تاریخچه توربین های بادی

نویسنده : مهدی دل پریش

بهرگیری از انرژی باد بسیار قدیم و  باستانی  است و از بیش 3500 سال پیش شکل­های گوناکون توربین­های بادی در تاریخ بشریت در حال خدمات رسانی است .برای مثال مصری های باستان از باد برای هدایت قایق در طول نیل استفاده می کردند ز

اولین توربین های  بادی مدرن در سال 1888 در کلیولند اوهایو  نصب شد که که تنها KW 12 توان داشت . این آسیاب توسط چارلز بروش ساخته شده و روتورهای این آسیاب بادی به قطر17 متر بوده که یک اهرم جانبی برای چرخاندن آن به سمت باد داشت . اولین آسیاب بادی بوده که گیربکسی با نسبت 50:1 و ژنراتور جریان مستقیم با  500 دور بر دقیقه داشته است . . با وجود موفقیت نسبی این آسیاب بادی در مدت 20 سال ولی محدودیتهایی در سرعت کم و استحکام بالای روتور برای تولید برق وجود داشت. میزان برق تولیدی این آسیاب بادی12 کیلوواتی با روتور 17 متری در مقابل توربینهای بادی مدرن با این قطر روتور و ظرفیت 70 تا 100 کیلوواتی بسیار ناچیز می باشد. 

از این زمان بود که نام توربینهای بادی جایگزین آسیاب های بادی شدند.در طول جنگ جهانی اول استفاده از توربین های بادی در دانمارک گسترده شد  . با پایان جنگ جهانی دوم استفاده از سیستمهای بادی 25 کیلوواتی در سرتاسر دانمارک رواج پیدا کرد ولی قیمت ارزان تر سوختهای فسیلی در نیروگاههای بخاری باعث شد تا استفاده از این آسیابهای بادی از رونق بیفتد.

اولین توربینهای بادی کوچک برای تولید برق جریان مستقیم مورد استفاده قرار می گرفتند. این توربینها توسط دو شرکت پاریس-دان  و جاکوب ویند الکتریک  برای استفاده در مناطق روستایی ساخته می شدند. کاربرد اولیه این سیستمها برای روشنائی مزارع و شارژ باتری ها برای استفاده در رادیو بوده است. در سال 1922 توربینهای محور عمودی ساوونیوس  توسط مهندس فنلاندی اختراع گردید. توربینهای بادی با ظرفیت بعدا برای اولین بار در سال 1931 در روسیه توسعه یافتند. به طوری که توربینی 100 کیلوواتی در سواحل دریای خزر در طول 2 سال در حدود 200 هزار کیلووات ساعت برق تولید نمود. پس از آن نیروگاههای بادی در آمریکا، دانمارک، فرانسه، آلمان و انگلستان در طول سالهای 1935 تا 1970 با توربینهای بادی در مقیاس بزرگ راه اندازی شدند. در سال 1931 توربینهای بادی داریوس معروف به اگ بیت  توسط مهندسی فرانسوی اختراع گردید. 

بزرگترین توربین بادی به ظرفیت 1.25 مگاوات در سال 1941 در ورمونت نصب گردید. این توربین از نوع محور افقی و با 2 پره با قطر 175 فوت رو به باد ساخته شده بود. روتور آن از جنس فولاد ضد زنگ و به وزن 16 تن بوده و سیستم کنترل آن روی 28 دور در دقیقه تنظیم شده بود. در سال 1945 تنها بعد از چند صد ساعت کار مداوم یکی از پره ها شکست و علت آن فقط به خاطر فرسودگی و خوردگی فلز آن بوده است. . پس ازآن و بعدها توسعه توربین های بادی در آمریکا از طریق تحقیق بر روی بال ها هواپیما و پره های مونوپایل الهام گرفته شد ، اما تلاشهای مشابه در  اروپا  تا سال های 1970 نشان داد که براستی توربین های بادی ابعاد بزرگ امکان پذیر هستند .

از مهمترین نقاط عطف پیشرفت فناوری توربین های بادی سرمایه گذاری دولت ایالات متحده آمریکا در تحقیق و توسعه فناوری یاد شده در پی  بحران نفتی ناشی از جنگ اعراب و اسراییل در خاورمیانه و انفجارقیمتی نفت آن زمان بود که  طی سالهای 1973 تا 1986 توربین های بادی را از کاربردهای کوچک محلی با توان نامیKW 1-25 در مزارع  به نیروگاه های بادی 50تا600 KW توسعه و مرتبط نمود . بعد از دهه 90 نیروگاه های بادی در اروپا بیشتر رونق پیدا نمود و این نیروگاه ها بدلیل شرایط محیطی و باد خیلی خوب در قاره سبز بخش ثابت و کوچکی از بازار برق اروپا شد .