کتاب مرجع کاربردی طراحی بهره‌برداری و نگهداری توربین‌های بادی

کتاب مرجع کاربردی طراحی بهره‌برداری و نگهداری توربین‌های بادی

کتاب توربین‌های بادی: 

فهرست مطالب کتاب توربین‌های بادی

 فصل اول: مقدمه کتاب توربین‌های بادی

۱-۱ مقدمه

۱-۲ پيشينه تاريخي

۱-۳ اهميت انرژي‌هاي تجديد‌پذير

۱-۴ مسائل فني

۱-۵ توسعه مزرعه بادي

۱-۶ مکانيابي توربين بادي

۱-۷ فن‌آوري‌هاي جديد و آينده

۱-۸ طرح کلي کتاب

  فصل دوم: کتاب مرجع کاربردی طراحی بهره‌برداری و نگهداری توربین‌های بادی : انرژی باد

۲-۱ مقدمه

۲-۲ انرژي يک جسم در حال حرکت

۲-۳ انرژي سيال در حال حرکت

۲-۳-۱ سيالات در حال حرکت در لوله

۲-۳-۲ سيال در حال حرکت بدون هيچ مرزي

۲-۴ توان باد

۲-۵ توان جذب شده توسط يک توربين

۲-۶ تغييرات سرعت باد

۲-۶-۱ تغييرات سرعت باد با زمان

۲-۶-۲ تغييرات سرعت باد با ارتفاع

۲-۶-۳ تغييرات سرعت باد با عوارض زميني

۲-۶-۴ تغييرات سرعت باد با منطقه جغرافيايي

فصل سوم: اصول پايه

۳-۱ مقدمه

۳-۲ نيروي باد

۳-۳ نيروي ‌آيروديناميک

۳-۴ ضرايب ليفت و درگ

۳-۵ ‌ايرفويل‌ها

فصل چهارم: انواع توربين بادی: تجزيه و تحليل و مشخصات

۴-۱ مقدمه

۴-۲ دسته‌بندي توربين‌ها

۴-۳ توربين بادي پروانه‌اي

۴-۳-۱ پره‌هاي توربين بادي پروانه‌اي و نيروي باد

۴-۳-۲ پيچش پره

۴-۳-۳ انحراف به سمت باد و خلاف جهت باد

۴-۴  H- روتور

۴-۵ توربين داريوس

۴-۶ روتور ساونيوس

فصل پنجم: توربين بادی سه‌پره‌ای نوع پروانه‌ای و اجزای آن

۵-۱ مقدمه

۵-۲ اجزاي مکانيکي

۵-۲-۱ برج

۵-۲-۲ فونداسيون

۵-۲-۳ روتور (پره‌ها و‌ هاب)

۵-۲-۳-۱ هاب روتور فولادي ريخته‌گري شده براي روتورهاي سه‌پره

۵-۲-۳-۲ مفاهيم هاب روتور براي روتورهاي دو پره

۵-۲-۴ ناسل

۵-۲-۴-۱ رويه طراحي و مفهوم حمل بار

۵-۲-۴-۲ شکل خارجي – جنبه‌هاي زيبايي‌شناسي

۵-۲-۵ گيربکس

۵-۲-۶ ‌ترمز توربين

۵-۳ اجزاي الکتريکي

۵-۳-۱ ژنراتورها

۵-۳-۱-۱ نصب ژنراتور الکتريکي

۵-۳-۲ ‌ترانسفورماتورها

۵-۳-۳ مکانيزم گام پره

۵-۳-۳-۱ ياتاقان‌هاي پره روتور

۵-۳-۳-۲ سيستم‌هاي گام پره هيدروليکي

۵-۳-۳-۳ سيستم‌هاي گام پره الکتريکي

۵-۳-۳-۴ سيستم گام پره غيرفعال

۵-۴ ساير اجزا

فصل ششم: تعيين توان در توربين بادی نوع پروانه‌ای

۶-۱ مقدمه

۶-۲ توان مکانيکي

۶-۲-۱ توان در حرکت خطي

۶-۲-۲ توان در حرکت دوراني

۶-۳ نمودارها

۶-۳-۱ مثال اول

۶-۳-۲ مثال دوم

۶-۴ توان مکانيکي در يک توربين

۶-۴-۱ اثر تغيير سرعت زاويه‌اي و نسبت سرعت نوک پره در يک توربين

۶-۴-۲ اثر تغيير زاويه گام پره

۶-۵ تغيير توان توربين با سرعت زاويه‌اي

۶-۶ توليد روزانه انرژي توسط يک توربين

۶-۶-۱ بيان مسئله

۶-۶-۲ پاسخ

۶-۶-۳ توربين‌هاي با زاويه گام متغير

۶-۷ توليد انرژي سالانه

فصل هفتم: کتاب مرجع کاربردی طراحی بهره‌برداری و نگهداری توربین‌های بادی الکتريسيته و توليد برق از انرژی باد

۷-۱ مقدمه

۷-۲ جريان AC و DC

۷-۳ پارامترهاي الکتريکي

۷-۳-۱ جريان الکتريکي، جهت جريان و فرکانس

۷-۳-۲ ولتاژ و توان

۷-۴ ماشين‌هاي الکتريکي

۷-۴-۱ موتورهاي الکتريکي

۷-۴-۲ ژنراتورهاي الکتريکي

۷-۵ ماشين‌هاي DC

۷-۵-۱ نکات عمومي

۷-۵-۲ نکات عملي در ارتباط با ماشين‌هاي DC

۷-۶ ماشين‌هاي AC

۷-۶-۱ نکات عمومي‌

۷-۶-۲ نکات عملي در ارتباط با ماشين‌هاي AC

۷-۷ منبع و بار در مدارهاي الکتريکي

۷-۷-۱ اتصال بارها به يک منبع

۷-۷-۲ اتصال ژنراتورها به يکديگر

۷-۷-۳ اتصال توربين‌هاي بادي به يکديگر

فصل هشتم: اتصال به شبکه

۸-۱ مقدمه

۸-۲ توان الکتريکي

۸-۲-۱ توان در جريان الکتريکي DC

۸-۲-۲ توان در جريان الکتريکي AC

۸-۲-۲-۱ بارهاي خازني و القائي و زاويه فاز

۸-۲-۲-۲ توان فعال، توان واکنشي و توان ظاهري

۸-۲-۲-۳ توان در جريان الکتريکي AC سه‌فاز

۸-۳ الزامات شبکه

۸-۴ هماهنگي و کيفيت توان

۸-۵ توربين بادي به عنوان يک ژنراتور مجزا

۸-۶ جزيره‌اي شدن

فصل نهم: استفاده از گيربکس و چرخ‌دنده‌ها در توربين بادی

۹-۱ مقدمه

۹-۲ اصول مقدماتي گيربکس

۹-۲-۱ انواع چرخ‌دنده بر اساس محور چرخ‌دنده

۹-۲-۲ انواع چرخ‌دنده‌ها بر اساس شکل دندانه

۹-۲-۳ ديگر انواع چرخ‌دنده‌ها

۹-۲-۴ چرخ‌دنده‌هاي سياره‌اي

۹-۳ نسبت دنده

۹-۳-۱ نسبت دنده و نسبت سرعت در دو چرخ‌دنده

۹-۳-۲ نسبت دنده و نسبت سرعت در مجموعه‌هاي چرخ‌دنده‌اي

۹-۳-۳ نسبت سرعت در چرخ‌دنده‌هاي سياره‌اي

۹-۴ روابط سرعت و گشتاور

۹-۵ نيروهاي وارد بر چرخ‌دنده‌ها

۹-۶ اصطکاک و سايش

۹-۷ روانکاري و خنک‌کاري

۹-۸ بازده

۹-۹ پس‌زني در چرخ‌دنده‌ها

۹-۱۰ مشکلات عمومي ‌در چرخ‌دنده‌ها و شکست چرخ‌دنده

فصل دهم: کنترل توربين‌های بادی (بخش اول: قسمت‌های مکانيکی)

۱۰-۱ مقدمه

۱۰-۲ توان بر حسب سرعت باد

۱۰-۳ اندازه‌گيري سرعت باد

۱۰-۴ محاسبات توان

۱۰-۵ کيفيت توان خروجي و الزامات

۱۰-۶ کنترل گام پره

۱۰-۷ منحني توان عملکرد توربين

۱۰-۸ کنترل انحراف

۱۰-۹ ترمز دستي

۱۰-۱۰ کنترل خطا

فصل يازدهم: کنترل توربين‌های بادی (بخش دوم: قسمت‌های برقی)

۱۱-۱ مقدمه

۱۱-۲ ژنراتورهاي جريان مستقيم

۱۱-۳ ژنراتورهاي سنکرون

۱۱-۴ ژنراتورهاي آسنکرون يا القايي

۱۱-۴-۱ مشخصه‌هاي ژنراتورهاي القايي

۱۱-۴-۲ ژنراتورهاي القايي دو‌سو‌تغذيه

۱۱-۵ حالت‌هاي عملکردي توربين‌هاي بادي

۱۱-۵-۱ حالت تحريک مستقيم

۱۱-۵-۲ حالت سرعت ثابت

۱۱-۵-۳ حالت سرعت متغير

۱۱-۵-۴ حالت ژنراتور قفس‌سنجابي

۱۱-۵-۵ حالت لغزش متغير

۱۱-۵-۶ لغزش متغير با ژنراتور القايي دو‌سو‌تغذيه

۱۱-۶ طرح‌هاي کنترل توربين‌هاي بادي

 فصل دوازدهم: تجهيزات الکتريکی فرعی

۱۲-۱ مقدمه

۱۲-۲ ترانسفورماتورها

۱۲-۲-۱ رابطه ولتاژ

۱۲-۲-۲ رابطه جريان

۱۲-۲-۳ بازده ترانسفورماتور

۱۲-۲-۴ رده‌بندي توان ترانسفورماتور

۱۲-۲-۵ ديگر اطلاعات مفيد درباره ترانسفورماتورها

۱۲-۲-۶ ترانسفورماتورهاي سه‌فاز

۱۲-۲-۷ مثال‌ها

۱۲-۳ يکسوکننده‌ها

۱۲-۴ مبدل‌ها

۱۲-۵ بادسنج و بادنما

فصل سيزدهم: کتاب مرجع کاربردی طراحی بهره‌برداری و نگهداری توربین‌های بادی پره توربين بادی و انتخاب مواد

۱۳-۱ مقدمه

۱۳-۲ جنس مواد

۱۳-۳ بال‌هاي هواپيما به عنوان مدل

۱۳-۴ طراحي‌هاي تجربي پره‌هاي روتور در گذشته

۱۳-۴-۱ طراحي‌هاي پرچ شده از جنس آلومينيوم

۱۳-۴-۲ طراحي‌هاي از جنس فولاد

۱۳-۴-۳ ساختار سنتي با چوب

۱۳-۵ پره‌هاي مدرن کامپوزيتي تقويت‌شده با الياف

۱۳-۵-۱ مواد کامپوزيت تقويت‌شده با الياف و تکنيک‌هاي ساخت

۱۳-۵-۲ طراحي‌هاي پيشين از جنس کامپوزيت‌هاي تقويت‌شده با الياف

۱۳-۵-۳ طراحي استاندارد کنوني

۱۳-۵-۴ کامپوزيت‌هاي چوب/اپوکسي

۱۳-۶ اتصال پره به هاب روتور

۱۳-۷ مقايسه طراحي‌هاي مختلف پره روتور

۱۳-۸ ترمزهاي آيروديناميک بر روي روتورهاي داراي کنترل استال

۱۳-۹ محافظت در برابر صاعقه

۱۳-۱۰ هشدار در برابر يخ‌زدگي و يخ‌زدايي

فصل چهاردهم: برج توربين

۱۴-۱ مقدمه

۱۴-۲ پيکره‌بندي‌هاي برج

۱۴-۳ برج‌هاي خود ايستاي ساخته شده از لوله‌هاي فولادي

۱۴-۳-۱ طراحي استحکام و سفتي

۱۴-۳-۲ تکنيک‌هاي توليد و ساخت

۱۴-۳-۳ تجهيزات صعود و تاسيسات داخلي

۱۴-۴ برج‌هاي مشبک

۱۴-۵ برج‌هاي بتني

۱۴-۶ مقايسه مفاهيم برج‌هاي مختلف

۱۴-۷ فونداسيون

فصل پانزدهم: بارگذاری توربين

۱۵-۱ مقدمه

۱۵-۲ بارها در توربين بادي

۱۵-۳ منابع بارگذاري

۱۵-۳-۱ جريان هواي يکنواخت و حالت پايدار

۱۵-۳-۲ برش باد عمودي و باد جانبي

۱۵-۳-۳ تداخل برج

۱۵-۳-۴ اغتشاش باد و تندبادها

۱۵-۳-۵ بارهاي گرانشي و اينرسي

۱۵-۴ فرضيات بار طراحي

۱۵-۴-۱ کلاس‌هاي توربين بادي

۱۵-۴-۲ شرايط باد نرمال

۱۵-۴-۳ شرايط باد شديد

۱۵-۴-۴ ديگر تأثيرات زيست‌محيطي

۱۵-۵ حالات بار

۱۵-۵-۱ عملکرد نرمال

۱۵-۵-۲ نقص‌هاي فني

۱۵-۶ بارهاي نهايي و بارگذاري خستگي

۱۵-۶-۱ بارهاي نهايي

۱۵-۶-۲ طيف بار خستگي

۱۵-۷ محاسبات بارهاي خستگي و تنش‌هاي سازه‌اي

۱۵-۷-۱ مدل‌هاي رياضي و روش محاسبه

۱۵-۷-۲ پاسخ ديناميکي سازه و استحکام خستگي

۱۵-۸ تاثير مشخصه‌هاي طراحي مفهومي بر بارگذاري

۱۵-۸-۱ تعداد پره‌هاي روتور

۱۵-۸-۲ لولاهاي هاب روتور در روتور دو پره

۱۵-۸-۳ کنترل گام پره

۱۵-۸-۴ لغزش سرعت روتور و عملکرد سرعت-متغير

۱۵-۹ داده‌هاي آزمون و تجهيزات تست

۱۵-۹-۱ آزمايش‌هاي بستر آزمون

۱۵-۹-۲ سيستم‌هاي اکتساب داده‌ها و اندازه‌گيري‌هاي ميداني

۱۵-۱۰ استانداردها و گواهينامه توربين‌هاي بادي

۱۵-۱۰-۱ استانداردهاي مهم بين‌المللي و ملي طراحي

۱۵-۱۰-۲ صدور گواهينامه براي توربين‌هاي بادي

فصل شانزدهم: مسائل ارتعاشی

۱۶-۱ مقدمه

۱۶-۲ پايداري آيروالاستيک‌پره‌هاي روتور

۱۶-۳ ارتعاش پيچشي مجموعه محرک

۱۶-۳-۱ مدل رياضي

۱۶-۳-۲ مدل‌هاي مکانيکي براي کوپلينگ شبکه الکتريکي

۱۶-۳-۳ فرکانس‌هاي طبيعي و مودهاي ارتعاشي

۱۶-۳-۴ تحريک‌ها و تشديدها

۱۶-۴ ديناميک سيستم ياو

۱۶-۴-۱ مدلسازي و ممان‌هاي حول محور ياو

۱۶-۴-۲ تحريک و تشديدها

۱۶-۵ ارتعاشات کل توربين بادي

۱۶-۵-۱ سفتي برج

۱۶-۵-۲ مشخصات ارتعاشي توربين‌هاي بادي موجود

۱۶-۵-۳ شبيه‌سازي رياضي

فصل هفدهم از کتاب توربین‌های بادی: توربين‌های بادی فراساحلی

۱۷-۱ مقدمه

۱۷-۲ انرژي بادي فراساحلي در درياي شمال و درياي بالتيک

۱۷-۲-۱ شرايط اقيانوس‌شناسي و منابع باد

۱۷-۲-۲ اولين پارک‌هاي بادي فراساحلي

۱۷-۲-۳ تاسيسات تجاري

۱۷-۳ رويه صدور مجوز

۱۷-۳-۱ موقعيت قانوني

۱۷-۳-۲ معيارهاي صدور مجوز

۱۷-۴ تکنولوژي استقرار سازه‌هاي فراساحلي

۱۷-۴-۱ الزامات فني براي توربين‌هاي بادي

۱۷-۴-۲ فونداسيون بر روي کف دريا

۱۷-۴-۳ زيرساخت‌هاي الکتريکي

۱۷-۴-۴ حمل و نقل، نصب و تعمير و نگهداري

فصل هجدهم از کتاب توربین‌های بادی: مسائل اقتصادی انرژی بادی

۱۸-۱ مقدمه

۱۸-۲ اصول اقتصادي

۱۸-۳ هزينه‌هاي اوليه پروژه توربين بادي

۱۸-۳-۱ هزينه توربين

۱۸-۳-۲ نصب

۱۸-۳-۳ حمل و نقل

۱۸-۳-۴ اتصال به شبکه

۱۸-۳-۵ هزينه‌هاي حقوقي و ساير هزينه ها

۱۸-۴ هزينه‌هاي عملياتي

۱۸-۴-۱ هزينه‌هاي بهره‌برداري

۱۸-۴-۲ هزينه تعمير و نگهداري

۱۸-۵ مقايسه با ديگر منابع انرژي

۱۸-۶ هزينه به ازاي هر واحد

۱۸-۷ مطالعه موردي

فصل نوزدهم از کتاب توربین‌های بادی: مسائل زيست‌محيطي

۱۹-۱ مقدمه

۱۹-۲ مزارع بادي واقع در خشکي

۱۹-۳ سر و صدا

۱۹-۴ چشم‌انداز مناظر طبيعي

۱۹-۴-۱ درخشش و چشمک زدن

۱۹-۵ چشم‌انداز توربين‌ها

۱۹-۶ تاثير بر روي پرندگان

۱۹-۷ تداخل فرکانس راديويي و تاثير بر روي ارتباطات

۱۹-۸ مزارع بادي فراساحلي

۱۹-۹ تاثيرات بر روي پرندگان و موجودات دريايي

فصل بيستم: نصب توربين بادی و بهره‌برداری از آن

۲۰-۱ مقدمه

۲۰-۲ توسعه پروژه

۲۰-۳ مشکلات حمل و نقل

۲۰-۴ نصب در سايت

۲۰-۴-۱ توربين‌هاي بادي کوچک و متوسط

۲۰-۴-۲ توربين‌هاي بادي بزرگ

۲۰-۵ اتصال به شبکه

۲۰-۶ راه‌اندازي

۲۰-۷ حالت عملياتي و نظارت

۲۰-۷-۱ نظارت بر بهره‌برداري و عملکرد

۲۰-۷-۲ نظارت بر مزارع بادي بزرگ

۲۰-۸ تعمير و نگهداري

۲۰-۸-۱ تعمير و نگهداري جاري

۲۰-۸-۲ علل آسيب و ريسک تعميرات

فصل بيست و يكم از کتاب توربین‌های بادی: ايمني و مسائل ديگر

۲۱-۱ مقدمه

۲۱-۲ ايمني و کار با توربين‌هاي بادي

۲۱-۳ ايمني عملياتي و استحکام ساختاري اجزاي توربين

۲۱-۳-۱ استحکام ساختاري پره‌هاي روتور

۲۱-۳-۲ توقف روتور

۲۱-۳-۳ ناپايداري ارتعاشي

۲۱-۳-۴ ايمني تجهيزات الکتريکي

۲۱-۴ تاثيرات دما و تغييرات محيط

۲۱-۵ محافظت در برابر صاعقه

۲۱-۶ تشکيل يخ بر روي پره‌ها

۲۱-۷ ترافيک هوايي

۲۱-۸ انرژي بادي در مناطق شهري

۲۱-۸-۱ ايمني

۲۱-۸-۲ جنبه‌هاي زيست‌محيطي

۲۱-۸-۳ اقتصاد

۲۱-۸-۴ مسائل فني و عملي

فصل بيست و دوم از کتاب توربین‌های بادی: کار بر روی توربين‌های بادی و ايمنی اپراتور 

۲۲-۱ مقدمه

۲۲-۲ محيط کار

۲۲-۳ خطرات احتمالي

۲۲-۴ قوانين ايمني عام

۲۲-۵ قوانين ايمني استاندارد و مقررات رسمي

۲۲-۶ تجهيزات صعود

۲۲-۷ به حداقل رساندن خطر

منابع و مآخذ کتاب توربین‌های بادی