صنعت بادی به عنوان یک منبع انرژی پاک و پایدار شاهد گسترش قابل توجهی بوده است. امروزه باد پیشروترین فناوری تجدیدپذیر غیر آبی است. توربین‌های بادی از نیروی باد برای تولید برق استفاده می‌کنند و به تغییر جهانی به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کنند.
در ساخت برج های توربین بادی، صفحات پایه و صفحات لنگر به عنوان اجزای حیاتی عمل می کنند. این صفحات از اجزای حیاتی صنعت بادی هستند. بدون آنها، توربین هایی که برای تولید انرژی باد استفاده می شوند، نمی توانند در مقابل عناصر بایستند.
در این مقاله، ما به فرآیند ساخت صفحات پایه، بررسی انواع مختلف مورد استفاده، مواد درگیر، فرآیندهای ساخت و ملاحظات مهم در طراحی صفحه پایه می پردازیم.
چگونه صنعت بادی در حال رشد است
صنعت بادی در چند دهه گذشته رشد سریعی را تجربه کرده است و هیچ نشانه ای از کند شدن آن دیده نمی شود. در واقع، ظرفیت جهانی انرژی بادی تا پایان سال 2022 به بیش از 2100 تراوات ساعت (TWh) رسید. با افزایش تقاضا برای منابع انرژی تجدیدپذیر، توربین‌های بادی بیشتری در سراسر جهان نصب می‌شوند.
باد برای تولید انرژی به فولاد نیاز دارد. یک برج توربین بادی فقط برای فونداسیون به ۱۶۵ تن فولاد نیاز دارد. با ادامه رشد صنعت باد، تقاضا برای صفحات پایه فولادی، صفحات پایه فلزی، صفحات لنگر فولادی و صفحات لنگر فلزی تنها افزایش می یابد.
چه چیزی وارد برج های توربین بادی می شود؟
برج های توربین بادی به ترکیبی از استحکام، دوام و انعطاف پذیری برای مقاومت در برابر شرایط محیطی سخت و تولید انرژی کارآمد نیاز دارند.
این برج ها سازه های پیچیده ای هستند که از چند قسمت تشکیل شده اند. برج خود یک سازه بلند است که ناسل را در خود جای داده است که شامل گیربکس، ژنراتور و سیستم کنترل است. تیغه ها که معمولا از مواد کامپوزیتی ساخته می شوند به ناسل متصل می شوند و انرژی باد را جذب می کنند.
ارتفاع برج های توربین بادی بسته به شرایط باد منطقه و اندازه توربین از 260 تا 400 متر متغیر است. فونداسیون برج توربین بادی باید وزن کل سازه را تحمل کند و پایداری و ایمنی را تضمین کند. صفحات پایه فولادی فونداسیون را به زمین متصل می کنند و بار سازه را به خاک منتقل می کنند.
طراحی آنها در طول سالها برای پاسخگویی به نیازهای در حال تغییر صنعت بادی تکامل یافته است. طرح های جدیدتر اغلب از مواد پیشرفته و تکنیک های ساخت برای اطمینان از حداکثر استحکام و دوام استفاده می کنند.
دقت و کیفیت هنگام ساخت برای صنعت بادی از اهمیت بالایی برخوردار است. تولیدکنندگان از تجهیزات و فرآیندهای پیشرفته مانند ماشینکاری CNC و برش لیزری برای اطمینان از ابعاد دقیق و پرداخت صاف استفاده می کنند.
تفاوت بین صفحات پایه و صفحات لنگر چیست؟
صفحات پایه اغلب با صفحات لنگر اشتباه گرفته می شوند، اما این دو نوع صفحه اهداف متفاوتی دارند. در حالی که اولی برای حمایت از سازه برج استفاده می شود، دومی در زمین تعبیه می شود، برج را محکم می کند و از واژگونی آن جلوگیری می کند.
صفحات لنگر در برابر نیروهای خارجی مانند باد، رویدادهای لرزه ای و بارهای برف مقاومت می کنند. این صفحات بارهای عظیم وارد شده توسط برج، روتور و تیغه ها را در فونداسیون توزیع می کنند. صفحات انکر معمولا بزرگتر و سنگین تر از صفحات پایه هستند، زیرا نیاز به مقاومت در برابر نیروهای بسیار زیاد دارند. همچنین به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی از فلزات قوی مانند فولاد ساخته شده اند.
صفحات پایه فلزی برای پست ها که به عنوان صفحات نصب نیز شناخته می شوند، برای محکم کردن برج به فونداسیون استفاده می شوند. این صفحات معمولاً مربع یا مستطیل شکل هستند و به پایین برج جوش داده شده یا پیچ می شوند. آنها یک پایه ثابت و محکم برای برج فراهم می کنند و تضمین می کنند که حتی در بادهای شدید هم عمودی باقی می ماند.
انواع بیس پلیت
انواع مختلفی در ساخت برج های توربین بادی مورد استفاده قرار می گیرد که هر کدام نیازها و شرایط خاصی را برآورده می کنند. اینها شامل انواع سنتی مربع یا مستطیل، دایره ای و سفارشی طراحی شده است. انتخاب نوع صفحه پایه به عواملی مانند طراحی برج، شرایط خاک و نیازهای توزیع بار بستگی دارد.
دو نوع اصلی در صنعت بادی استفاده می شود: خشکی و دریایی. صفحات پایه خشکی در توربین های بادی که در خشکی ساخته می شوند استفاده می شود، در حالی که صفحات پایه دریایی در توربین هایی که در توده های آبی مانند اقیانوس ها یا دریاچه ها ساخته می شوند استفاده می شود.
صفحات پایه خشکی معمولاً از فولاد کربنی ساخته می شوند، زیرا استحکام و دوام لازم را برای مقاومت در برابر نیروهای تولید شده توسط توربین های بادی فراهم می کند. این صفحات پایه معمولاً به یک پایه بتنی متصل می شوند و به عنوان یک ساختار پشتیبانی برای کل برج توربین عمل می کنند.
از سوی دیگر، صفحات پایه دریایی به دلیل شرایط سخت دریایی، به مقاومت در برابر خوردگی بیشتری نیاز دارند. بنابراین، آنها اغلب از موادی مانند فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای آلومینیوم ساخته می شوند که خواص مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارند. این صفحات پایه همچنین برای مقاومت در برابر نیروهای دینامیکی اعمال شده توسط باد و امواج طراحی شده اند.
توجه به این نکته مهم است که در حالی که انواع خشکی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند، صنعت بادی دریایی به سرعت در حال رشد است و پیشرفت در فناوری ممکن است منجر به توسعه صفحات پایه تخصصی برای کاربردهای دریایی در آینده شود.
چه فلزاتی برای صنعت بادی وارد صفحات پایه می شوند؟
صفحات پایه مورد استفاده در صنعت باد معمولاً از فلزات قوی و بادوام ساخته می شوند که می توانند در برابر محیط خشن خارج از منزل مقاومت کنند. بنابراین، متداول ترین فلزات مورد استفاده برای صفحات پایه فولاد و آلومینیوم هستند.
ورق فولادی به دلیل استحکام بالا و خواص مقاومت در برابر خوردگی عالی یک انتخاب محبوب است. این می تواند نیروهای قوی اعمال شده توسط توربین بادی را تحمل کند و ثبات و ایمنی را تضمین کند. علاوه بر این، فولاد یک گزینه مقرون به صرفه است و می تواند به راحتی در اشکال و اندازه های مختلف ساخته شود تا نیازهای خاص برج های مختلف توربین بادی را برآورده کند. گریدهای فولادی معمولی عبارتند از A572-50، A588 و A36.
صفحه آلومینیومی یکی دیگر از فلزات رایج مورد استفاده برای صفحات پایه است، به ویژه در طراحی توربین های بادی سبک وزن. مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد و در مقایسه با فولاد بسیار سبک تر است و حمل و نصب آن را آسان تر می کند. با این حال، آلومینیوم به اندازه فولاد قوی نیست، بنابراین معمولاً در برج های توربین بادی کوچکتر یا در ترکیب با فلزات دیگر برای استحکام بیشتر استفاده می شود.
در برخی موارد، صفحات پایه ممکن است فلزات دیگری مانند فولاد ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه را نیز برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی در خود جای دهند. این فلزات یک لایه حفاظتی اضافی در برابر زنگ زدگی و فرسایش ایجاد می کنند و طول عمر صفحه پایه را در محیط چالش برانگیز صنعت باد تضمین می کنند.
چه تجهیزات و فرآیندهایی برای ایجاد صفحات پایه انجام می شود؟
ساخت صفحات پایه برای توربین های بادی شامل یک سری فرآیندهای ساخت دقیق است. این فرآیندها ممکن است شامل برش، حفاری، جوشکاری، شکل دهی و عملیات سطحی باشد.
یکی از تجهیزات مهم مورد استفاده در فرآیند ساخت دستگاه برش پلاسما CNC است. این دستگاه امکان برش دقیق و دقیق مواد صفحه پایه را فراهم می کند. سپس صفحه پایه تحت یک سری فرآیندهای خمشی و شکل دهی با استفاده از ترمزهای پرس هیدرولیک، غلتک ها و سایر ماشین آلات فلزکاری قرار می گیرد. این فرآیندها تضمین می کند که صفحه پایه به درستی شکل گرفته و می تواند به طور ایمن بر روی برج توربین بادی قرار گیرد.
جوشکاری یکی دیگر از فرآیندهای حیاتی در ایجاد صفحات پایه است. جوشکاران از تجهیزات جوشکاری تخصصی مانند دستگاه های جوشکاری TIG یا MIG برای اتصال اجزای مختلف صفحه پایه به یکدیگر استفاده می کنند. این یک ساختار قوی و قابل اعتماد ایجاد می کند که می تواند در شرایط شدید که در آن توربین های بادی کار می کنند مقاومت کند.
پس از جوشکاری، صفحات پایه ممکن است قبل از دریافت بازرسی نهایی، آسیاب، تراز، سندبلاست و برای جلوگیری از خوردگی درمان شوند.
برای اطمینان از کیفیت صفحات پایه، آنها اغلب تحت تکنیک های تست غیر مخرب (NDT) مانند تست اولتراسونیک یا بازرسی ذرات مغناطیسی قرار می گیرند. این تست ها به تشخیص هر گونه نقص یا نقص در صفحه پایه کمک می کند و اطمینان حاصل می کند که استانداردهای لازم برای صنعت باد را برآورده می کند.
روند طراحی برج توربین بادی
یکی از گرایش های اصلی در طراحی برج های توربین بادی، ساخت برج های بادی بلندتر است. با ادامه پیشرفت فناوری و کارآمدتر شدن توربین ها، سازندگان به دنبال گرفتن بادهای قوی تر و پایدارتر در ارتفاعات بالاتر هستند.
طرح‌های جدید از فولاد با دیواره‌های ضخیم‌تر یا فولاد با درجه‌های بالاتر استفاده می‌کنند که به سازندگان تجهیزات اصلی توربین‌های بادی (OEM) امکان می‌دهد به ارتفاعات جدیدی برسند و در عین حال یکپارچگی طرح‌های برج‌های دو دهه گذشته را حفظ کنند.
این برج‌های بلندتر همچنین به صفحات پایه قوی‌تر و مستحکم‌تر نیاز دارند تا وزن و ارتفاع افزایش یافته را تحمل کنند. صفحات پایه نقش مهمی در تضمین پایداری و یکپارچگی کل ساختار توربین بادی دارند. با پیشرفت در مواد و تکنیک های ساخت، صفحات پایه برای تحمل بارهای افزایش یافته و تنش های مرتبط با برج های بادی بلندتر طراحی می شوند.
ملاحظات مهم در طراحی بیس پلیت چیست؟
هنگام طراحی صفحات پایه، سازندگان چندین فاکتور مهم از جمله بار مورد نیاز، شرایط پی، سرعت باد و فعالیت لرزه ای در منطقه را در نظر می گیرند.
مهندسان همچنین باید ارتفاع و وزن برج توربین و تجهیزات مورد استفاده برای انتقال آن به محل ساخت را در نظر بگیرند. آنها باید اطمینان حاصل کنند که طراحی صفحه پایه به اندازه کافی قوی است که بتواند وزن برج را در عین تحمل شرایط آب و هوایی شدید تحمل کند. همچنین طراحی صفحات پایه به گونه ای حیاتی است که بتوان آنها را با راه آهن یا کامیون در محدوده قانونی حمل کرد، زیرا این امر می تواند تأثیر قابل توجهی بر هزینه های پروژه داشته باشد.
علاوه بر این، آنها باید با موادی ساخته شوند که در برابر خوردگی، بادوام و قادر به مقاومت در برابر قرار گرفتن در معرض عناصر در طولانی مدت باشند.
ساخت صفحات پایه برای برج های توربین بادی یک جنبه حیاتی از رشد صنعت بادی است. با درک انواع مختلف، فلزات مورد استفاده در ساخت آنها، فرآیندهای تولید درگیر، و ملاحظات مهم طراحی، می‌توانیم از توسعه مداوم تولید انرژی بادی پایدار و کارآمد اطمینان حاصل کنیم.
برای اطلاعات بیشتر با تیم ما تماس بگیرید. شماره تماس: 47951 021
