پس کي مي وزي اي باد؟!

روش هاي جديد پيش بيني باد، مي تواند به گسترش دامنه استفاده از انرژي باد به عنوان يک منبع تجديدپذير انرژي پاک، بسيار کمک کند
هنگامي که شرکت ميتسوبيشي در فوريه سال 2010 خبر اتمام احداث يک نيروگاه بزرگ بادي در انگليس را اعلام کرد، همه علاقه مندان به انرژي باد در اين کشور خوشحال شدند و اين اقدام را گامي براي افزايش توليد انرژي ارزان و پاک دانستند اما با گذشت چند هفته از شروع به کار اين نيروگاه، خبري از باد نبود. بررسي گزارش ها و آمار مربوط به سازمان هواشناسي انگليس حکايت از آن داشت که در طي هفت سال گذشته، ماه فوريه، کم بادترين ماه سال در انگليس بوده است و اين يعني معطل ماندن فرآيند توليد برق از نيروگاه تا زمان مناسب!
نيروي باد به عنوان يکي از ارزان ترين و پاک ترين منابع توليد انرژي تجديدپذير در دنياي امروز شناخته مي شود و طرفداران بسيار زيادي در اقصي نقاط دنيا پيدا کرده است: اتحاديه اروپا: اعضاي خود را ملزم کرده تا سال 2020 حداقل 20 درصد انرژي برق خود را از طريق نصب و راه اندازي توربين هاي بادي تامين کنند. در آمريکا نيز وزارت انرژي اعلام کرده تا سال 2030، بيش از 25 درصد انرژي مصرفي در اين کشور بايد از طريق توربين هاي بادي توليد شود. چين و هند نيز در تلاش هستند تا بر حجم برق توليدي در نيروگاه هاي بادي بيفزايند و از وابستگي خود به انرژي هاي فسيلي بکاهند.
با وجود تمام اين برنامه ريزي ها، بايد به اين واقعيت غير قابل انکار اشاره کرد که هيچ انرژي بادي را نمي توان بدون وزيدن باد توليد کرد. به عبارت بهتر، براي توليد هر چه بيشتر و بهتر انرژي باد بايد به طور دقيق بدانيم باد در چه مکاني، در چه زماني و با چه قدرتي مي وزد.همه اين عوامل کليدي، اهميت و حساسيت فرايند پيش بيني باد را به ما گوشزد مي کنند. با در اختيار داشتن اطلاعات کافي در مورد الگوهاي وزش باد در آينده مي توان هم به طراحان و سازندگان نيروگاه هاي بادي در انتخاب محل مناسب کمک کرد و هم به اپراتورهاي نيروگاه هاي بادي موجود براي پيش بيني ميزان خروجي و توليد انرژي واحد اطلاع رساني کرد.

آيا باد خواهد وزيد؟
 

اگر چه انرژي باد، يک نوع انرژي ارزان و گاه مجاني خوانده مي شود، اما بايد دانست که براي توليد انرژي باد، به سرمايه گذاري هنگفتي نياز است. در سه ماه اول سال 2010، بيش از 14 ميليارد دلار براي ساخت، راه اندازي و نگهداري نيروگاه هاي بادي در جهان هزينه شده است. شرکت هاي سازنده نيروگاه هاي بادي مي بايستي قادر باشند سرمايه گذاران بالقوه اي که مايل به سرمايه گذاري در اين حوزه هستند، را قانع کنند که هزينه کردن ميلون ها دلار پول براي نصب و راه اندازي توربين هاي بادي داراي توجيه اقتصادي و سودآوري کافي است. يکي از مهمترين مسايل در اين ميان، حصول اطمينان از وزش بادهاي قدرتمند در مکان تعيين شده براي ساخت نيروگاه و تداوم داشتن آن براي مدتي طولاني است.
بهترين ابزار براي ارزيابي درست در مورد منابع بادي منطقه، آناليزهاي سه گانه "اندازه گيري"، "پيوستگي"، "پيش بيني" يا MCP است که شامل مقايسه اطلاعات جمع آوري شده از سايت هاي اطراف نيروگاه در سال هاي مختلف و الگوسازي در مورد زمان، مکان و قدرت وزش باد مي شود. علاوه بر اين، با کنترل ميزان وزش باد و تغييرات روي داده در باد از مبدأ (محل شروع وزش باد) تا مقصد (محل پايان يافتن باد) مي توان به پتانسيل هاي بادي مناطق مختلف پي برد.
با اين همه، چنين تجزيه و تحليل هايي عاري از ابهام و پيچيدگي نيست و باد لزوما ًاز الگوهاي تعيين شده توسط اين سيستم پيروي نمي کند. به عنوان مثال، اطلاعات مورد استفاده از ام. سي. پي از طريق دکل هايي جمع آوري مي شود که در ارتفاعي پايين تر از توربين هاي بادي قرار دارند. تاثيرات زيست محيطي و آب و هوايي نيز در دگرگون سازي الگوهاي باد دخيل بوده و بر پيچيدگي محاسبات و پيش بيني ها مي افزايد که اين مسئله در مورد مناطق کوهستاني و جنگلي، بيشتر مصداق پيدا مي کند. بنابراين هر گونه اشتباه و خطاي محاسباتي در اندازه گيري حرکت باد مي تواند به کاهش شديد توليد انرژي بادي در مقايسه با پيش بيني ها و نقطه مطلوب منجر شود. يکي از جديدترين روش ها براي تعيين و محاسبه الگوي آماري باد، P90 نام دارد که عبارت است از ميانگين سرعت باد که 90 درصد قابل استفاده توسط توربين هاي بادي است. بر اين اساس، هر چه ميانگين سرعت باد در يک منطقه به فاکتور P90 نزديک تر و اطمينان بيشتري نسبت به دوام اين نوع باد وجود داشته باشد، آن سايت براي ساخت و راه اندازي نيروگاه بادي مناسب تر خواهد بود.
براي به دست آوردن تصوير دقيق تري از سرعت، قدرت و مسير باد در يک منطقه مي توان از فناوري ليزر بهره برد. يک شرکت مهندسي اسکاتلندي به نام SgurrEnergy وسيله اي به نام گاليون ليدار را طراحي و ساخته است که قادر است با استفاده از پرتوهاي ليزري، سرعت مسير و نوسان باد را اندازه گيري کرده و به تکميل آناليزهاي ام. سي. پي کمک مي کند. اين پرتوها ليزري با شناسايي ذرات معلق در باد و کنترل سرعت جابه جايي آنها، يک سري الگوهاي حاکم بر بادهاي منطقه اي را مشخص مي کند و بدين وسيله از ميزان خطاي محاسباتي مربوط به سنجش باد در سيستم ام. سي. پي و p90 مي کاهند.
استفاده از چنين نوآوري هايي در کشورهايي چون دانمارک که هم اکنون بيش از 20 درصد انرژي مصرفي خود را از طريق توربين هاي بادي توليد مي کنند، مي تواند به ثبات و قابل اتکا بودن انرژي باد به عنوان منبع اصلي توليد انرژي ملي کمک شاياني کند.
منبع: ويژه نامه علم و فناوري اکونوميست
منبع: دانشمند شماره 567