باد چگونه کار می کند؟ رونمایی از قدرت پشت انرژی های تجدیدپذیر

انرژی باد یک شاهکار چشمگیر نوآوری بشر است. باد در انرژی های تجدیدپذیر چگونه کار می کند؟ بیایید آن را تجزیه کنیم. در اینجا، من اصول اولیه انرژی باد را باز می کنم و ایده های پیچیده را به بینش هایی آسان برای درک تبدیل می کنم. در پایان، درک بهتری از فیزیک نیروی باد خواهید داشت.

جدول محتوا:
- باد چیست و چگونه تشکیل می شود؟
- فرآیند تبدیل باد به انرژی
- تاثیر انرژی باد بر محیط زیست
- پیشرفت های تکنولوژیکی در انرژی باد
- آینده انرژی بادی

این فقط نسیمی نیست که در یک روز آرام احساس می کنید. باد حرکت هوا است و به دلیل گرم شدن ناهموار سطح زمین توسط خورشید حرکت می کند. این منجر به اختلاف فشار می‌شود و هوا از مناطق پرفشار به فشار کم جریان می‌یابد که به این ترتیب باد را دریافت می‌کنیم. قدرت باد از توانایی آن در جابجایی مقادیر زیادی توده هوا ناشی می شود. این توده هوا دارای نیروی قابل توجهی است، زیرا می تواند اقیانوس ها را حرکت دهد و قاره ها را شکل دهد.

چرخش زمین (و جغرافیا) نیز در شکل‌گیری باد نقش دارند: اثر کوریولیس باد را به الگوهایی منحنی می‌کند که مختص چرخش زمین است، در حالی که کوه‌ها و دره‌ها باد را بر روی آنها هدایت و تسریع می‌کنند. همه این نیروهای طبیعی منجر به ایجاد آب و هوای بادهای مختلف در سراسر جهان می شود که هر کدام فرصت ها و چالش های خاص خود را برای انرژی باد دارند.

از روی این الگوها، آنها می‌توانند مکان‌های بالقوه برای مزارع بادی را تعیین کنند، جایی که باد قابل اعتماد و قوی است، یک میدان جنگ کلیدی برای تغییر انرژی بعدی.

باد هم قوی و هم ثابت است، میدان‌های نبردی هستند که آینده انرژی‌های تجدیدپذیر در آن شکل می‌گیرد.

انرژی جنبشی باد در یک کاربرد قابل توجه مهندسی به الکتریسیته تبدیل می شود. همه چیز با یک توربین بادی شروع می شود: یک ساختار بزرگ با پره های دایره ای با ابهت که برای مهار انرژی جنبشی باد طراحی شده اند. همانطور که باد می وزد، باعث می شود که پره ها به دور روتور بچرخند. روتور چرخان به نوبه خود یک ژنراتور را می چرخاند و الکتریسیته تولید می کند.

اینکه چقدر این کار به طور موثر انجام می شود به عوامل مختلفی بستگی دارد. سرعت باد، چگالی هوا و فناوری هایی که برای تبدیل آن به انرژی مفید استفاده می شود، همگی در این امر نقش دارند. مهمترین این عوامل سرعت باد است، زیرا توان موجود از باد متناسب با مکعب سرعت آن است - یعنی دو برابر شدن سرعت باد، انرژی موجود را به میزان هشت برابر افزایش می دهد.

تبدیل انرژی باد نیز از پیشرفت های تکنولوژیک بهره مند شده است. مواد تیغه ای بهتر (محکم تر)، پروفیل های بهینه تیغه و سیستم های کنترل کارآمد، همگی به بازده تبدیل انرژی بالایی که توربین های بادی تجاری امروزی نشان می دهند کمک می کنند.

انرژی باد مورد تشویق قرار می گیرد زیرا ردپای زیست محیطی بسیار کمی دارد و تولید آن هیچ گونه گاز گلخانه ای منتشر نمی کند (برخلاف سوخت های فسیلی). در واقع، انرژی باد کلید کاهش سرعت تغییرات آب و هوایی است. علاوه بر این، مزارع بادی به طور شگفت‌انگیزی به زمین کمی نیاز دارند، و کشاورزی می‌تواند ادامه یابد یا زمین وحشی باقی بماند، که یک موهبت برای تنوع زیستی محلی است.

اما مانند همه منابع انرژی، توسعه انرژی بادی پیامدهای زیست محیطی دارد. اگرچه کاهش یافته است، ساخت مزارع بادی می تواند اکوسیستم های محلی را مختل کند و پرندگان و خفاش ها توسط توربین ها کشته شوند. صنعت انرژی سبز باید به این مشکلات توجه داشته باشد و به دنبال راه حل های فناورانه ای باشد که اثرات آن بر حیات وحش را کاهش دهد.

با این حال، من همچنین معتقدم که مزایای زیست محیطی انرژی بادی غیرقابل انکار است. این نوع انرژی، الکتریسیته مشتق شده از سوخت فسیلی را که باعث آلودگی هوا می شود و برای تولید به آب زیادی نیاز دارد، جابجا می کند و در نتیجه سیاره ما را به مکان بسیار سالم تری برای فرزندان فرزندانمان تبدیل می کند.

انرژی باد زمینه ای از نوآوری های سرسام آور است، با جریان دائمی فناوری های جدید که هزینه انرژی باد را کاهش می دهد، آن را قابل اعتمادتر می کند و کاربرد آن را گسترش می دهد. یکی از مهم ترین نوآوری های اخیر، استفاده از نیروگاه های بادی فراساحلی است. بادهای فراساحلی سریعتر و قابل اعتمادتر از بادهای زمینی هستند و بنابراین بازده بیشتری دارند.

دومین تکه فناوری که نوید افزایش چشمگیر پتانسیل عرضه را می دهد، توربین های بادی شناور است. اینها توربین هایی هستند که در بستر دریا ثابت نیستند، بنابراین می توان آنها را در آب هایی که برای توربین های لنگردار بسیار عمیق هستند مستقر کرد، بنابراین مناطق وسیعی را برای انرژی باد باز می کند.

به طور مشابه، شبکه‌های هوشمند و فن‌آوری ذخیره‌سازی انرژی قابلیت اطمینان باد را بهبود می‌بخشند: نه تنها ذخیره‌سازی انرژی امکان استفاده از تولید باد در خارج از پیک را در دوره‌های تقاضای انرژی بالا فراهم می‌کند، بلکه سایر اشکال تجدیدپذیر مانند انرژی فتوولتائیک خورشیدی را می‌توان در زمانی که باد کمیاب است افزایش داد.

به نظر می رسد آینده چشم انداز روشنی برای انرژی بادی دارد. پیشرفت‌های مداوم فناوری همراه با تغییر جهانی به نفع انرژی‌های تجدیدپذیر به این معنی است که باد نقش مهمی در ترکیب انرژی آینده خواهد داشت. کاهش قابل توجه هزینه در انرژی بادی، زمانی که با سیاست‌ها و سرمایه‌گذاری‌های حمایتی همراه شود، انرژی بادی را با منابع سنتی انرژی رقابتی می‌کند.

علاوه بر این، انرژی بادی توسعه اقتصادی و اشتغال ایجاد می کند، از ساخت مزارع بادی گرفته تا نگهداری توربین ها. همانطور که جوامع در سرتاسر جهان شروع به استفاده از نیروی باد می کنند، نمونه هایی از مزایای انرژی پاک و تجدیدپذیر تنها رشد خواهند کرد.

به طور کلی، استفاده از باد به عنوان یک انرژی تجدیدپذیر در یادگیری نحوه عملکرد آن نهفته است. از نسل آن تا آخرین فناوری، هر بخش از انرژی بادی به ما امکان می‌دهد راه‌های استفاده از آن را ببینیم، که ما را با انرژی باد به آینده‌ای روشن‌تر و سبزتر هدایت می‌کند.

انقلاب انرژی های تجدیدپذیر که به تازگی آغاز شده است بر پایه نیروی باد ساخته شده است. برای درک چگونگی عملکرد باد، شروع به درک نیروهای طبیعت است که این نوآوری فن‌آور باورنکردنی را هدایت می‌کنند. برای درک اینکه چگونه همه ما می توانیم از آن بهره مند شویم. این متن ویرایش شده برگرفته از کتاب باد! روح و علم هوا در حرکت (فارار استراوس ژیرو) اثر اتو ای ویت.