وضعیت استفاده از انرژی بادی در سطح جهان

استفاده از انرژی‌های تجدید‌پذیر از زمانهای بسیار قدیم متداول بوده و قبل از پیدایش نفت و موتور‌های احتراق داخلی از جایگاه ویژه‌ای برخوردار بوده است.
اگر وضعیت فعلی رشد جمعیت ادامه یابد پیش‌بینی می‌شود جمعیت جهان در اوایل قرن حاضر به هفت میلیارد نفر برسد. در عین حال منابع انرژی متداول در حال اتمام است. از طرفی استفاده از نفت برای سوخت نیروگاهها، كارخانه‌ها، خودروها، سیستم‌های گرمایشی و مصرف‌كننده‌های دیگر علاوه بر تمام شدن سریع آن باعث آلودگی محیط‌زیست می‌شود. به گونه‌ای كه طبق برآوردهای محیط‌زیست بین‌المللی میزان آلودگی به ازای هر مگاوات ساعت تولید انژری با سوخت گازوییل ۳/۲۱ كیلوگرم انواع اسید و كربن و منواكسید كربن و ۶۵۷ كیلوگرم CO۲ به محیط اطراف پراكنده می‌شود و در صورت استفاده از سوخت گازی این ارقام به ترتیب ۷/۶ و ۴۴۷ كیلوگرم كاهش می‌یابند. عوامل فوق علاوه بر آلودگی محیط زیست باعث افزایش دمای اتمسفر شده و به نظر برخی از دانشمندان ذوب شدن یخ‌های قطبی و بالاآمدن سطح دریاها و اقیانوسها را به دنبال خواهد داشت.
رشد روز‌افزون تقاضای انرژی، افزایش استانداردهای زندگی، گرم شدن بیش از حد كره زمین و در نهایت مشكلات زیست‌محیطی موجب شده تا هر روز شاهد پیشرفتهایی در زمینه فن‌آوری استفاده از منابع انرژی تجدید‌پذیر باشیم یعنی استفاده از منابع لایزالی كه خداوند به ما ارزانی داشته است. ماهیت پایان‌ناپذیر این گونه انرژی‌ها، روند رو به اتمام سوخت‌های فسیلی و سایر مزایای بارز این انرژی‌ها موجب تشویق بشر در سرمایه‌گذاری در این راه بوده است.
پیش‌بینی می‌شود كه انرژی‌های تجدید‌پذیر جایگاه ویژه‌ای را در تامین انرژی قرن آتی كسب كنند. البته حدود سه دهه كشورهای پیشرفته و صاحب فن‌آوری به این مهم پرداخته‌اند تا جایی كه در برنامه سالانه انرژی خود درصدی از انرژی‌های مورد نظر كشورشان را از طریق توربین‌های بادی، پیلهای خورشیدی، انرژی زمین گرمایی و ... تامین می‌كنند.
بررسی دقیق نشان می‌دهد حتی در حال حاضر كه هزینه استحصال انرژی‌های تجدید‌پذیر گران‌تر از نوع فسیلی به نظر می‌آید، در مناطق دور دست روستایی و كشاورزی به دلیل مشكل انتقال سایر انرژی‌ها و بالا بودن هزینه آن، مقرون به صرفه اقتصادی است و با توجه به تلاش گسترده‌ای كه در رابطه با استحصال انرژی‌هایی از این نوع شده روز به روز از توجیه اقتصادی بالاتری برخوردار می‌شود.
باد یكی از منابع انرژی پایان‌ناپذیر جهان است. انسان بیش از ۳۰۰۰ سال است كه از انرژی باد به منظور تولید انرژی مكانیكی برای پمپ آب یا آسیاب كردن غلات استفاده كرده است.
یكی از بهترین روش‌های استفاده از باد، تولید انرژی الكتریكی است. به این صورت كه با قراردادن یك توربین بادی در مسیر باد و انتقال انرژی مكانیكی توربین به یك ژنراتور جریان مستقیم یا متناوب به طور مستقیم یا از طریق جعبه دنده با نسبت تبدیل مناسب، انرژی الكتریكی تولید می‌شود.
تولید برق از طریق نیروگاه‌های بادی از نظر اقتصادی كاملاً مقرون به صرفه بوده و برای هر كیلووات ساعت برق تولیدی از طریق این نیروگاهها، حدود پنج سنت در مناطق پرباد و شش سنت یا اندكی بیشتر در مناطق كم‌باد، هزینه می‌شود.
با توجه به این كه تعداد نیروگاههای بادی هر سال رو به افزایش بوده و استفاده از این نیروگاه‌ها در جهان صنعتی و كشورهای پیشرفته رو به گسترش است
● مقدمه
انرژی باد بیش از ۳۰۰۰ سال برای تولید انرژی مكانیكی به منظور پمپاژ آب و یا آسیاب كردن غلات مورد استفاده بشر قرار گرفته است. با شروع تولیدات صنعتی مدرن، استفاده از منابع انرژی باد، فراز و نشیب‌هایی داشته است و گاه سوختهای فسیلی یا الكتریسیته جایگزین آن شده است. چون ماهیت باد، تصادفی است و بیشتر منابع تجدیدناپذیر كنونی ارزان و در دسترس است.
در حدود سال ۱۹۷۰میلادی، با وارد شدن اولین بحران انرژی و بالا رفتن قیمت نفت، انرژی باد بار دیگر به عنوان منبعی جایگزین، مورد توجه قرار گرفت، در این زمان بیشترین میزان استفاده از انرژی باد برای تبدیل انرژی مكانیكی به الكتریكی بود. این روش با بهره‌گیری از دیگر فن‌آوریهای انرژی، امكان بهینه‌شدن داشت تا بتواند به عنوان یك پشتیبان در شبكه برق مطرح شود.
اولین توربین باد كه برای تولید الكتریسیته بكار رفت تقریباً در اوایل قرن بیستم توسعه یافت، فن‌آوری بهره‌برداری از انرژی باد تا سال ۱۹۷۰ میلادی و در اواخر سال ۱۹۹۰ میلادی به صورت تدریجی توسعه پیدا كرد. انرژی باد به عنوان یكی از مهمترین منابع انژری جایگزین، معرفی شد. در اواخر قرن بیستم، ظرفیت بكارگیری انرژی باد در جهان در هر سه سال دو برابر شده و قیمت تولیدی انرژی باد در حدود ۶/۱ قیمت آن در سال ۱۹۸۰ شده است به نظر می‌رسد كه این روند همچنان ادامه خواهد یافت.
بعضی از پیش‌بینی‌های تخصصی نشان می‌دهد كه تا سال ۲۰۰۵ میلادی رشد ظرفیت انرژی باد در حدود ۲۵ درصد در سال خواهد بود و قیمت آن در طی این سالها بین ۲۰ تا ۴۰ درصد پایین خواهد آمد.
فن‌آوری انرژی باد نیز به سرعت در حال پیشرفت است. در پایان سال ۱۹۸۹ توربین‌های بادی ۳۰۰ كیلووات با قطر روتور حدود ۳۰ متر مورد بهره‌برداری قرار می‌گرفت. تنها در ۱۰ سال بعد توربین‌های بادی ۱۵۰۰ كیلووات با قطر روتور حدود ۷۰ متر توانایی استفاده بیشتر از باد را فراهم آوردند و استفاده از توربین‌های بادی ۲ مگاوات با قطر روتور ۷۴ متر قبل از شروع قرن جدید خود گواه پیشرفت فن‌آوری انرژی بادی است. به نظر می‌رسد در سالهای ۲۰۰۱ یا ۲۰۰۲ توربین‌های ۴ مگاوات و ۵ مگاوات مورد بهره‌برداری قرار بگیرند.
توسعه سریع بازار انرژی باد و ارتقای فن‌آوری آن، به تحقیقات، دانش و كار تخصصی برای دست‌یابی به انرژی در صنعت‌ انرژی برق اشاره دارد این نكته حایز اهمیت است كه حدود ۸۰ درصد از ظرفیت بادی جهان تنها در پنج كشور آلمان، آمریكا، دانمارك، هند و اسپانیا مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد و نیز بیشترین علوم انرژی باد بر اساس تحقیقات در این كشور است. بهرحال استفاده از فن‌آوری انرژی باد با سرعت، در حال گسترش در دیگر نواحی كره زمین است. همان طور كه اشاره شد انرژی بادی از ۳۰۰۰ سال پیش مورد بهره‌برداری قرار گرفته و فن‌آوری آن روز به روز بهتر شده است.
در توسعه فن‌آوری بادی، سایر علوم از جمله آیرودینامیك، مكانیك و مهندسی الكترونیك نقش داشته‌اند. در ادامه به طور فشرده به توانایی مناطق مختلف جهان در بكارگیری انرژی بادی اشاره می‌شود.
● سابقه تاریخی انرژی باد
تاریخچه تكامل فن‌آوری توربین‌های بادی در نشریات مختلف با مدارك گوناگونی وجود دارد. در این قسمت به طور مختصر به پیشرفت و توسعه فن‌آوری بادی اشاره می‌كنیم.
● تولید انرژی مكانیكی
مدارك ثبت شده حاكی از آن است كه آسیاب‌های بادی اولیه، آسیاب‌هایی با محور عمودی بوده‌اند. این آسیاب‌ها می‌توانند شبیه به یك وسیله مقاوم ساده توصیف شوند كه در ارتفاعات افغانستان برای آسیاب‌ كردن غلات از قرن هفتم قبل از میلاد، بكار می‌رفته‌اند.
در مدارك تاریخی، اولین نمونه آسیاب‌های بادی با محور افقی، در ایران بوده، استفاده از انرژی باد در ایران در حدود ۲۶۰۰ سال قبل صورت گرفته است. بقایای آسیابهای بادی قدیمی كه در سراسر دنیا به نام آسیاب‌ بادی ایرانی شناخته می‌شوند هنوز در منطقه خواف وجود دارد و تعدادی از این آسیابها نیز در حال بهره‌برداری هستند.
تبت و چین در حدود هزار سال قبل، از فن‌آوری‌ آسیاب‌های بادی بهره‌ می‌برده‌اند.آسیاب‌های بادی با محور افقی دارای یك شفت افقی همراه با پره‌هایی است كه در یك مسیر عمودی می‌چرخند. از ایران و خاورمیانه، آسیاب‌های بادی با محور افقی به كشورهای مدیترانه و اروپای مركزی برده شد.
اولین آسیاب‌های بادی با محور افقی كه مورد استفاده قرار گرفته است در كشورهای انگلستان در سال ۱۱۵۰ میلادی، فرانسه در ۱۱۸۰ میلادی، فنلاند در سال ۱۱۹۰ میلادی، آلمان در سال ۱۲۲۲ میلادی و دانمارك در سال ۱۲۵۹ میلادی است.
در اروپا آسیاب‌های بادی بین قرون دوازدهم تا نوزدهم دایماً در حال پیشرفت بودند. در پایان قرن نوزدهم یك نمونه آسیاب بادی كه قطر روتور آن ۲۵ متر و ارتفاع آن بیش از ۳۰ متر می‌رسد، استفاده می‌شد.
آسیاب‌های بادی نه تنها برای آرد كردن غلات استفاده می‌شد بلكه به منظور پمپاژ آب برای مصارف آشامیدن و مزارع مورد استفاده قرار می‌گرفت.
در این زمان تنها در فرانسه در حدود ۱۸ تا ۲۰ هزار آسیاب‌بادی مدرن اروپایی وجود داشت و در كشور هلند ۹۰ درصد انرژی استفاده شده در صنعت از انرژی باد تامین می‌شد.
بعد از صنعتی شدن و كاهش استفاده از آسیاب‌های بادی نیز در سال ۱۹۰۴ میلادی همچنان ۱۱ درصد از انرژی صنعتی هلندی‌ها از انرژی باد تامین می‌شد و آلمانها بیش از ۱۸ هزار واحد در حال كار داشتند.
در هنگامی كه نقش آسیاب‌های بادی اروپایی به تدریج شروع به كم‌رنگ شدن می‌كرد، آسیاب‌های بادی در آمریكای شمالی در حال توسعه بودند.در آمریكای شمالی آسیاب‌های بادی كوچك به منظور پمپاژ آب برای مصرف دام‌های گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفت و این آسیاب‌های بادی به نام آسیاب‌های بادی آمریكایی شناخته شدند. این آسیاب‌ها مداوم كار می‌كردند و نیاز به رسیدگی كردن و ملازم نداشتند.
آسیاب‌های بادی در هنگام وزش بادهای با سرعت بالا از مكانیزم «خودنگهدار» استفاده می‌كردند روش اروپایی‌ها اغلب خاموش شدن آسیاب و بستن پره‌ها بود (شبیه به كشتی‌های بادبانی) تا خسارتی به توربین‌ بادی وارد نشود.
در آمریكا بیشترین استفاده از آسیاب‌های بادی مربوط به سالهای ۱۹۲۰ تا ۱۹۳۰ میلادی است كه در حدود ۶۰۰ هزار واحد در حال كار بود.انواع مختلف آسیاب بادی آمریكایی هنوز هم در نقاط مختلف جهان استفاده می‌شود.● تولید انرژی الكتریكی:
در سال ۱۸۹۱ میلادی، دان‌پول لاكور اولین كسی بود كه توانست برای تولید الكتریسیته توربین بادی بسازد. طی جنگ‌های جهانی اولی و دوم، مهندسان دانماركی این فن‌آوری را برای برطرف كردن كمبودهای انرژی، توسعه و پیشرفت دادند.
توربنی‌های بادی ساخته‌شده توسط كمپانی هلندی اسمیتس در سال ۱۹۴۰ تا ۱۹۴۲ میلادی توانست رقیب خوبی برای توربین‌های بادی مدرن خارجی باشد.
توربین‌های اسمیت همزمان با پیشرفت علم ایرودینامیك توسعه و پیشرفت خوبی داشت. در همین زمان، پالمر پوتنام یك توربین بادی بزرگ با قطر ۵۳ متر را برای كمپانی آمریكایی مورگان اسمیت ساخت. نه تنها سایز توربین منحصر به فرد و متفاوت بود بلكه طراحی علمی بسیار بالایی داشت.
طراحی هلندی‌ها بر اساس روتور رو به باد با تثبیت‌كننده استال بود كه در سرعتهای پایین، عمل می‌كرد طراحی پاتنم بر اساس روتور پشت به باد با تثبیت‌كننده پیچ كنترل بود.
به هر حال توربین‌های پاتنم زیاد موفق نبودند. در سال ۱۹۴۲ میلادی این توربین به مراحل اجرا گذاشته شد.
بعد از جنگ جهانی دوم، یوهانس جول طراحی دانماركی‌ها را در دانمارك گسترش و توسعه داد.
توربین او در دانمارك نصب شد و در سالهای ۱۹۵۶ تا ۱۹۶۷ در حدود ۲/۲ میلیون كیلووات ساعت تولید داشت.
در همیم زمان- هیوتر آلمانی یك نظریه جدید را توسعه داد. توربین‌های بادی او شامل دو پره فایبرگلاس و برج پشت به باد و هاب كه پره‌ها به آن متصل می شد بود. توربین‌های هارتر با دانش بالایی كه در آن بكار رفت دارای كارایی بالایی بود.
با وجود موفقیت‌های توربین‌های بادی جولز و هارتر، بعد از جنگ جهانی دوم علاقمندی به توربین‌های بادی بزرگ كاهش یافت. تنها تا حدودی توربین‌های بادی كوچك برای سیستم‌های دور از شبكه یا برای شارژ باطری‌ها مورد توجه قرار گرفت. بعد از بحران نفتی در سال ۱۹۷۰ میلادی دوباره علاقه به بكارگیری انرژی بادی از سر گرفته شد. منجمله پشتیبانی‌های مالی برای تحقیقات و توسعه انرژی بادی آغاز شد.
كشورهایی همچون آلمان، آمریكا و سوئد جهت توسعه توربین‌های بادی بزرگ برای تولید انرژی در محدوده مگاوات (MW) مبالغ هنگفتی را هزینه كردند. بهرحال بیشتر این طرح‌ها چندان موفقیت‌آمیز نبود تا اینكه مسائل تكنیكی را با مكانیزم پیچ كنترل مرتفع كردند.
بعضی از سازمانهای دولتی (از قبیل دانمارك) از تحقیقات در كشورشان پشتیبانی كردند و این میدان را توسعه داده و باعث پیشرفت انرژی بادی در مكانهای مختلف دنیا شدند.
در همین راستا كنفرانس PURPA در نوامبر ۱۹۷۸ در آمریكا برگزار شد و رئیس جمهور وقت آمریكا اهداف كنفرانس را در كاهش مصرف انرژی و توسعه از جهت بی‌نیازی به نفت خارجی‌ها برشمرد و این كنفرانس در توسعه سیستم‌های انرژی بادی نقش قابل توجهی داشت و در كوه‌های شرق سانفرانسیسكو و شمال لس‌آنجلس اولین مزارع بادی راه‌اندازی شد.
اولین مزارع بادی شامل توربین‌های بادی ۵۰ مگاوات بود و بعد از چند سال، در اواخر سال ۱۹۸۰ میلادی توربین‌های بادی ۲۰۰ مگاوات مورد استفاده قرار گرفت. مراحل توسعه توربین‌های بادی در آمریكا نشان داده شده است.
بیشتر توربین‌های صادراتی دانمارك، توسط شركت‌های پول‌لیكر و جوهاتز جول طراحی شده و از نوع رو به باد و تنظیم گراستال بودند. در پایان سال ۱۹۸۰ میلادی در حدود ۱۵۰۰۰ توربین بادی با ظرفیتی در حدود ۱۵۰۰ مگاوات در كالیفرنیا نصب شد، در این زمان در آمریكا پشتیبانی‌های مالی از انرژی باد كاهش یافت، اما دراروپا این پشتیبانی در اوج بود و بعداً‌در هندوستان نیز از این تكنولوژی حمایت شد.
در سال ۱۹۹۰ میلادی اروپایی‌ها بر اساس تعرفه‌های تولید انرژی‌های تجدیدپذیر از انرژی باد پشتیبانی زیادی بعمل آوردند.
به نظر می‌رسد كه یكی از عوامل افزاینده رشد سریع بكارگیری توربین‌های بادی در بعضی از كشورهای اروپایی، بخصوص در آلمان و همینطور درهندوستان پشتیبانی‌های مذكور باشد.
به موازات توسعه بازار فروش، تكنولوژی نیز همچنان در حال پیشرفت بود. تا پایان قرن بیستم بعد از اینكه در بیست سال گذشته موفق به تست توربین‌های مگاواتی نشده بودند، توربین بادی ۵/۱ مگاوات یك تكنولوژی هنری بحساب می‌آمد.
● وضعیت فعلی:
در ادامه این بخش نظری اجمالی به وضعیت كنونی انرژی در پایان قرن بیستم در جهان خواهیم داشت در حال حاضر انژی بادی درصد بزرگی از نیازمندی‌های جهانی انرژی را مرتفع می‌كند. درادامه شبكه‌های متصل و نیز نیروگاه‌های مستقل از شبكه و ظرفیت تولیدی آنها را بررسی می‌كنیم.
اگر مطالعات كنونی را بسط دهیم در‌می‌یابیم كه ۱۰ درصد از انرژی مورد نیاز جهان را در سال ۲۰۲۰ نیروی باد فراهم می‌آورد كه رقمی جالب توجه است.
● بررسی شبكه‌های بزرگ تولید انرژی بادی:
از سال ۱۹۹۰ میلادی به بعد بعلت بهره‌گیری از منابع تكنولوژی‌های مدرن، انرژی بادی رشد سریعی داشته است. بهرحال این رشد در همه جهان یكسان نبوده است .
در پایان سال ۱۹۹۹ میلادی در حدود ۶۹ درصد ظرفیت انرژی جهان، در اروپا استفاده شده است حدود ۱۹ درصد در آمریكا شمالی و ۱۰ درصد در آسیا و اقیانوسیه.
▪ اروپا:
بین سالهای پایانی ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۹ در حدود ۷۵ درصد توربین‌های بادی نصب شده درجهان، در اروپا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. یكی از روش‌های اصلی توسعه، ادامه تعرفه مالیاتی ثابت، برای انرژی باد بود كه در آلمان و اسپانیا بیشتر به چشم می‌خورد.
متوسط توربین‌های بادی مورد بهره‌برداری در آلمان از ۴/۱۴۳ كیلووات در سال ۱۹۸۹ به ۵/۹۳۵ كیلووات در سال ۱۹۹۹ افزایش یافته است. در نیمه اول ۱۹۹۹ در حدود ۵۷ درصد توربین‌های جدید نصب شده در آلمان از توربین‌های بزرگ (روتور با قطر بزرگتر از ۱/۴۸ متر) استفاده كرده‌اند. در جون ۱۹۹۹، توربین‌ (۶۰۳) مگاواتی (با ظرفیت بزرگتر یا مساوی ۱ مگاوات) در آلمان مورد بهره‌برداری قرار گرفت.
اولین پروژه‌های ساحلی در دانمارك و هلند و سوئد به اجرا درآمد.در پروژه‌های انرژی بادی ساحلی در دانمارك (DK)، سوئد (SE)، آلمان (DE)، هلند (NL) و انگلستان (UK) مطمئناً این ارقام در‌آینده نزدیك با توسعه انرژی بادی در سایر جاها منجمله در اسپانیا، تركیه و یونان افزایش خواهند یافت.
▪ آمریكای شمالی
بعد از رشد خیلی سریعی كه در كالیفرنیا در اواسط ۱۹۸۰ میلادی اتفاق افتاد این توسعه به طور چشمگیری در آمریكای شمالی در اواسط ۱۹۹۰ میلادی كاهش یافت و گاهی توربین‌های جدید جایگزین توربین‌های فرسوده و قدیمی می‌شدند كه ظرفیت تولیدی را تا اندازه‌ای بالا ببرند.
در سال ۱۹۹۸ میلادی دومین رشد سریع در آمریكا شروع شد. در این زمان پروژه‌های بادی توسعه پیدا كرد و با پیشنهادات دولت به منظور اعتبار مالیاتی تولیدات (PTC) اعتبار ۰۱۷/۰ - ۰۱۶/۰ كیلووات ساعت دلار به پروژه‌های نیروی باد برای اولین ده سال استفاده از توربین‌های بادی پرداخت شد بین اواسط ۱۹۹۸ تا ۳۰ جوئن ۱۹۹۹ (پایان اعتبار PTC) بیشتر از ۸۰۰ مگاوات ژنراتور بادی جدید در آمریكا كه شامل مزارع بادی كالیفرنیا بین ۱۲۰ و ۱۵۰ مگاوات می‌شد، مورد بهره‌برداری قرار گرفت.
اولین پروژه توربین بادی نیز در كانادا اجرا شد.
اندازه انواع توربین‌های بادی نصب شده در شمال آمریكا در پایان سال ۱۹۹۰ میلادی بین ۵۰۰ مگاوات و ۷۵۰ مگاوات بوده است. اولین توربین مگاواتی در سال ۱۹۹۹ نصب شد. همانند اروپا
بهرحال پروژه‌های مزارع بادی اغلب بزرگ هستند. پروژه‌های نوعی در شمال آمریكا بزرگتر از ۵۰ مگاوات است و بعضی از پروژه‌ها نیز بالای ۱۲۰ مگاوات هستند و در اروپا پروژه‌ها اغلب بین ۲۰ و ۵۰ مگاوات هستند این به دلیل شرایط خاص آب و هوایی و زمین در اروپا است. توسعه سریع انرژی بادی، در چندین ایالت در آمریكا موفقیت چشمگیری داشته است. در آمریكا از استاندارد RPS استفاده می‌شود.
استاندارد RPS از اول جولای ۲۰۰۰ به مرحله اجرا گذاشته شده است، انرژی‌های بدست آمده از خورشید، باد، بیوماس، گازهای زیرزمینی با پیل‌های سوختی، سطح پیشرفت ۱درصد خواهد داشت تا جولای ۲۰۰۲ میلادی و سپس به ۳ درصد افزایش تا جولای ۲۰۰۶ و ۶ درصد تا جولای ۲۰۰۹ خواهد رسید. به این برنامه‌ها رشد سبز گفته می‌شود (برنامه بازار جهت تامین انرژی از منابع تجدید‌شونده را رشد سبز گویند) بعضی از شركت‌ها حاضر به پرداخت تعرفه‌های بالایی جهت الكتریسیته سبز و بدست آوردن آن از منابع انرژی سبز از قبیل باد هستند.▪ آمریكای جنوبی و مركزی
علیرغم منابع عظیم انرژی بادی در بیشتر نواحی آمریكای جنوبی و مركزی توسعه انرژی بادی در این مناطق بسیار آهسته بوده است. این می‌تواند به دلیل قیمت پایین دیگر منابع انرژی نسبت به نرخ انرژی بادی باشد. بیشتر پروژه‌های بادی در‌ آمریكای جنوبی به وسیله برنامه‌های بین‌المللی پشتیبانی می‌شوند.
به هر حال آرژانتین ظرفیت‌های تولید انرژی بادی را در سال ۱۹۹۸ ایجاد كرد كه بیانگر علاقه‌مندی این كشور جهت تولید انرژی الكتریكی از باد است.
در برزیل بعضی از مراكز دولتی شروع به اجرای چندین طرح بادی كرده‌اند اندازه نوعی این توربین‌ها در حدود ۳۰۰ كیلووات است. توربین‌های بزرگتر مشكل نصب دارند و شرایط خاص محیطی اجازه استفاده از توربینهای بزرگ را نمی‌دهد. به عنوان مثال توربین‌های بادی ساحلی مورد استفاده قرار نگرفته‌اند اما پروژه‌هایی با توربینهای متوسط و كوچك (كوچكتر یا مساوی ۳۰ كیلووات) توسعه پیدا كرده‌اند، درمناطق دور از ساحل در جدول ۱-۱۰ آمار و ارقامی در این مورد ارایه شده است.
▪ آسیا و اقیانوسیه
هندوستان توربین‌های بادی زیادی را از اواسط سال ۱۹۹۰ میلادی نصب كرده است.در سال ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۳ كه توسعه سریع هند نامیده می‌شود دولت هند پشتیبانی‌های زیادی را از انرژی‌های نو بعمل آورد. بعنوان مثال: كمترین نرخ مالیاتی را به اندازه ۱۰۰ درصد تخفیف اولین سال این پروژه‌ها وضع كرد.
و نیز یك سیستم بانكی به نام بانك نیرو راه‌اندازی شد كه در راستای تولیدات الكتریكی می توانست از بانك برای مدت بالای یكسال وام بدهد. این عوامل باعث شد كه انرژی‌های تجدید‌پذیر در بین سالهای ۱۹۹۳ تا ۱۹۹۷ رشد و توسعه زیادی داشته باشد، پس از این دوره كاهش رشدی را در این كشور شاهد هستیم. انرژی بادی در چین پیرو برنامه‌های بین‌المللی شروع به رشد و توسعه كرده و از آنجایی كه بعضی از دولتمردان چینی سفارش به استفاده از انرژی بادی داشتند رشد آن نسبتاً خوب بوده است. به عنوان مثال برنامه‌ای كه در ایالت پلینینگ تحت عنوان (Ride-the-wind) نام گرفت.
در بین سالهای ۱۹۹۴ تا ۲۰۰۴ بانك جهانی از پنج پروژه بادی با مجموع ظرفیت نصب ۱۹۰ مگاوات در چین پشتیبانی می‌كند.
در ژاپن، پروژه‌های مختلف و توربین‌های بادی متفاوت مورد تست و آزمایش قرار گرفت و باعث پیشرفت این تكنولوژی شد. در پایان سال ۱۹۹۰ میلادی پروژه‌های تجاری انرژی باد در جزیره هوكایدو و اوكیناوا شروع شد.
در همان سال، پروژ‌ه‌های انرژی باد همچنین در نیوزیلند و استرالیا به مرحله اجرا درآمد.
مهمترین عامل در گسترش و توسعه انرژی بادی دراسترالیا در برنامه‌های رشد سبز اجرا می‌شود.در چین و هندوستان، توربین‌های بادی بیشتر در حدود ۳۰۰ كیلووات نصب شدند، بهرحال بعضی از توربین‌های بادی ۶۰۰-۵۰۰ كیلووات نیز در این كشورها نصب شد. در استرالیا، ژاپن و نیوزیلند محدوده ۶۰۰-۵۰۰ كیلووات مورد استفاده قرار گرفت.
▪ خاورمیانه و آفریقا
تكنولوژی انرژی بادی در آفریقا به كندی پیشرفت كرده است. بیشتر پروژه‌ها توسط سازمانهای بین‌‌المللی و دولتی پشتیبانی می‌شوند و تعداد محدودی از آنها توسط بخش خصوصی دنبال می‌شوند.
دولت مصر تمایل به استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر داشته ونزدیك شهر زفرانا توربین‌هایی برای تولید ۶۰۰ مگاوات نصب كرده است و پروژه‌های بعدی در موركو با ظرفیت ۲۵۰ مگاوات است.
همچنین در اردن نیروگاه ۲۵ مگاوات نصب شده است و نوع توربین‌های بادی استفاده شده در این منطقه در حدود ۳۰۰ كیلووات است و اما پروژه‌های آینده در حدود استفاده از ۶۰۰-۵۰۰ كیلووات است.
امروزه وزارت جهاد سازندگی مشغول مطالعه و تحقیق و اجراء بعضی از پروژه‌های مستقل از شبكه در مناطق مختلف ایران منجمله دشت دیزباد خراسان است.
● ظرفیت انرژی بادی
اغلب، انرژی بادی در زمینه‌های پتانسیل تئوری قابل دستیابی از آن مورد بحث و ارزیابی قرار می‌گیرد. مطالعات پتانسیل انرژی بادی نشان می‌دهد كه منابع بادی در دنیا فراوان هستند. مثلاً دریافته‌اند كه پتانسیل ساحلی مفید در سیستم‌های آبی اروپا به تنهایی در حدود Twh/year۲۵۰۰ (تریلیون وات ساعت بر سال) است. این در حدود ۸۵ درصد مصرف اروپا در سال ۱۹۹۷ است.
نتیجه می‌گیریم منابع انرژی بادی مورد مطالعه بستگی دارند به كیفیت داده‌های انرژی باد همانطور با اتخاذ تكنولوژی بهتر و فضای مورد نیاز، بهر حال این خیلی مهم است كه بدانیم پتانسیل بادی زمین می‌تواند نقش موثر و مهمی را در تمامی نقاط زمین ایفا كند.
ظرفیت دقیق نصب شده توربین‌های بادی اندازه كوچك یا سیستم‌های مستقل از شبكه اطلاعات جامعی در دست نیست. اطلاعات منطقه‌ای اغلب محدود است.
به عنوان مثال، چین مدعی است كه بیش از ۱۱۰۰۰۰ توربین بادی كوچك (w۲۰۰-۵۰) نصب كرده است، این توربین‌ها جهت تامین نیروی مورد نیاز عشایر دامدار و یا كشاورزان مورد استفاده قرار می‌گیرند.
كارشناسان پیش‌بینی می‌كنند كه بكارگیری سیستم‌های مستقل از شبكه، در آینده نزدیك رشد سریعی خواهد داشت. با برنامه‌ریزی جهت تامین الكتریسیته روستایی در قسمت‌های مختلف جهان این رشد عملی خواهد بود، در برزیل، مكزیك، اندونزی، فیلیپین و آفریقای جنوبی برنامه‌های مشابهی دارند كه از تولید انرژی محلی پشتیبانی می‌كند.
در ایران با توجه به سوابق تاریخی آن پتانسیل استفاده از انرژی بادی و نیروگاههای مستقل از شبكه بسیار بالا است.
در سال ۱۳۴۸ سازمان جنگلها و مراتع كشور اقدام به خرید یك تلمبه بادی از كمپانی سویترن كراس استرالیا كرد كه در سال ۱۳۴۹ در منطقه زرند ساوه نصب شد، این سازمان در سال ۱۳۵۰ سه دستگاه دیگر از این تلمبه را در استان فارس نصب كرد و تاكنون بیش از ۲۰۰ دستگاه در نقاط مختلف كشور نصب شده‌اند و بعد از انقلاب به همت دفتر فنی مرتع، تلمبه‌های با قطر دایره گردش پره‌های ۴/۲ متری در ایران ساخته شده و مورد بهره‌برداری قرار گرفته است.
سازمان حفاظت محیط‌زیست بر سر بعضی از چاههای پارك ملی (این پارك در غرب كویر مركزی و در شرق دریاچه نمك به فاصله ۵۰ كیلومتری جنوب شرقی تهران) قرار دارد برای استفاده وحوش و حیوانات وحشی تعدادی تلمبه بادی نصب كرده، چهار تلمبه ۸/۱ متری هم در مباركه چاه قرقره، دوراهی سنگ فروشی و جنوب چخماقه در حال كار هستند.
ایران همچنانكه اشاره شد مبتكر استفاده از توربین‌های بادی بوده است در شمال ایران جمعاً ۱۰ توربین‌ بادی بزرگ نصب شده است كه عبارتند از دو توربین ۵۰۰ كیلوواتی، یكی در منجیل و دیگری در رودبار و ۸ توربین ۳۰۰ كیلوواتی در رودبار كه همگی ساخت كمپانی نوردتنك دانمارك است و توسط سازمان انرژی اتمی ایران خریداری و نصب شده‌اند.
▪ طرح‌های در دست اجرای سازمان انرژی‌های نو ایران (سانا) در مورد پروژه‌های بادی:
- پروژه ۲۵۰ مگاواتی تحت نظر
- پروژه ۶۰ مگاواتی، انتقال تكنولوژی از كشور ژاپن
- انتخاب محل مناسب ساخت مزرعه توربین‌های بادی به ظرفیت ۶۰ مگاوات
- جهت آمار لحظه‌ای باد در منطقه رودبار و منجیل
● بررسی نیروگاههای بادی مستقل از شبكه
نیروگاههای بادی مستقل از شبكه اغلب جهت مناطق دوردست یا كاربردهای تكنیكی دور از شبكه استفاده می‌شوند، بعنوان مثال برای سایت‌های راداری و ایستگاههای مخابراتی استفاده می‌شوند.
توربین‌های بادی مورد استفاده جهت اینگونه مصارف بین چند وات تا ۵۰ كیلووات می‌توانند باشند.
برای روستاها یا سیستم‌های الكتریكی زراعتی، توربین‌های بادی بالای ۳۰۰ كیلووات به همراه تركیبی از دیزل ژنراتور یا بعضی مواقع سیستم‌های ذخیره باطری مورد استفاده قرار می‌گیرند.نیروگاههای بادی مستقل از شبكه همچنین اغلب در نقاط مختلف جهان برای تولید نیروی مكانیكی لازم جهت پمپاژ آب مصرفی و آب كشاورزی یا برای پمپاژ نفت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دكتر جواد روحی- مهندس محمدعلی برفان

منبع : ماهنامه صنعت برق