نیروگاه بادی بینالود یکی از مهمترین نیروگاههای بادی کشور و از پیشگامان بهرهبرداری از انرژی باد در شمالشرق ایران به شمار میرود. این نیروگاه با ظرفیت نصبشده ۲۸.۲ مگاوات و شامل ۴۳ توربین بادی هرکدام با توان ۶۶۰ کیلووات است و نقش قابلتوجهی در تأمین برق پاک، کاهش مصرف سوختهای فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانهای دارد.
موقعیت جغرافیایی
نیروگاه بادی بینالود در استان خراسان رضوی، در نزدیکی شهر بینالود و در مسیر مشهد–نیشابور احداث شده است. مساحت این سایت حدود ۷۰۰ هکتار برآورد میشود.
این نیروگاه در دهانه یک تونل بادی طبیعی قرار گرفته که از منطقه امام تقی آغاز شده و تا کویر سبزوار امتداد دارد. استقرار نیروگاه در دهانه این تونل، امکان بهرهبرداری حداکثری از انرژی باد را فراهم کرده و یکی از دلایل اصلی راندمان بالای این سایت محسوب میشود.
تاریخچه احداث نیروگاه
مطالعات اولیه برای احداث نیروگاه بادی بینالود از سال ۱۳۷۴ و با استفاده از دادههای ایستگاه هواشناسی حسینآباد آغاز شد. اطلاعات جمعآوریشده در اختیار مهندسان قرار گرفت و پس از بررسیها و مطالعات گسترده، محل فعلی بهعنوان سایت نهایی انتخاب شد.
اجرای پروژه توسط سازمان انرژیهای نو ایران (سانا) انجام شد. عملیات اجرایی نیروگاه در سال ۱۳۸۱ آغاز گردید و تا سال ۱۳۸۶ به ظرفیت فعلی ۴۳ توربین بادی رسید. در فاز نخست، برنامهریزی شده بود که از مجموع ۶۰ واحد پیشبینیشده، تعداد ۴۳ واحد به بهرهبرداری برسد. از این تعداد، ۵ واحد از خردادماه ۱۳۸۳ وارد مدار شدند و سایر واحدها بهتدریج نصب و راهاندازی گردیدند.
مشارکت داخلی و خارجی
توربینها و تجهیزات نیروگاه با مشارکت ایران و چند کشور خارجی ازجمله آلمان و دانمارک تأمین شدهاند؛ بهطوریکه حدود ۶۰ درصد تجهیزات ساخت داخل و ۴۰ درصد وارداتی است.
برق تولیدی توربینها از طریق کابل به پست ۲۰/۱۳۲ کیلوولت منتقل شده و سپس به شبکه سراسری برق تزریق میشود. خروجی هر واحد ابتدا ۶۰۰ ولت بوده و توسط ترانسفورماتورهای مجزا به ۲۰ هزار ولت افزایش مییابد.
مشخصات فنی
| عنوان | مشخصات |
| نام نیروگاه | نیروگاه بادی بینالود |
| ظرفیت نصبشده | ۲۸.۲ مگاوات |
| تعداد توربینها | ۴۳ واحد |
| ظرفیت هر توربین | ۶۶۰ کیلووات |
| مساحت سایت | حدود ۷۰۰ هکتار |
| مجری پروژه | سازمان انرژیهای نو ایران (سانا) |
| نوع توربین | دور ثابت |
| دور پره | ۲۸ تا ۳۰ دور در دقیقه |
| دور ژنراتور | ۱۵۰۰ تا ۱۶۵۰ دور در دقیقه (نامی ۱۶۰۰ rpm) |
| نوع ژنراتور | آسنکرون |
| لغزش مجاز ژنراتور | ۳ تا ۵ درصد (تا ۱۰ درصد قابل قبول) |
| سیستم انتقال توان | گیربکس اصلی |
| ولتاژ خروجی هر واحد | ۶۰۰ ولت |
| ولتاژ انتقال به شبکه | ۲۰ کیلوولت → پست ۲۰/۱۳۲ کیلوولت |
| شروع تولید برق | سرعت باد ۵ متر بر ثانیه |
| حداکثر تولید | سرعت باد ۱۶ متر بر ثانیه (در سایت: ۱۴ m/s) |
| قطع خودکار تولید | سرعت باد ۲۵ متر بر ثانیه |
| ارتفاع سایت از سطح دریا | ۱۵۵۰ متر |
| سیستم کنترل پره | Pitch Control (چرخش تا ۹۰ درجه) |
| سیستم ترمز | آیرودینامیکی + پیچ کنترل کامل پره |
| چرخش اتاقک ژنراتور | ۳۶۰ درجه |
| سیستم کنترل | کاملاً اتوماتیک با ثبت لحظهای دادهها |
| تولید سالانه برق | ۶۶ میلیون کیلوواتساعت |
| صرفهجویی در مصرف گاز | ۲۲ میلیون مترمکعب در سال |
| کاهش انتشار CO₂ | ۴۷ هزار و ۳۷۰ تن در سال |
چیدمان و آرایش توربینها
نحوه چیدمان توربینها در سایت بهصورت چیدمان ۱۰ × ۶ انتخاب شده که امکان استفاده بهینه از جریان باد را فراهم میکند.
ساختار فنی هر واحد توربین بادی
هر واحد توربین بادی نیروگاه بینالود از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:
- سیلندر پایه (فونداسیون و امبیدر سیلندر)
- برج (بخش تحتانی و فوقانی)
- نافل (ماشینخانه)
- دماغه
ژنراتورهای مورد استفاده از نوع آسنکرون هستند. در این نوع ژنراتورها، لغزش مجاز بین ۳ تا ۵ درصد بوده و اختلالی در عملکرد ایجاد نمیکند. با توجه به تغییرپذیری شدید انرژی باد، لغزش این ژنراتورها تا ۱۰ درصد نیز قابلقبول است.
برای ثابت نگه داشتن ولتاژ القایی روتور، از سه مقاومت متغیر یک اهمی در هر فاز استفاده شده که توسط یک مدار کنترلی بهصورت خودکار تنظیم میشوند. انتقال انرژی مکانیکی از پرهها به ژنراتور نیز از طریق گیربکس اصلی انجام میشود.
نوع توربین و مشخصات دور
توربینهای بادی از نظر دور به سه دسته تقسیم میشوند:
- دور ثابت
- دور متغیر
- دو دوره
توربینهای نیروگاه بینالود از نوع دور ثابت هستند.
- دور پرهها: ۲۸ دور در دقیقه
- دور ژنراتور: ۱۶۰۰ دور در دقیقه
گیربکس بهگونهای طراحی شده که با وجود ورودی متغیر، خروجی با دور ثابت تأمین شود.
شرایط باد و تولید برق
- شروع تولید: سرعت باد ۵ متر بر ثانیه
- حداکثر تولید: سرعت باد ۱۶ متر بر ثانیه
در سرعت باد ۲۵ متر بر ثانیه تولید بهطور اتومات قطع میشود تا به اجزا واحد آسیب نرسد. این مقادیر برای شرایط استاندارد (فشار ۱ اتمسفر و دمای ۲۵ درجه سانتیگراد) بیان شدهاند. با توجه به ارتفاع سایت بینالود (۱۵۵۰ متر از سطح دریا)، حداکثر تولید در سرعت باد ۱۴ متر بر ثانیه حاصل میشود.
راهاندازی، کنترل و ایمنی
در زمان راهاندازی، ژنراتور ابتدا بهصورت موتور شروع به کار میکند و پس از رسیدن به سرعت سنکرون، تغذیه قطع شده و وارد حالت ژنراتوری میشود.
پرهها قابلیت چرخش تا ۹۰ درجه را دارند (Pitch Control). برای توقف توربینها دو روش وجود دارد:
- پره آیرودینامیکی: در نوک پرهها پرهای دیگر موجود است که از نوک پره اصلی فاصله دارد و تغییر حالت آن موجب توقف پرههای اصلی میگردد ترمز دینامیکی
- پیچ کنترل کامل پرهها: در این سیستم تمام پره تغییر وضعیت میدهد و نسبت به روش قبلی مدرنتر است. برای بهرهبردای کامل پره طوری قرار میگیرد که بیشترین سطح تماس را باد داشته باشد و همچنین در مواقعی که طوفان است و یا بهخاطر سرویس نباید واحد به کار خود ادامه دهد، پرهها طوری قرار میگیرند که کمترین سطح تماس را باد داشته باشند.
اتاقک ژنراتور قابلیت چرخش ۳۶۰ درجه دارد و کابلها تا ۴ دور پیچش را تحمل میکنند. در شرایط طوفانی، سیستم کنترلی با چرخاندن ژنراتور به پشت باد، از آسیب جلوگیری میکند.
تمام فرایندها بهصورت کاملاً خودکار انجام شده و اپراتور صرفاً نقش نظارتی دارد. دادهها بهصورت لحظهای ثبت و ذخیره میشوند.
برنامه توسعه نیروگاه
درحالحاضر، برنامه افزایش ظرفیت نیروگاه از طریق نصب ۵۰ توربین جدید با ظرفیت مجموع ۶۱.۲ مگاوات در دست بررسی و اجرا قرار دارد که در صورت تحقق، نقش این نیروگاه در تأمین برق پاک منطقه بهطور چشمگیری افزایش خواهد یافت.
نیروگاه بادی بینالود نمونهای شاخص از بهرهبرداری موفق از انرژی باد در ایران است که با جانمایی هوشمندانه، فناوری مناسب و مدیریت دقیق، توانسته همزمان نقش مؤثری در تأمین برق پاک، کاهش مصرف سوخت فسیلی و حفاظت از محیطزیست ایفا کند و جایگاه ویژهای در میان نیروگاههای بادی کشور و حتی در مقیاس جهانی داشته باشد.
