي پمپهاي بادی آبکشکاربرد در زيستگاههاي حيات وحش و مناطق حفاظت شده کاربرد درتامين آبشخورهاي دام در مراتعکاربرد در کشاورزيکاربرد در مناطق ييلاق و قشلاق جهت تامين آب عشاير و دامکاربرد در حوضچههاي پرورش ماهي و آبزيانکاربرد براي چاه هاي کم آبکاربرد در روستاهاکاربرد جهت انتقال آب احياي قنوات و مزارع متروکهکاربردهاي تزئيني
اسلاید 15: کاربرد در زيستگاههاي حيات وحش و مناطق حفاظت شدهبراساس برنامههاي جهاني تدوين شده، رو به انقراض بودن برخي از گونههاي جانوري در بسياري از نقاط جهان، دولتها را ملزم داشته که در هر کشوري زيستگاههاي اين جانوران به عنوان مناطق حفاظت شده در نظر گرفته شود. حفاظت در برابر شکار، تامين آذوغه به خصوص در ماههايي که زيستگاهها از پوشش گياهي و آذوغه مناسب برخوردار نيستند و در زمان خشک سالي، همچنين تامين آب آشاميدني سالم براي گونههاي جانوري از مهمترين وظايف و دغدغههاي مسئولين در اين مناطق ميباشد. با توجه به عدم دسترسي به شبکه توزيع برق و غير اقتصادي بودن انتقال برق در اين مناطق و هزينههاي بالاي نقل و انتقال سوختهاي فسيلي براي ساير سيستمهاي پمپاژ از جمله موتورهاي ديزلي و همچنين هزينههاي بالاي انتقال آب از طريق تانکر، طرح پمپهاي بادي آبکش براي تامين آب در اينگونه مناطق بسيار کارآمد خواهد بود.
اسلاید 16: کاربرد درتامين آبشخورهاي دام در مراتعدامداران ميتوانند با نصب اين دستگاه در محل پرورش دامها، چراگاهها و مراتع، آب مورد نياز آبشخورهاي دام خود را به سهولت تامين كنند. اهميت اين دستگاه به ويژه در مناطقي است كه امكان استفاده از انرژي برق يا نقل و انتقال سوختهاي فسيلي جهت بكارگيري ساير سيستمهاي پمپاژ آب وجود ندارد. همچنين امروزه پرورش حيواناتي چون شتر، شترمرغ، بوقلمون و… بصورت خاص مورد توجه قرار گرفته است. از آنجايي كه مناطق پرورش اينگونه حيوانات بيشتر مناطق كويري و دشتها ميباشد استفاده از پمپهاي بادي مناسبترين شيوهي تامين آب در اين گونه مناطق است.
اسلاید 17: کاربرد در کشاورزيپمپهاي بادي در مدلهاي پرقدرت ميتواند جايگزين مناسب براي موتورهاي ديزلي و برقي (کفکشها) در تامين آب مزارع و باغات باشد. در مدلهاي پرقدرت ميانگين دبي خروجي دستگاه بين 2 تا 3 ليتر در ثانيه ميباشد با طراحي استخر با گنجايش مناسب کشاورزان ميتوانند آب مورد نياز را در طول چند روز ذخيره و سپس مورد استفاده قرار دهند. علاوه بر اين دستگاه قابليت مديريت و سازماندهي منابع آبي و اجراي سيستمهاي آبياري قطرهاي و باراني را نيز دارد.
اسلاید 18: کاربرد در مناطق ييلاق و قشلاق جهت تامين آب عشاير و دامايلات و عشاير از جمله جمعيتهاي مهاجر در كشور ما هستند كه سهم عمدهاي نيز در دامداري دارند. نصب پمپهاي بادي در مناطق قشلاق و ييلاق كه محل اقامت زمستانه و تابستانه ايلات و عشاير است علاوه بر تامين و ذخيره سازي آب مورد نياز دامها ميتواند در تامين آب شرب و مصارف محلي براي عشاير كارآمد باشد بويژه كه غالبا استفاده از ساير سيستمهاي پمپاژ آب در چنين مناطقي مقدور نيست.
اسلاید 19: کاربرد در حوضچههاي پرورش ماهي و آبزيانيکي از ملزومات حوضچههاي پرورش ماهي و آبزيان تزريق پيوسته اکسيژن به داخل حوضچه ميباشد. پمپهاي آبکش به خوبي ميتواند پاسخگوي اين نياز حوضچههاي پرورش ماهي باشد. بدين صورت که با نصب دستگاه در اطراف حوضچه، آب بطور پيوسته از حوضچه پمپاژ و مجددا به صورت آبشاري به داخل حوضچه سرازير ميگردد. بنابراين سيکل تزريق اکسيژن در تمام طول شبانه روز بطور خودکار و بدون نياز به هرگونه انرژياي، جز انرژي رايگان باد، انجام خواهد شد.
اسلاید 20: کاربرد براي چاه هاي کم آبيکي از مشکلاتي که در چاههاي کم آب با آن مواجه هستيم اين است که با شروع پمپاژ آب، پس از مدت زمان کوتاهي چاه خشک شده و ناگزير بايد مدت زماني صبر کنيم تا مجددا سطح آب چاه به حدي برسد که بتوان آن را پمپاژ کرد. در اين گونه موارد استفاده از کفکشهاي برقي و يا موتورهاي ديزلي مستلزم روشن و خاموش کردنهاي مکرر در طول شبانه روز ميباشد که عملا در چنين مواردي استفاده از اين سيستمهاي پمپاژ مقدور نميباشد. با بکارگيري پمپهاي بادي آبکش در اين گونه چاهها، در زماني که سطح آب چاه در حد استخراج باشد، آب توسط دستگاه پمپاژ ميشود. با اتمام آب چاه، دستگاه به صورت هرز کار ميکند تا مجددا سطح آب چاه افزايش يافته و بتوان آن را پمپاژ کرد. اين در حالي است که هرز کارکردن دستگاه هيچگونه اختلالي در عملکرد آن ايجاد نخواهد کرد. بنابراين اين دستگاه در تمام طول شبانه روز بطور خودکار اندک آب چاه را استخراج و به منبع ذخيره انتقال ميدهد.
اسلاید 21: کاربرد در روستاهاشايد هنوز در بسياري از دهكدهها، روستاها و مناطق محروم استفاده از شيوههاي ابتدايي براي استخراج آب مرسوم باشد. پمپهاي آبکش ميتوانند جايگزين مناسب، ارزان و بيدغدغه براي استخراج آب جهت كاربردهاي خانگي، محلي و ذخيره سازي آب براي مصرف در طول سال باشد.
اسلاید 22: کاربرد جهت انتقال آباز جمله کاربردهاي پمپهاي بادي در انتقال آب از نقطهاي به نقطهي ديگر ميباشد به عنوان مثال:1- انتقال آب از رودخانه به محل مورد نظر2- انتقال آب در سطوح شيبدار 3- انتقال آب از سطح به منبعهاي هوايي4- انتقال آب در سطح افقي تا مسافتهايي در حدود 500 متر.
اسلاید 23: احياي قنوات و مزارع متروکهيکي از بهترين و خودکارترين طرحهاي استخراج آب، طرح قنوات ميباشد که در کشور ما قدمتي چند هزار ساله دارد.کاهش بارندگيها در دهههاي اخير و ظهور خشک ساليهاي پي در پي سبب شده است که بسياري از قنوات کارکرد خود را از دست داده و به طبع مناطق و مزارع اطراف آنها نيز متروکه شود. در حال حاضر قنوات در کشور ما با سه مشکل اساسي روبرو ميباشد:1- کاهش بارندگيهاي ساليانه سبب پايين رفتن سطح آب در چاههاي مادر شده و بنابراين انتقال آب در قنات غير ممکن ميگردد از طرف ديگر افزايش عمق چاههاي مادر مستلزم لايروبي جديد قنات و افزايش طول قنات ميباشد که هزينههاي بالايي را بدنبال خواهد داشت.2- در قنوات کم آب در هنگام عبور آب در طول قنات، اندک آب قنات در زمين فرو رفته و بنابراين هيچ گونه آبي از قنات خارج نخواهد شد.3- در برخي از موارد در بخشهايي از قنوات ريزشهاي صورت گرفتهاست که تعمير و بازسازي آن بسيار هزينه بر و در پارهاي مواقع غير ممکن ميباشد.طرح پمپهاي بادي آبکش در احياي قنوات به دو صورت مي باشد: الف). قنواتي که سطح آب آنها پايين رفته: در اين قنوات ابتدا عمق چاه مادر افزايش يافته تا به سطح جديدي از سفرههاي زيرزميني آبي برسيم، سپس با نصب پمپ بر روي چاه مادر، پمپ آبکش اختلاف ارتفاع ايجاد شده بين چاه مادر و تونل قنات (بدليل افزايش عمق چاه مادر) را جبران کرده و آب را از عمق پايينتر بداخل تونل قنات پمپاژ ميکند.ب). قنوات کم آب: در اينگونه قنوات پمپ آبکش در محل خروج آب از قنات نصب ميگردد، سپس در طول تونل قنات از چاه مادر تا پمپ توربین بادی لولهي پلي اتيلن قرارداده و پمپ تحت فرايند مکش آب را از چاه مادر قنات به استخر منتقل ميکند بدون اينکه کوچکترين تلفات آبي در مسير قنات داشته باشيم.
اسلاید 24: کاربردهاي تزئينيامروزه پمپ هاي بادي علاوه بر كاربردهاي فني از جنبه زيباسازي شهري نيز بسيار مورد توجه واقع شدهاند. نصب پمپهاي بادي در سواحل دريا، رودخانه، جزاير و جزاير مصنوعي، مناطق ويلايي، پاركها، باغ وحشها و … علاوه بر استفادههاي فني زيبايي و جلوه خاص به اين مناطق ميبخشند. در ايران نمونه اين كاربرد در جزيره كيش (با نصب 40 دستگاه) منطقهي آزاد چابهار، ويلاهاي شمال و غيره اجرا شده است.
اسلاید 25: مکانيزم عملکرد پمپهای بادي آبکشهنگامي که جريان باد به مجموعه پروانه پمپ بادي آبکش وزش پيدا ميکند. نيروي مکانيکي باد سبب به چرخش در آوردن پروانه ميشود. گشتاور پروانه بوسيله گيربکس به حالت رفت و برگشتي تبديل شده و اين نيرو توسط مجموعه انتقال به پمپ دستگاه در داخل چاه آب منتقل ميشود. پمپ دستگاه که از نوع پمپهاي سيلندري رفت و برگشتي است، طي فرايند مکش آب را بداخل سيلندر و لولههاي انتقال آب منتقل ميکند. چنانچه جهت وزش باد تغيير کند سيستم دنباله دستگاه به گونهاي طراحي شده است که بطور خودکار دستگاه را در جهت جديد وزش باد قرار ميدهد. همچنين در سرعتهاي وزش باد بالاتر از 15 متر بر ثانيه به منظور جلوگيري از خسارات احتمالي به سيستم، دستگاه بطور خودکار از جهت وزش باد خارج شده و در حالت Stand up قرار ميگيرد.
اسلاید 26: اجزاي پمپهاي بادي آبکشاجزاي اصلي پمپبادي آبکش عبارت است از:1- مجموعه پروانه2- گيربکس3- دنباله4- دکل5- پمپ6- مجموعه انتقال نيرو ميباشد که در ادامه به طور مختصر توضيح داده خواهد شد.
اسلاید 27: پروانهنقش پروانه در پمپهاي بادي آبکش، دريافت انرژي جنبشي باد بصورت حركت چرخشي و تبديل آن به توان مکانيکي ميباشد. اجزاء تشكيل دهنده پروانه؛ پرهها، رينگها و قيمها ميباشند. پرهها داراي ابعاد و شکلهاي متفاوتي هستند و توسط اتصالات پيچ و مهره بر روي پروانه نصب ميشوند. شکل، ابعاد و تعداد پرهها بسته به قدرت مورد نياز براي پمپ بادي متفاوتست. اساسا تغيير هر يک از اين پارامترها در ميزان دريافت انرژي مکانيکي باد تاثير گذار خواهد بود.
اسلاید 28: گيربکسگيربكس از يك پوشش چدني تشكيل شده كه علاوه بر اينكه به عنوان يك مخزن روغن مورد استفاده قرار ميگيرد، عضوي اسكلتي جهت نگهداري سيستم انتقال قدرت و اجزاي كليدي پمپ بادي در كنار هم است. نقش اصلي گيربكس در پمپ بادي تبديل حركت چرخشي پروانه به حركت انتقالي سوپاپ ميباشد.
اسلاید 29: دنبالهدنباله از يك بازوي فلزي تشكيل شده كه به قسمت پشتي پوشش گيربكس متصل و داراي حركت لولايي شكل ميباشد. به انتهاي بازوي دنباله، بادبان دنباله متصل ميباشد. نقش دنباله در پمپهاي آبکش عبارت است از:الف). قرار دادن پروانه به صورت خودكار در راستاي جريان وزش باد در حالت طبيعي دنباله تحت زاويه قائمه نسبت به پروانه و به موازات جريان وزش باد قرار دارد، چنانچه جهت وزش باد تغيير كند، باد تحت زاويه به بادبان دنباله نيرو وارد كرده و دنباله را آنقدر به سمت مورد نظر حركت ميدهد تا شعاع وزش باد با دنباله موازي شده و با چرخش گيربكس بر روي سه پايه دكل، پروانه كاملا در جهت وزش باد قرار گيرد.ب). متوقف نمودن پروانه در مواقع تعميرات و فصولي كه نياز به پمپاژ آب نمي باشدبراي متوقف كردن پروانه سيستم ترمز به گونه اي طراحي شده كه با كشيدن دسته ترمزي كه در قسمت پاييني دكل نصب شده دنباله به موازات پروانه منتقل و پروانه خودبخود از جريان وزش باد خارج و متوقف شود.
اسلاید 30: دکلدكلها از اجزاء فلزي گالوانيزه ساخته و توسط اتصالات پيچ و مهره به يكديگر متصل ميگردند. بسته به مقاومت مورد نظر دكلها ميتوانند داراي 3 يا 4 پايه باشند. جنس و ساختار دكل بايد به گونهاي باشد كه از هر گونه آسيبهاي طبيعي و خوردگي در هواي باز ايمن باشد، بنابراين بر روي كليه قطعات دكل يك پوشش آبكاري گالوانيزه گرم ايجاد ميگردد. بادبندهاي فلزي تمام نبشي كه قسمتهاي افقي (نبشي هاي کلافي) و عمودي (نبشي هاي پايه) را به يكديگر متصل ميكنند، نقش بسزايي در افزايش مقاومت دكل دارند. البته در مناطق با بادهاي بسيار قدرتمند استفاده از سيمهاي مهار ميتواند در تقويت دكل موثر باشد.
اسلاید 31: پمپپمپ توربینهاي بادي آبکش از نوع پمپهاي سيلندري است كه پيستون تحت تاثير حركت انتقالي بازوي گيربكس داراي حركت رفت و برگشتي در داخل سيلندر ميباشد. در انتهاي پيستون پوششي چرمي يا پکينگ ضدسايش هم قطر داخلي سيلندر ايجاد شده كه بر روي جداره داخلي سيلندر لغزيده و تحت فرايند مكش آب را بداخل سيلندر ميكشد. در داخل پمپ چندين دريچه تعبيه شده كه چگونگي ورود و خروج، نگهداري آب و تخيله آب را كنترل ميكنند. نوع پمپها بسته به کاربرد آنها بسيار متنوع ميباشد. معمولا براي كاربردهاي كشاورزي از پمپهايي با دبي خروجي بالا و براي كاربردهاي دامپروري و مصارف خانگي از پمپهايي با دبي خروجي پايينتر استفاده ميگردد. براي جلوگيري از هرگونه خوردگي، جنس كليه قطعات از آلياژهاي برنج يا فولادهاي ضد زنگ انتخاب شده است.
اسلاید 32: فرمول محاسبه آبکش بادیکه در آن P توان بر حسب وات است، D قطر روتور در متر است، V سرعت باد در کیلومتر در ساعت است، ηبهره وری از توربین بادی. همانطور که می توان از این بیان، افزایش نسبتا بزرگ در نتیجه قدرت دیده می شود
اسلاید 33: پایاندانشگاه آزاد اسلامی واحد آستارانیم سال اول 92-93با تشکر فروان از استاد بزرگوار آقای دکتر عبدالیودوستان گرامی که با ما همکاری نمودند
نقد و بررسی ها
هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.