بهره برداری نسل بشر از انرژی باد به 5000 سال پیش از میلاد مسیح باز میگردد. از لحاظ تاریخی، اروپایی‌ها - به‌ویژه هلندی‌ها - به دلیل استفاده آینده‌نگرانه‌شان از آسیاب‌های بادی مشهورترین بوده‌اند. اما قبل از شروع قرن حاضر، استفاده از انرژی بادی بسیار سنتی بود و با تجهیزات و ابزار مدرن تجاری سازی نگردیده بود.
تنها پس از بحران نفت در دهه 1970 بود که گام‌های مهمی در رابطه با منابع انرژی جایگزین برداشته شد. علاوه بر این، در دهه‌های 1990 و 2000، دولت‌ها شروع به ایفای نقش فعال و ضربتی در ترویج منابع انرژی تجدیدپذیر، از جمله انرژی باد کردند.
آمارهای مرتبط:
- در سال 1990، سهم ایالات متحده از انرژی تولید شده توسط باد کمتر از 1٪ بود.
- تا سال 2020، این میزان به تقریباً 8.5٪ (افزایش بیش از 800٪) ارتقا پیدا کرد.
دلایل افزایش استفاده از انرژی باد بسیار زیاد است که در زیر به چند مورد از مهمترین آنها اشاره می‌کنیم:
- باد یک منبع انرژی پاک است که در مقایسه با نیروگاه‌هایی که به سوخت‌های فسیلی متکی هستند، عملاً هیچ آلودگی منتشر نمی‌کند.
- انرژی باد یک منبع انرژی محلی است که به وفور در سراسر جهان وجود دارد.
- انرژی باد پایدار است. تا زمانی که باد می‌وزد می‌توان از آن انرژی تولید کرد.
امروزه ارزش انرژی باد به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر اثبات شده است. اما مانند بسیاری از زیرساخت‌های استراتژیک، آماده سازی تجهیزات برای بهره برداری از آن از هزینه های بالایی برخوردار است. یک توربین بادی تجاری معمولی (با قدرت 2 تا 3 مگاوات) می‌تواند از 2.5 تا 4 میلیون دلار هزینه داشته باشد، و بهره‌برداری و نگهداری تنها یک توربین بادی بین 40000 تا 50000 دلار در سال متغیر است.
واضح است که این توربینها (با ارتفاع کلی از 90 متر تا 240 متر) باید با استفاده از مدرن ترین روشهای جلوگیری از حادثه از آسیب و/یا تخریب محافظت شوند. دومین عامل اصلی حوادث توربین بادی آتش‌سوزی است، و آتش‌سوزی یکی از رایج ترین عواملی است که منجر به خسارت به ارزش این تجارت و حتی تلفات جانی می‌شود. بنابراین، در نظر گرفتن یک روش حفاظت در برابر حریق قابل اطمینان و استاندارد در این تاسیات امری اجتناب ناپذیر و الزامی است.
چگونه آتش‌سوزی در یک توربین بادی رخ می‌دهد؟
90 درصد یا بیشتر از آتش سوزی‌های توربین بادی از ناسل نشات می‌گیرد. ناسل شامل گیربکس، ژنراتور، کنترل‌کننده، ترانسفورماتور، شفت‌های سرعت بالا و پایین و ترمز است . ناسل بالای برج (قسمتی که توربین و پره ها روی آن سوار شده اند) قرار دارد.
حریق معمولاً توسط موارد زیر رخ می‌دهد:
- رعد و برق
- خرابی الکتریکی / خرابی مکانیکی
- عملیات تعمیر و نگهداری (زمانی است که پرسنل حضور دارند و در معرض خطر هستند)
هنگامی که آتش‌سوزی در توربین بادی رخ می‌دهد چه اتفاقی می‌افتد؟
تقریباً 90 درصد از آتش سوزی‌های توربین بادی منجر به آسیب قابل توجه یا از بین رفتن کامل توربین و همچنین خسارات قابل توجه اقتصادی می‌شود. علت آن است که بدلیل ارتفاع زیاد این تاسیسات و دوربودن آنهابدون در نظر گرفتن سیستم حفاظت در برابر حریق تنها واکنش در قبال این حادثه صرفاً منتظر ماندن برای خاموش شدن آتش است. علاوه بر این، پرتاب قطعات آتش گرفته به زمینها و اماکن اطراف، می‌تواند خطر قابل ملاحظه‌ای ایجاد کند. ریسک خسارات شرح داده شده در بالا را می‌توان با به کارگیری روش های مناسب حفاظت در برابر حریق که در ادامه با جزئیات بیشتر به آن پرداخته می‌شود، به حداقل ممکن رساند.
برای جلوگیری از آتش‌سوزی ناسل/توربین بادی در وهله اول چه کاری می‌توان انجام داد؟
هنگام پرداختن به موضوع حفاظت در برابر حریق برای توربینهای بادی (تشخیص و همچنین اطفا)، بهترین شیوه‌ها شامل اقدامات حفاظت در برابر حریق پسیو و اکتیو است.
حفاظت در برابر حریق پسیو ، تدابیری است که پس از اجرا، نیازی به اقدامات اضافی ندارد. چند نمونه از حفاظت پسیو در برابر حریق در توربینهای بادی عبارتند از:
- انتخاب مواد غیر قابل احتراق در طول ساخت و ساز (در این مورد، به طور خاص، ناسل)
- انتخاب/استفاده از روغن‌های هیدرولیک و روغن‌های غیر قابل احتراق
- بخش‌بندی فضای داخل ناسل
- نصب سیستمهای حفاظت در برابر صاعقه
- نصب سیستم‌هایی برای نظارت بر شرایط تجهیزات
با این تفاسیر بهترین و مؤثرترین سیستم‌ها برای عملیات اطفا پس از شعله‌ور شدن حریق در یک توربین بادی کدامند؟
صرف‌نظر از میزان اقدامات حفاظت در برابر حریق پسیو که به کار گرفته می‌شود، هرگز نمی‌توان اطمینان داشت که آتش‌سوزی رخ نخواهد داد. و به محض وقوع آتش‌سوزی، باید اقدامات فوری انجام شود، به ویژه قبل از اینکه یک آتش‌سوزی بسیار کوچک به حریقی غیر قابل کنترل تبدیل شود که به توربین بادی آسیب برساند یا آن را از بین ببرد.
در مورد آتش‌سوزی توربین بادی (مانند بسیاری از آتش‌سوزی‌های صنعتی دیگر)، حفاظت اکتیو در برابر حریق شامل موارد زیر است:
- تشخیص سریع حریق
- راه اندازی سیستم های اعلام حریق
- سیستم های اطفاء حریق سریع الاثر
پرکاربردترین و موثرترین سیستم های اطفا حریق در توربینهای بادی سیستمهای فایرتیوب با استفاده از گاز HFC227ea یا Novec1230 هستند که در بیشتر موارد بسیار سریع حریق را خاموش نموده و خطر خسارات گسترده اموال و همچنین تلفات احتمالی جانی را به حداقل می‌رساند.
تمامی توربینهای بادی باید مجهز به سیستم تشخیص حریق هوشمند و اطفا حریق فایر تیوب باشند. هزینه داشتن چنین سیستمی در مقایسه با قیمت توربین بسیار ناچیز است است. با این حال، در صورت وقوع آتش سوزی، هزینه نداشتن یک سیستم اطفا حریق قابل اطمینان به احتمال زیاد فاجعه بار خواهد بود.
شرکت آترین الکترو سازه توس با دارا بودن امکانات تامین و اجرای بهترین سیستمهای اطفا حریق و ارائه‌ی بهترین راه‌حلها برای این دستگاهها آمادگی دارد تا به کمک صنعت تولید برق کشور آمده و ایمنی این صنعت را تامین نماید.