انرژی باد چگونه کار می کند

مهار نیروی باد یکی از پاک ترین و پایدارترین راه ها برای تولید برق است، نیروی باد هیچ انتشار سمی و هیچ یک از انتشارات گرما که به گرمایش جهانی کمک می کند را تولید نمی کند.

این و این واقعیت که نیروی باد یکی از فراوان‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین منابع انرژی است، آن را جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی می‌کند که به سلامت ما آسیب می‌رسانند و محیط‌زیست را تهدید می‌کنند.

انرژی بادی، تبدیل انرژی باد به نوعی مفید از انرژی مانند انرژی الکتریکی (با استفاده از توربین‌های بادی)، انرژی مکانیکی (مثلاً در آسیاب‌های بادی یا پمپ‌های بادی) یا پیش‌رانش قایق‌ها و کشتی‌ها (مثلاً در قایق‌های بادبانی) است.

در آسیاب‌های بادی از انرژی باد مستقیماً برای خرد کردن دانه‌ها یا پمپ کردن آب استفاده می‌شود.

تاریخچه نیروی باد

نیروی باد هم قدیمی و هم جدید است. از کشتی‌های بادبانی یونانیان باستان، تا آسیاب‌های غلات هلندی پیش از صنعتی شدن، تا آخرین توربین‌های بادی با فناوری پیشرفته که بر فراز دشت مینه‌سوتا بالا می‌آیند، انسان‌ها هزاره‌ها از نیروی باد استفاده کرده‌اند.

در ایالات متحده، اوج اولیه باد بین سال های 1870 تا 1930 بود، زمانی که هزاران کشاورز در سراسر کشور از باد برای پمپاژ آب استفاده می کردند. در دهه 1920 از توربین های بادی الکتریکی کوچک در مناطق روستایی استفاده می شد و نمونه های اولیه ماشین های بزرگتر در دهه 1940 ساخته شد.

با این حال زمانی که نیودیل برق متصل به شبکه را به حومه شهر آورد، آسیاب‌های بادی از دست رفتند.

علاقه به انرژی باد در طول بحران های انرژی دهه 1970 دوباره متولد شد و تحقیقات وزارت انرژی آمریکا (DOE) در دهه 1970 بر روی طراحی توربین‌های بزرگ متمرکز شد و بودجه آن به تولیدکنندگان بزرگ هوافضا اختصاص یافت.

در حالی که این ماشین‌های 2 و 3 مگاواتی عمدتاً در آن زمان ناموفق بودند، آنها تحقیقات پایه‌ای در مورد طراحی تیغه‌ها و اصول مهندسی ارائه کردند.

عصر مدرن باد در کالیفرنیا در دهه 1980 آغاز شد و بین سال‌های 1981 و 1986، شرکت‌های کوچک و کارآفرینان 15000 توربین با اندازه متوسط را نصب کردند که نیروی کافی برای هر ساکن سانفرانسیسکو فراهم می‌کرد.

تحت فشار هزینه های بالای سوخت های فسیلی، تعلیق انرژی هسته ای، و نگرانی در مورد تخریب محیط زیست، دولت مشوق های مالیاتی برای ارتقای انرژی بادی ارائه کرد. اینها، همراه با مشوق های مالیاتی فدرال، به رشد صنعت باد کمک کرد.

پس از انقضای اعتبارات مالیاتی در سال 1985، انرژی بادی به رشد خود ادامه داد، هرچند کندتر. شاید مهم‌تر در کاهش رشد انرژی باد، کاهش قیمت سوخت‌های فسیلی بود که در اواسط دهه 1980 رخ داد.

در اوایل دهه 1990، پیشرفت در فناوری که منجر به افزایش قابلیت اطمینان توربین و کاهش هزینه های تولید شد، تقویت دیگری برای توسعه باد فراهم کرد.

علاوه بر این نگرانی در مورد گرم شدن کره زمین و اولین جنگ خلیج فارس، کنگره را به تصویب قانون سیاست انرژی در سال 1992 رساند - قانون جامع انرژی که شامل اعتبار مالیاتی جدید برای تولید برق بادی و زیست توده بود ولی با این حال، اندکی پس از آن، صنعت برق شروع به پیش‌بینی بازسازی گسترده کرد، که در آن تامین‌کنندگان برق به جای انحصارات محافظت‌شده به رقیب تبدیل می‌شوند. سرمایه‌گذاری در انواع نیروگاه‌های جدید به‌ویژه برای فناوری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر سرمایه‌بر مانند باد به شدت کاهش یافت.

بزرگترین شرکت بادی ایالات متحده، Kenetech، در سال 1995 اعلام ورشکستگی کرد، قربانی کاهش ناگهانی سرعت. تا سال 1998 بود که صنعت بادی شروع به تجربه رشد مداوم در ایالات متحده کرد، تا حد زیادی به لطف مشوق های مالیاتی فدرال، الزامات و مشوق های انرژی تجدیدپذیر در سطح ایالت، و - از سال 2001 - افزایش قیمت سوخت های فسیلی.

در حالی که صنعت باد از اوایل دهه 2000 به بعد رشد قابل توجهی داشت، به دلیل ماهیت دوباره و دوباره مشوق های مالیاتی فدرال، از دوره های رونق و رکود رنج می برد. در سال 2006، دوره حمایت فدرال بدون وقفه از باد آغاز شد که منجر به چندین سال رشد بی سابقه شد.

در سایر نقاط جهان، به ویژه در اروپا، باد پشتیبانی طولانی مدت تر و پایدارتری داشته است، در نتیجه کشورهای اروپایی در حال حاضر قادرند بیشتر نیازهای برق خود را از طریق نیروی باد با مساحت زمین و پتانسیل منابع بسیار کمتر در مقایسه با ایالات متحده تامین کنند.

به عنوان مثال دانمارک در حال حاضر حدود 30 درصد از نیاز برق خود را از طریق نیروی باد تامین می کند، تولید بادی همچنین حدود 17 درصد از نیاز ملی برق در پرتغال، 13 درصد در ایرلند و 11 درصد در آلمان را تشکیل می دهد و تعهدات جدی برای کاهش انتشار گرمایش جهانی، توسعه محلی، و عزم برای اجتناب از واردات سوخت، محرک های اولیه توسعه انرژی بادی در اروپا بوده است.

منبع باد

منبع باد – سرعت وزش، تعداد دفعات و زمان – نقش مهمی در هزینه تولید برق آن دارد. توان خروجی از یک توربین بادی به صورت مکعبی از سرعت باد افزایش می یابد. به عبارت دیگر، اگر سرعت باد دو برابر شود، توان خروجی هشت برابر افزایش می یابد، بنابراین بادهای با سرعت بالاتر راحت تر و ارزان تر ثبت می شوند.

سرعت باد به هفت کلاس تقسیم می شود - کلاس یک کمترین و کلاس هفت بالاترین. ارزیابی منابع بادی میانگین سرعت باد بالای یک بخش از زمین (به عنوان مثال ارتفاع 50 متر) را ارزیابی می کند و به آن منطقه یک کلاس باد اختصاص می دهد. توربین های بادی در محدوده محدودی از سرعت باد کار می کنند.

اگر باد خیلی کند باشد، نمی‌توانند بچرخند و اگر خیلی سریع باشد، خاموش می‌شوند تا آسیب نبینند. سرعت باد در کلاس سه (6.7 - 7.4 متر در ثانیه (m/s)) و بالاتر معمولاً برای تولید اقتصادی نیرو مورد نیاز است.

در حالت ایده آل یک توربین بادی باید با سرعت و فرکانس منبع تطبیق داده شود تا تولید برق به حداکثر برسد.

از اواخر دهه 1990، آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر DOE (NREL) با دولت های ایالتی برای تولید و اعتبارسنجی ارزیابی های بالقوه منابع بادی با وضوح بالا بر اساس ایالت به ایالت کار می کند.

یک ارزیابی در سال 2012 از پتانسیل فنی ایالات متحده برای باد خشکی، نزدیک به 33000 TWh پتانسیل را نشان داد که معادل 8 برابر کل مصرف انرژی ایالات متحده در سال 2012 است.

اگرچه هنوز هیچ پروژه ای در ایالات متحده نصب نشده است، منابع بادی واقع در فراساحل نیز پتانسیل زیادی را ارائه می دهند، با مزیت اضافی قرار گرفتن در نزدیکی مراکز جمعیتی ساحلی بسیار متراکم. پتانسیل فنی برای باد دریایی در ایالات متحده تقریباً 17000 TW است که چهار برابر کل مصرف انرژی ایالات متحده در سال 2012 است.

عوامل متعددی می توانند بر سرعت باد و توانایی توربین برای تولید توان بیشتر تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، با افزایش ارتفاع از سطح زمین، سرعت باد افزایش می یابد. اگر سرعت باد در فاصله 10 متری از سطح زمین 6 متر بر ثانیه باشد، در ارتفاع 50 متری حدود 7.5 متر بر ثانیه خواهد بود.

مطالعه‌ای در دانشگاه استنفورد در سال 2003 سرعت باد را در ارتفاعات بالاتر مورد بررسی قرار داد و دریافت که یک چهارم ایالات متحده - از جمله مناطقی که از نظر تاریخی پتانسیل باد ضعیفی دارند - به طور بالقوه برای تامین برق مقرون‌به‌صرفه از باد مناسب است.

به منظور استفاده از این پتانسیل در ارتفاعات بالاتر، روتورهای جدیدترین توربین های بادی اکنون می توانند به ارتفاع 130 متر برسند.

علاوه بر ارتفاع، قدرت باد با دما و ارتفاع متفاوت است که هر دو بر چگالی هوا تأثیر می‌گذارند. بادهای زمستانی در مینه سوتا قدرت بیشتری نسبت به بادهای تابستانی با همان سرعت بالا در گردنه های جنوب کالیفرنیا خواهند داشت.

هر چه باد بیشتر باشد، نیروی بیشتری توسط توربین های بادی تولید می شود.

اما، البته، باد دائماً نمی وزد. اصطلاحی که برای توصیف این مورد استفاده می شود ضریب ظرفیت است، که به سادگی مقدار توانی است که یک توربین در یک بازه زمانی واقعی تولید می کند، تقسیم بر مقدار توانی که اگر با ظرفیت نامی کامل خود در آن زمان کار می کرد، می توانست تولید کند.

اندازه گیری دقیق تر خروجی بازده خاص است و این مقدار انرژی خروجی سالانه را به ازای هر متر مربع از مساحتی که پره‌های توربین در حال چرخش می‌چرخانند، اندازه‌گیری می‌کند. به طور کلی، توربین های بادی بین 20 تا 40 درصد از انرژی باد را جذب می کنند.

بنابراین در مکانی با سرعت متوسط باد 7 متر بر ثانیه، یک توربین معمولی حدود 1100 کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) در هر متر مربع مساحت در سال تولید می کند.

اگر توربین دارای پره هایی به طول 40 متر باشد، برای کل مساحت جاروب شده 5029 متر مربع، توان خروجی حدود 5.5 میلیون کیلووات ساعت برای سال خواهد بود و افزایش طول پره، که به نوبه خود باعث افزایش سطح جاروب شده می شود، می تواند تأثیر قابل توجهی بر میزان توان خروجی از یک توربین بادی داشته باشد.

یکی دیگر از عوامل در هزینه برق بادی فاصله توربین ها از خطوط انتقال است و برخی از مناطق بادخیز بزرگ، به ویژه در بخش‌های روستایی دشت‌های مرتفع و کوه‌های راکی، پتانسیل عظیمی برای تولید انرژی دارند، اگرچه به دلیل دوری از مراکز بارگذاری، برای توسعه دور از دسترس بوده‌اند.

با درک این موضوع، دولت‌های ایالتی و وزارت انرژی آمریکا شروع به همکاری در شناسایی این «مناطق انرژی تجدیدپذیر» و یکپارچه‌سازی توسعه این منابع از طریق برنامه‌ریزی انتقال کرده‌اند.

آخرین ملاحظات برای منبع باد، تغییرات فصلی و روزانه در سرعت باد است.

اگر باد در دوره‌های اوج تقاضای توان می‌وزد، توان یک مزرعه بادی نسبت به زمانی که در دوره‌های خارج از پیک می‌وزد ارزش بیشتری دارد و برای مثال، در کالیفرنیا، دمای بالا در دره مرکزی و دمای پایین سواحل در نزدیکی سانفرانسیسکو باعث می‌شود که بادهای قدرتمندی در تابستان در سراسر گذرگاه آلتامونت بوزد، دوره‌ای که تقاضای برق بالاست.

پرداختن به تغییرپذیری نیروی باد

مقابله با تغییرپذیری باد در مقیاس بزرگ به هیچ وجه برای تاسیسات برق غیرقابل حل نیست و اپراتورهای شبکه باید از قبل خود را با تغییرات ثابت در تقاضای برق وفق دهند، نیروگاه ها را روشن و خاموش کنند، و با افزایش و کاهش مصرف برق، خروجی آنها را ثانیه به ثانیه تغییر دهند.

اپراتورها همیشه باید نیروگاه ها را در ذخیره نگه دارند تا با افزایش یا کاهش غیرمنتظره تقاضا و همچنین قطعی نیروگاه ها و خطوط انتقال مواجه شوند.

در نتیجه، اپراتورها نیازی به واکنش به تغییرات در خروجی باد در هر تاسیسات بادی ندارند. علاوه بر این، باد همیشه در جایی می وزد، بنابراین توزیع توربین های بادی در یک منطقه جغرافیایی وسیع به هموارسازی تنوع منبع کمک می کند.

در عمل، بسیاری از شرکت‌های برق در حال حاضر نشان داده‌اند که باد می‌تواند بدون مشکل قابلیت اطمینان، سهم قابل‌توجهی در تامین برق آنها داشته باشد. Xcel Energy که به نزدیک به 3.5 میلیون مشتری در 8 ایالت غربی و میانه غربی خدمات رسانی می کند، در حال حاضر دارای 4057 مگاوات بادی است و قصد دارد تا سال 2018 ظرفیت باد خود را به 4800 مگاوات افزایش دهد.

در کلرادو، Xcel اخیراً برای تأمین بیش از 50 درصد برق خود در چند شب که باد شدید و تقاضای برق کم بود، به نیروی باد متکی بود.

Xcel همچنین 37 درصد از برق خود را از نیروی باد در مینه سوتا تحت شرایط مشابه تولید کرده است و همچنین چندین منطقه در اروپا وجود دارد که در آن نیروی بادی بیش از 20 درصد برق را بدون هیچ گونه تأثیر نامطلوبی بر قابلیت اطمینان سیستم تامین می کند.

به عنوان مثال، سه ایالت در آلمان دارای نفوذ برق بادی با توان حداقل 40 درصد هستند.

چالش ادغام انرژی باد در شبکه برق می تواند هزینه ها را افزایش دهد، اما نه چندان. مطالعات مهندسی گسترده توسط شرکت‌های آب و برق در چندین منطقه ایالات متحده و همچنین تجربه عملیاتی واقعی در اروپا نشان داده‌اند که حتی با نفوذ تا 20 درصد، هزینه‌های یکپارچه‌سازی شبکه تنها تا حدود 10 درصد از هزینه عمده‌فروشی تولید باد را اضافه می‌کند.

با این حال، از آنجایی که باد هزینه‌های متغیر پایینی دارد، می‌تواند هزینه‌های عملیاتی کلی سیستم را با جایگزین کردن خروجی واحدهایی با هزینه‌های عملیاتی بالاتر (مانند توربین‌های گاز) کاهش دهد.

افزایش استفاده از نیروی باد در واقع می تواند به یک سیستم الکتریکی قابل اطمینان تر کمک کند. توربین‌های بادی مدرن امروزی دارای کنترل‌های الکترونیکی پیچیده‌ای هستند که امکان تنظیم مداوم خروجی آنها را فراهم می‌کنند و می‌توانند به اپراتورهای شبکه کمک کنند تا شبکه را در پاسخ به شرایط عملیاتی غیرمنتظره، مانند قطع شدن خط برق یا نیروگاه، تثبیت کنند.

این به اپراتورهای شبکه انعطاف پذیری بیشتری برای پاسخگویی به چنین رویدادهایی می دهد و پیشرفت‌های امیدوارکننده در فناوری ذخیره‌سازی نیز می‌تواند قابلیت اطمینان را در آینده بهبود بخشد، اگرچه فضای زیادی برای گسترش استفاده از باد بدون ذخیره‌سازی حداقل تا چند دهه آینده وجود دارد.

مکانیک توربین های بادی

توربین‌های بادی برقی مدرن بسته به کاربردشان در چند سبک و اندازه‌های مختلف تولید می‌شوند. رایج ترین سبک، بزرگ یا کوچک، «طراحی محور افقی (با محور پره ها به صورت افقی به زمین) است و روی این توربین دو یا سه پره به سمت باد برجی که روی آن قرار دارد می چرخند.

توربین‌های بادی کوچک معمولاً برای تأمین برق از شبکه استفاده می‌شوند، از توربین‌های بسیار کوچک ۲۵۰ واتی که برای شارژ باتری‌های قایق بادبانی طراحی شده‌اند تا توربین‌های ۵۰ کیلوواتی که نیروگاه‌های لبنیات و روستاهای دورافتاده را تامین می‌کنند.

مانند آسیاب‌های بادی مزرعه‌ای قدیمی، این توربین‌های بادی کوچک اغلب دارای فن‌هایی هستند که آنها را در جهت باد نگه می‌دارد.

توربین‌های بادی بزرگ که اغلب توسط شرکت‌های برق برای تامین برق شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند، از 250 کیلووات تا ماشین‌های عظیم 3.5 تا 5 مگاواتی که در خارج از ساحل استفاده می‌شوند، متغیر هستند.

در سال 2009، میانگین توربین های بادی مستقر در زمین دارای ظرفیت 1.75 مگاوات بود، توربین‌های مقیاس شهری معمولاً در گروه‌ها یا ردیف‌ها قرار می‌گیرند تا از نقاط بادی اصلی استفاده کنند.

مزارع بادی مانند اینها می توانند از چند یا صدها توربین تشکیل شده باشند که توان کافی برای ده ها هزار خانه را فراهم می کند.

توربین‌های بادی محور افقی از بیرون از سه قسمت بزرگ تشکیل شده‌اند: برج، پره‌ها و جعبه‌ای در پشت پره‌ها به نام ناسل. داخل ناسل جایی است که بیشتر عمل انجام می شود، جایی که حرکت به برق تبدیل می شود. توربین های بزرگ فن دم ندارند. در عوض آنها دارای کنترل های هیدرولیکی هستند که تیغه ها را به سمت باد هدایت می کند.
 

در معمولی ترین طراحی، تیغه ها به محوری متصل می شوند که به گیربکس می رسد و گیربکس یا گیربکس سرعت چرخش را از حدود 50 دور در دقیقه به 1800 دور در دقیقه افزایش می دهد.

شفت چرخان سریعتر در داخل ژنراتور می چرخد و برق AC تولید می کند و برق باید در فرکانس و ولتاژ مناسب تولید شود تا با شبکه برق سازگار باشد. از آنجایی که سرعت باد متفاوت است، سرعت ژنراتور می تواند متفاوت باشد و نوساناتی در برق ایجاد کند.

یکی از راه حل های این مشکل داشتن توربین هایی با سرعت ثابت است که در آن پره ها با چرخش کمی به پهلو تنظیم می شوند تا در هنگام وزش باد سرعت خود را کاهش دهند. راه حل دیگر استفاده از توربین های با سرعت متغیر است که در آن پره ها و ژنراتور با باد تغییر سرعت می دهند و کنترل های پیشرفته توان نوسانات خروجی برق را برطرف می کنند.

رویکرد سوم استفاده از ژنراتورهای کم سرعت است. توربین های انرکون آلمان دارای یک محرک مستقیم هستند که از گیربکس استپ آپ عبور نمی کند.

مزیتی که توربین های سرعت متغیر نسبت به توربین های با سرعت ثابت دارند این است که می توانند در محدوده وسیع تری از سرعت باد کار کنند. همه توربین ها دارای محدودیت های بالا و پایین برای سرعت باد هستند: اگر باد خیلی کند باشد، قدرت کافی برای چرخاندن پره ها وجود ندارد.

اگر خیلی سریع باشد، خطر آسیب به تجهیزات وجود دارد. سرعت‌های «قطع» و «قطع» توربین‌ها می‌تواند بر مدت زمان کارکرد توربین‌ها و در نتیجه توان خروجی آنها تأثیر بگذارد.

هزینه برق ناشی از باد از حدود 25 سنت بر کیلووات ساعت در سال 1981 به میانگین نزدیک به 4 سنت در کیلووات ساعت در سال 2008 کاهش یافته است، با 50 درصد پروژه ها در محدوده 3.3 تا 5.2 سنت در کیلووات ساعت (شامل اعتبار مالیاتی تولید فدرال).

اگرچه قیمت توربین‌های بادی از سال 2005 تا حدودی افزایش یافته است (برای اطلاعات بیشتر به زیر مراجعه کنید)، در مناطقی با بهترین منابع، انرژی بادی قابل رقابت با نسل جدید نیروگاه‌های زغال سنگ و گاز طبیعی است.

در واقع تجزیه و تحلیل آزمایشگاه DOE Lawrence Berkeley نشان داد که قیمت باد از سال 2003 با قدرت عمده فروشی رقابتی بوده است.

با رقابتی شدن هزینه های انرژی بادی، تقاضا در سراسر جهان به طور تصاعدی در حال رشد است، ظرفیت جهانی انرژی بادی از کمی بیش از 6000 مگاوات در سال 1996 به بیش از 282500 مگاوات در پایان سال 2012 افزایش یافت و رشد اخیراً در ایالات متحده، چین، هند و اروپا بسیار چشمگیر بوده است، اما بازارهای کانادا، و بقیه آسیا و اقیانوسیه نیز به سرعت در حال ظهور هستند.

در پایان سال 2012، بازار نیروی بادی ایالات متحده به بیش از 60000 مگاوات رسید، نزدیک به نیمی از این ظرفیت در تگزاس، کالیفرنیا، آیووا، ایلینوی و اورگان واقع شده است.

در سال 2012، ایالات متحده دومین ظرفیت بادی نصب شده را پس از چین داشت (کل ظرفیت باد: 75324 مگاوات)، بسیاری از توسعه باد در ایالات متحده توسط اعتبار مالیاتی تولید فدرال (PTC) و استانداردهای برق تجدیدپذیر در سطح ایالتی (RES) انجام شده است.

PTC یک اعتبار مالیاتی 2.1 سنت بر کیلووات ساعت در طول 10 سال اول بهره برداری از تاسیسات انرژی بادی فراهم می کند، علیرغم اینکه آن یکی از محرک های اصلی توسعه باد است، دولت فدرال از سال 1999 در سه نوبت اجازه داده است که PTC منقضی شود.

PTC از اواخر سال 2004 دست نخورده باقی مانده است و تا سال 2012 به عنوان بخشی از قانون بازیابی و سرمایه گذاری مجدد آمریکا در سال 2009 تمدید شد که در پایان سال 2012، کنگره تمدید محدودی از PTC را برای پروژه های بادی که در سال 2013 شروع به ساخت کردند، تصویب کرد.

استانداردهای برق تجدیدپذیر در سطح ایالتی (RES) که معمولاً استانداردهای نمونه کار تجدیدپذیر (RPS) نیز نامیده می شود، مستلزم آن است که حداقل درصد تولید برق از انرژی های تجدید پذیر باشد.

با ایجاد تقاضا برای انرژی های تجدیدپذیر بیشتر، این سیاست ها همچنین به عنوان محرک اصلی توسعه باد ایالات متحده عمل می کنند. 9 ایالت از 10 ایالت برتر در مجموع ظرفیت نصب شده بادی دارای سیاست های RES هستند و انرژی بادی حدود 89 درصد از ظرفیت اضافه شده انرژی تجدیدپذیر مبتنی بر RES را از سال 1998 تا 2011 تشکیل می دهد.

علاوه بر خدمت به بازار کوتاه مدت، 29 ایالت (به علاوه واشنگتن، دی سی) با استانداردهای برق تجدیدپذیر نیز برای تحریک توسعه جدید قابل توجه برای سال های آینده طراحی شده اند. سایر سیاست‌های سطح ایالت نیز بازار نیروی بادی ایالات متحده را هدایت می‌کنند، از جمله صندوق‌های برق تجدیدپذیر و مشوق‌های مالیاتی مختلف.

علاوه بر این، بازارهای برق سبز داوطلبانه و برنامه‌های «قیمت‌گذاری سبز» به بازار کوچک‌تر، اما به سرعت در حال گسترش برای توسعه باد منجر شده‌اند.

DOE گزارش می دهد که در سال 2010، بیش از 35 میلیون مگاوات ساعت تولید انرژی تجدیدپذیر در بازارهای داوطلبانه فروخته شد - سهم قابل توجهی در کل عرضه انرژی تجدیدپذیر ایالات متحده، نیروی باد 83 درصد از این فروش داوطلبانه را به خود اختصاص داد.

آینده انرژی بادی

با قیمت‌های رقابتی فزاینده، نگرانی‌های زیست‌محیطی فزاینده، و درخواست برای کاهش وابستگی به منابع انرژی خارجی، آینده قوی برای انرژی بادی قطعی به نظر می‌رسد و شورای جهانی انرژی بادی پیش‌بینی می‌کند که ظرفیت جهانی بادی تا سال 2017 به 536000 مگاوات می‌رسد که تقریباً دو برابر اندازه فعلی آن است و رشد آن به‌ویژه در آسیا و اروپا متمرکز است.

توربین‌ها بزرگ‌تر و پیچیده‌تر می‌شوند، به طوری که توربین‌های زمینی معمولاً در محدوده ۱ تا ۲ مگاوات و توربین‌های دریایی در محدوده ۳ تا ۵ مگاوات هستند. مرزهای بعدی صنعت بادی، سیستم‌های دریایی و زمینی در آب‌های عمیق است که قادر به کار با سرعت باد کمتر هستند.

هر دو پیشرفت فن آوری، زمینه های وسیعی را برای توسعه جدید فراهم می کند.

همچنین نگرانی هایی در مورد برخورد با گونه های پرنده و خفاش در چند مکان وجود دارد و مسئله نه در حیاط خلوت (NIMBY) همچنان در برخی مناطق باعث کندی توسعه می شود، اما امکانات جدید تولید، مکان یابی دقیق و شیوه های مدیریت، و افزایش درک عمومی از مزایای مهم و متنوع انرژی بادی به غلبه بر این موانع کمک خواهد کرد.

یک مطالعه جامع در سال 2008 توسط وزارت انرژی آمریکا نشان داد که افزایش توان بادی به 20 درصد تا سال 2030 امکان پذیر، مقرون به صرفه است و بر قابلیت اطمینان منبع تغذیه کشور تأثیری نخواهد گذاشت.

علاوه بر انجام این کار، تخمین زده شد که دستیابی به این هدف بیش از 500000 شغل جدید در ایالات متحده ایجاد می کند، انتشار گرمایش جهانی را به میزان 825 میلیون تن در سال (حدود 20 درصد) کاهش می دهد و 4 تریلیون گالن آب را ذخیره می کند.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.