خداحافظی با پنل‌های خورشیدی: تولید ۱۵۰۰ کیلووات ساعت برق رایگان در سال با توربین بادی خانگی کم‌صدا

وقتی صحبت از توربین‌های بادی می‌شود، ناخودآگاه ذهن بسیاری از افراد به سمت مناطق با باد زیاد مانند هلند می‌رود؛ کشوری که این نماد سنتی (آسیاب‌های بادی) را از قرن‌ها پیش حفظ کرده و به یکی از پیشگامان انرژی بادی در اروپا تبدیل شده است. اکنون، یک نوآوری جدید و هیجان‌انگیز از همین کشور معرفی شده است: توربینی کوچک، کارآمد و بی‌صدا برای استفاده در خانه‌ها. با چنین راهکاری، چرا باید هنوز به پنل‌های خورشیدی وابسته باشیم؟

این روزها در کشور ما و بسیاری از مناطق دیگر بحث انرژی یکی از بحث‌های روز و شاید مهمترین آنهاست. در حالیکه استفاده از سوخت‌های فسیلی برای چندمین بار نشان داده که علی‌رغم ارزان و در دسترس بودن، به دلیل انبوه مشکلات مختلف مانند آلودگی هوا و نیاز به سیستم‌های اورهال متعدد، نمی‌تواند انتخابی بی‌نظیر برای تولید برق باشد، شرکت‌های توسعه دهنده نیروگاه‌های بر پایه انرژی‌های نو به شدت در حال تلاش هستند تا راهکارهای با کارایی بالای خود را معرفی و بهبود بخشند.

یکی از این راهکارها انرژی بادی است که همه ما آنها را با توربین‌های بزرگ چند ده یا حتی صد متری در مناطق دور افتاده و بادخیز می‌شناسیم. اما بروزرسانی‌های اخیری که این فناوری به خود دیده به ما می‌گوید که دیگر این فناوری را نباید برای مناطق خاص تعریف کنیم و با نسل‌های جدید آن می‌توان برای هر خانه‌ای یک توربین با راندمان بالا برای تولید برق ساخت.

توربین بادی کم‌صدای فوق‌العاده کارآمد

تا دهه ۱۹۷۰، کشور هلند با مشکلات شدیدی مانند آلودگی هوا، تراکم بالای جمعیت و تهدید افزایش سطح آب دریاها مواجه بود. همین مشکلات، دولت را وادار کرد تا به‌صورت جدی برای کربن‌زدایی از اقتصاد و متنوع‌سازی منابع انرژی تلاش کند.

امروزه هلند نه‌تنها در فناوری‌های پایدار و سیاست‌گذاری‌های زیست‌محیطی پیشتاز است، بلکه در زمینه انرژی بادی نیز به یکی از رهبران دنیای فناوری و انرژی تبدیل شده است. بنابر گزارش Ecoticias، یکی از جدیدترین دستاوردهای این کشور در این حوزه، توربین بادی LIAM F1 UWT است؛ توربینی کوچک و بی‌صدا برای محیط‌های شهری که می‌تواند بین ۳۰۰ تا ۲۵۰۰ کیلووات ساعت برق تولید کند، معادل حدود نیمی از مصرف متوسط یک خانواده.

ژنراتورهای بادی به کوچکی یک واحد روی پشت‌بام

انرژی بادی یکی از گسترده‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر در جهان، به‌ویژه در اروپا است. بااین‌حال، توربین‌های سنتی فضای زیادی نیاز دارند، پره‌های غول‌پیکرشان به چشم‌انداز محیط آسیب می‌زنند و برای پرندگان و حتی در ابعاد محدود برای سیستم‌های حمل و نقل و انسان‌ها، خطرناک هستند.

ازاین‌رو، تمرکز جدید بر کاهش ابعاد توربین‌ها و افزایش کارایی آن‌ها است تا بتوان از بادهای ضعیف‌تر و غیرقابل‌پیش‌بینی نزدیک به سطح زمین در مناطق شهری بهره برد. نمونه‌ای از این رویکرد، توربین‌های بادی شش‌ضلعی با طراحی لانه‌زنبوری ساخته‌شده توسط شرکت اسکاتلندی Katrick Technologies است. اما توربین بی‌صدای LIAM F1، طراحی‌شده توسط شرکت Archimedes، گامی فراتر برداشته و می‌تواند یکی از اولین انتخاب‌های قابل اعتماد برای مناطق و خانه‌ها در سطح شهر باشد.

این توربین با طراحی مارپیچی الهام‌گرفته از «مارپیچ آرشمیدس»، تنها ۱.۵ متر قطر و وزنی کمتر از ۱۰۰ کیلوگرم دارد. ساختار آن به گونه‌ای است که می‌تواند متناسب با تغییر جهت باد تنظیم شود و از تمامی جریان‌های هوا بهره ببرد. این ویژگی باعث می‌شود با بادهایی با سرعت تنها ۵ متر بر ثانیه، به طور متوسط ۱۵۰۰ کیلووات ساعت در سال برق تولید کند.

میزان تولید برق توربین بادی LIAM F1 UWT

با توجه به اطلاعاتی که از کاتالوگ توربین‌های AWM (ARCHIMEDES WIND TURBINE) می‌توان دید، این توربین‌های بادی ویژگی‌های بسیار جذاب و کارآمدی دارند. در اینجا مشخصات آن‌ها به صورت دقیق آمده است:

ویژگی‌های توربین‌های AWM:

• راندمان بالا: این توربین‌ها توانایی تبدیل 35 درصد از انرژی جنبشی باد به انرژی الکتریکی را دارند.
• صدای کم: میزان نویز تولیدشده توسط این توربین‌ها کمتر از 45 دسی‌بل است که باعث می‌شود این توربین‌ها گزینه‌ای مناسب برای محیط‌های شهری و روستایی باشند.
• دوستدار محیط زیست: این توربین‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که برای پرندگان و خفاش‌ها ایمن باشند.
• طراحی زیبا و مناسب: طراحی این توربین‌ها به گونه‌ای است که در هر دو محیط شهری و روستایی به‌خوبی جا می‌گیرند.

مدل‌های مختلف توربین AWM:

1. مدل با قطر 1.5 متر:
   • توان نامی: 550 وات بر ساعت (w/h)
   • توان حداکثر: 700 وات بر ساعت (w/h)
2. مدل با قطر 0.75 متر:
   • توان نامی: 100 وات بر ساعت (w/h)
   • توان حداکثر: 150 وات بر ساعت (w/h)

این مشخصات نشان‌دهنده این است که توربین‌ها از نظر اندازه و توان خروجی متفاوت هستند، به طوری که مدل بزرگ‌تر (قطر 1.5 متر) توان بیشتری تولید می‌کند و می‌تواند انرژی بیشتری را در شرایط مختلف باد به برق تبدیل کند. همچنین شروع تولید برق در توان نامی این توربین را در باد 12 متر بر ثانیه و حداکثر آن را در وزش باد با سرعت 14 متر بر ثانیه حاصل نمود.

در حالت کمینه، توربین بادی LIAM F1 UWT به طور متوسط قادر به تولید 1500 کیلووات‌ساعت (kWh) برق در سال است، آن هم با بادهایی با سرعت حداقل 5 متر بر ثانیه (به مدت 7.5 ساعت در روز). این مقدار معادل میانگین تولید روزانه حدود 4.1 کیلووات‌ساعت (kWh) برق است.

برق مورد نیاز یک خانوار در روز (متوسط)

بر اساس میانگین جهانی، مصرف برق یک خانوار معمولی به عوامل متعددی مانند اندازه خانه، تعداد افراد، و دستگاه‌های الکتریکی مورد استفاده بستگی دارد.

• در کشورهای توسعه‌یافته مانند آمریکا: مصرف متوسط روزانه برق یک خانوار بین 7 تا 11 کیلووات‌ساعت (kWh) است.
• در کشورهای در حال توسعه یا مناطقی با مصرف بهینه‌تر: این میزان می‌تواند بین 5 تا 10 کیلووات‌ساعت (kWh) در روز باشد.

تناسب تولید LIAM F1 UWT با مصرف خانوار

توربین LIAM F1 UWT با تولید 4.1 کیلووات‌ساعت در روز می‌تواند بخشی از نیاز یک خانوار را تأمین کند. برای تأمین کل برق موردنیاز، ترکیب این توربین با پنل‌های خورشیدی یا استفاده از چندین توربین مشابه ضروری است.

در نظر داشته باشید که اگر بخواهیم از این سیستم برق کامل یک خانه را استحصال کنیم نیاز به محاسبه دقیق مصرف خانوار و استفاده از منابع ترکیبی انرژی تجدیدپذیر وجود دارد.

ترکیب توربین بادی بی‌صدا با پنل‌های خورشیدی

یکی از نکات کلیدی در توسعه توربین LIAM F1، قابلیت هم‌افزایی با دیگر منابع انرژی تجدیدپذیر مانند سلول‌های خورشیدی و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی است. این ترکیب می‌تواند مصرف برق از شبکه را به شدت کاهش دهد، انتشار دی‌اکسید کربن را به صفر نزدیک کند و هزینه‌های خانوار را به شکل قابل‌توجهی کاهش دهد.

این توربین بی‌صدا توانایی تبدیل ۸۸ درصد از انرژی باد به برق قابل استفاده را دارد. در مواقعی که باد کافی وجود نداشته باشد، می‌توان از انرژی خورشیدی استفاده کرد.

تلاش‌های مداوم اتحادیه اروپا برای توسعه و پیاده‌سازی سیستم‌های تولید انرژی تجدیدپذیر، توانسته است شبکه‌های برق را کربن‌زدایی کرده و انتشار دی‌اکسید کربن را به میزان چشمگیری کاهش دهد. به‌طوری‌که طبق گزارش‌های اخیر، تولید بیش از حد انرژی توسط پنل‌های خورشیدی در برخی کشورها، مصرف برق را به پایین‌ترین سطح خود رسانده است.

همان‌طور که مشاهده کردید، توربین بادی LIAM F1 UWT می‌تواند بخش مهمی از آینده پایدار در حوزه انرژی باشد. این فناوری به ما امکان می‌دهد تا گامی دیگر به سمت کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و دستیابی به انرژی پاک و مقرون‌به‌صرفه برداریم.