انسان‌ها از انرژی باد با توربین بادی، آسیاب‌های بادی و سایر فناوری‌هایی استفاده می‌کنند که از جریان طبیعی هوا برای تولید برق و کاهش اتکا به منابع تجدیدناپذیر مانند زغال‌سنگ استفاده می‌کنند. محبوبیت این روش‌ها نه تنها در اقتصادهای توسعه‌یافته مانند ایالات متحده، بلکه در سراسر آفریقا و آسیا نیز در حال افزایش است، جایی که جمعیت‌ها به روش‌های جدید و مقرون‌به‌صرفه برای تامین برق خانه‌ها، مشاغل و مدارس خود نیاز دارند.
صنعت بادی بر یک منبع شگفت انگیز – فولاد – متکی است. بدون فولاد، انرژی های تجدیدپذیر امکان پذیر نخواهد بود. هر مگاوات جدید برق بادی به 120 تا 180 تن فولاد نیاز دارد. در نتیجه، ساخت فلز نقش مهمی در توسعه راه‌حل‌های انرژی تجدیدپذیر در سراسر جهان ایفا می‌کند و تنها احتمال رشد آن وجود دارد.
چرا به نیروی باد نیاز داریم؟
از سال 2022، باد 9.8 درصد از انرژی آمریکا را تامین می کند. سرمایه گذاران سالانه حدود 20 میلیارد دلار به این صنعت می پردازند که 120000 سازنده توربین بادی و بیشتر را استخدام می کند. نیروی باد پایان ناپذیر است و مانند سایر اشکال تولید برق، هیچ محصول جانبی مضر یا گازهای گلخانه ای تولید نمی کند. انرژی باد به جلوگیری از ورود 329 میلیون تن گاز CO2 سالانه به جو کمک می کند. این باعث می شود که انرژی باد جایگزین خوبی برای سوزاندن سوخت های فسیلی باشد.
نقش ساخت فلز در تولید انرژی باد
ساخت فلز یکی از اجزای حیاتی انرژی باد برای سازندگان توربین بادی است.
توربین‌های بادی معمولاً از پره‌ها و توپی‌های فلزی تشکیل شده‌اند که هر دو توسط سازندگان فلزی ساخته می‌شوند. هنگامی که تیغه ها می چرخند، انرژی باد را مهار کرده و به الکتریسیته تبدیل می کنند. این فرآیند بدون کار سازندگان فلز که این قطعات را در مغازه ها و کارخانه های خود ایجاد می کنند امکان پذیر نخواهد بود.
شرکت‌های فلزی مانند Kloeckner معمولاً با فلزاتی مانند فولاد، آلومینیوم و فولاد ضد زنگ کار می‌کنند تا محصولات مختلفی را برای صنایع مختلف تولید کنند. هنگام ایجاد قطعات برای صنعت انرژی های تجدیدپذیر، سازندگان فلز معمولاً با فولاد کار می کنند زیرا به اندازه کافی قوی است که در برابر حرکت مداوم باد و ارتفاعات بالا مقاومت کند. پره های توربین های بادی می توانند تا ارتفاع 885 فوتی از سطح زمین برسند!
در گذشته، توربین های بادی عمدتاً از آلومینیوم و مس تشکیل شده بودند. با این حال، با رشد برج ها، سازندگان توربین بادی دریافتند که آلومینیوم بسیار سنگین و مس بسیار گران است. امروزه فولاد معمولاً 66 تا 79 درصد از کل جرم توربین را تشکیل می دهد. فلزات دیگر ممکن است پیشرانه و کابل ها را تشکیل دهند.
چگونه جوشکاری مارپیچی توربین های بادی را می چرخاند
جوشکاری مارپیچی یک فرآیند تولیدی است که برای کمک به ایجاد پره های توربین بادی استفاده می شود. پره‌های توربین بادی از ورقه‌های فلزی ساخته می‌شوند که برای ساختن پره‌ها به شکلی خم می‌شوند. در جوشکاری مارپیچی، جریان الکتریکی از قطعات فلزی عبور داده می شود تا آنها را با هم ذوب کرده و بین آنها ارتباط ایجاد کند. این یک پیوند محکم ایجاد می کند که در ساخت یک پره توربین بادی ضروری است.
چگونه فلز انرژی های تجدید پذیر را افزایش می دهد
ساخت فلز فرآیند شکل دادن به فلز با برش، خم کردن و مونتاژ قطعات است. این بخش مهمی از انرژی های تجدیدپذیر است زیرا به توربین های بادی کمک می کند بزرگتر و بهتر شوند.
پره های توربین بادی از ورقه های غول پیکر فولادی ساخته شده اند که تا شده و به هم جوش داده شده و شکل تیغه ای بلند را تشکیل می دهند. این تیغه ها به محل مورد استفاده منتقل می شوند و سپس با جرثقیل در جای خود بلند می شوند. تصور اینکه چگونه می توان این قطعات عظیم را بدون ساخت فلز حمل کرد، دشوار است.
بازار باد چگونه است؟
بازار باد در حال رونق است و بیشتر به دلیل کاهش قیمت انرژی تولید شده از باد است. در سال 2021، ارزش بازار انرژی بادی 77.77 میلیارد دلار بود و کارشناسان پیش بینی می کنند تا سال 2030 به 174.75 میلیارد دلار برسد.
اکنون هزینه تولید یک مگاوات ساعت برق از طریق باد حدود دو تا سه سنت در هر کیلووات ساعت است. در مقایسه، زغال سنگ حدود 3.2 سنت و گاز طبیعی حدود 6.5 سنت قیمت دارد.
ثابت شده است که انرژی بادی بسیار ارزان‌تر از سایر اشکال انرژی تجدیدپذیر، مانند زیست توده، و حتی با انرژی خورشیدی است.
آیا سازندگان توربین بادی واقعاً به ساخت فلز نیاز دارند؟
صنعت انرژی به دلیل ظهور انرژی های تجدیدپذیر دستخوش تحولات اساسی شده است. در حالی که این تغییر ممکن است یک تغییر ساده به نظر برسد، اما در واقع به دلیل پیچیدگی ساخت توربین های بادی بسیار پیچیده است.
بسیاری از شرکت‌ها برای کمک به این انتقال به ساخت فلز روی آورده‌اند، اما هنوز برخی از مسائل وجود دارد که باید قبل از اینکه بتوانند انرژی بادی را برای همه مقرون به صرفه‌تر کنند، حل شوند.
توربین‌های بادی حاوی انواع مختلفی از فلزات از جمله سیم‌کشی مسی و تیغه‌های مسی هستند که در طول فرآیند تولید به توجه خاصی نیاز دارد زیرا این نوع فلز قرار گرفتن در معرض اکسیژن یا آب را دوست ندارد.
برج های بادی در ساحل در مقابل برج های بادی فراساحل و نیازهای فلزی متنوع آنها
دو نوع اصلی برج های بادی وجود دارد، در ساحل و خارج از ساحل. به طور کلی، برج های دریایی تولید کننده انرژی کارآمدتری هستند و از سرعت باد بالاتر و عدم تداخل موجود در دریا بهره می برند. اگرچه آلومینیوم می تواند درصد بیشتری از برج های بادی دریایی را تشکیل دهد، هر دو نوع به شدت به فولاد متکی هستند.
برج‌های ساحلی معمولاً کوتاه‌تر از برج‌های خارج از ساحل هستند و باید محکم به زمین متصل شوند تا بتوانند در برابر بادهای شدید مقاومت کنند. برج‌های فراساحلی می‌توانند بلندتر باشند و یا توسط 3 تا 6 لنگر شناور یا با یک پایه تک‌پایل، که اساساً یک سنبله فولادی بزرگ به کف اقیانوس رانده می‌شوند، در جای خود نگه داشته می‌شوند. برج های بادی فراساحلی همچنین به صفحات ضخیم تری از فولاد نورد تخت برای ایجاد توربین ها نیاز دارند.
نقش اصلی در انرژی های تجدیدپذیر
ساخت فلز نقش مهمی در جنبش انرژی های تجدیدپذیر ایفا کرده است و تا سال های آینده نیز این نقش را ادامه خواهد داد. همانطور که انرژی باد به رشد و کارآمدتر شدن ادامه می‌دهد، مهم است که فناوری‌ها و فرآیندهایی را توسعه دهیم که بتوانند با این پیشرفت‌ها همگام شوند. و یکی از امیدوارکننده ترین پیشرفت ها در ساخت فلز است.
برای اطلاعات بیشتر با تیم ما تماس بگیرید. شماره تماس: 47951 021
