مقدمه
انرژی باد نظیر سایر منابع انرژی تجدیدپذیر از نظر جغرافیایی گسترده و در عین حال به صورت پراکنده و غیرمتمرکز و تقریبا همیشه در دسترس می‌باشد. انرژی باد طبیعتی نوسانی و متناوب داشته و وزش دائمی ندارد. هزاران سال است که انسان با استفاده از آسیاب‌های بادی، تنها جزء بسیار کوچکی از آن را استفاده می‌کند.
انسان از زمان‌های بسیار دور به نیروی لایزال باد پی برده و سال‌ها بود که از این انرژی برای به حرکت در آوردن کشتی‌ها و آسیاب‌های بادی بهره می‌گرفت. طی سالیان دراز ثابت شده‌است که می‌توان انرژی باد را به انرژی مکانیکی و یا انرژی الکتریکی تبدیل کرد و مورد استفاده قرار داد. منابع تاریخی نشان می‌دهند که ساخت آسیاب‌ها در ایران، عراق، مصر و چین قدمت باستانی داشته و در این تمدن‌ها، از آسیاب‌های بادی برای خرد کردن دانه‌ها و پمپاژ آب استفاده می‌شده است.
در ادامه خلاصه‌‌ای از مطالعات امکان‌سنجی (طرح توجیهی) تولید توربین بادی خانگی ارائه شده است.
معرفی محصول
توربین بادی وسیله‌ای است که توسط آن انرژی مکانیکی باد، به وسیله یک ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. توربین‌های بادی دارای سه قسمت اصلی اند: برج، تیغه‌ها و روتر، پوشش محافظ. برج همان سازه بلند و مستحکمی است که سایر اجزا بر روی آن سوارند، جنس آن می‌تواند از فولاد و یا بتن باشد.
توربین‌های بادی به دو دسته کلی محور افقی و محور عمودی تقسیم می‌شوند.
توربین‌های محور افقی، دارای ساختمان پیچیده بوده و نصب آنها فقط در مناطق با باد دائمی و سرعت بالا ارزش اقتصادی دارد. اما توربین‌های محور عمودی دارای ساختمان و نصب بسیار سادهای بوده و در سرعت‌ها و جهت‌های مختلف باد قابل استفاده میباشند. این توربین‌ها، بر خلاف توربین‌های محور افقی، دارای سرعت دورانی کم و گشتاور زیاد بوده و مستقل از جهت باد هستند. به همین دلیل از آنها بیشتر برای تولید برق جهت انتقال قدرت از جمله هوای فشرده و سیستم‌های هیدرولیك استفاده می‌شود تا تولید مستقیم الكتریسیته.
در نگاه اول به نظر می‌رسد که باد از بغل به تیغه‌ها خورده و آنها را به حرکت در می‌آورد، اما این نگاه کاملا اشتباه است. باد از روبرو و یا پشت به صورت عمود با تیغه‌های توربین برخورد می‌کند. طراحی تیغه‌ها همانند طراحی بال‌های هواپیما است، یعنی قسمت پایینی آن صاف و قسمت بالا دارای خمیدگی است. این نوع طراحی باعث می‌شود که سرعت هوایی که از زیر تیغه‌ها حرکت می‌کند کمتر از قسمت بالای آن شود. این تغییر در سرعت باعث تغییر در فشار بالا و پایین تیغه‌ها می‌گردد، به گونه‌ای که فشار پایین از فشار بالا بیشتر شده و تیغه به سمت بالا حرکت می‌کند.
هر چه سرعت باد بیشتر باشد تیغه‌ها نیز با سرعت بیشتری حرکت می‌کنند و روتر را می‌چرخانند. حرکت چرخشی روتر توسط دو شفت و جعبه دنده به ژنراتور منتقل شده و در آنجا این انرژی مکانیکی به برق تبدیل می‌شود.
معرفی کد آیسیک و کد تعرفه گمرکی محصول
کد آیسیک محصول 2911412302 (و کد 8 رقمی 29111240) از گروه ساخت ماشین‌آلات و تجهیزات طبقه‌بندی نشده در جای دیگر (29) و از زیرگروه‌های ساخت موتورها و توربین‌ها، به جز موتورهای وسایل نقلیه هوایی، وسایل نقلیه و موتورهای انواع دوچرخه و سه‌چرخه (2911) و انواع توربین (2911312301) می‌باشد.
توربین‌های بادی تحت زير فصل‌هاي تعرفه 8502 مقررات گمرکي ايران با عنوان مجموعه مولدها و کنورتیسور‌های دوار برق، با زيرتعرفه 85023110 برای توربین‌های کمتر از 660 کیلووات و 85021190 برای توربین‌های بالای 660 کیلووات وارد و صادر مي‌شود.
شرايط ورود توربین‌های کوچک‌تر از 660 کیلووات داشتن اجازه از وزارت صنعت، معدن و تجارت و پرداخت 15 درصدی حقوق ورودی در سال 1399 (حقوق گمركی 4% و سود بازرگانی 11 %) می‌باشد و برای توربین های بزرگ‌تر از 660 کیلووات داشتن اجازه از وزارت صنعت، معدن و تجارت پرداخت 5 درصدی حقوق ورودی در سال 1399 (حقوق گمركی 4% و سود بازرگانی 1 %) می‌باشد.
واحدهای تولیدکننده محصول
این محصول تا انتهای سال 1398، 10 واحد فعال داشته است. استان گیلان دارای بیشترین واحد تولیدکننده این محصول می‌باشد. برای مشاهده جزئیات دقیق واحدهای فعال و واحدهای در حال احداث تولید محصول بر روی لینک زیر کلیک کنید.
* مشاهده واحدهای فعال و واحدهای در حال احداث محصول
همچنین با کلیک بر روی کد تعرفه زیر میزان صادرات و واردات صورت گرفته با این کد، کشورهای وارد کننده، صادر کننده و... قابل مشاهده است.
*مشاهده واردات و صادرات محصول با کد تعرفه 85023190
*مشاهده واردات و صادرات محصول با کد تعرفه 85023110
کاربردهای محصول
به طور کلی هدف از استفاده توربین‌های بادی استحصال انرژی الکتریکی پاک و تجدیدپذیر می‌باشد.
کاربردهای توربین بادی خانگی به شرح زیر است:
استفاده در راستای تامین نیروی برق پمپ‌های بادی آبکش جهت:
– تأمین آب آشامیدنی حیوانات در مناطق دور افتاده
– آبیاری در مقیاس کم
– آبکشی از عمق کم جهت پرورش آبزیان
– تأمین آب مصرفی خانگی
کاربرد توربین‌های بادی کوچک بعنوان تولید کننده برق:
– تأمین برق جزیره های مصرف
_ شارژ باتری
بازار محصول
توربین‌های بادی خانگی محصولی نوین در کشور ما به حساب می‌آید. لذا بازار هدف محصول در سال‌های آینده متناسب با سطح تلاش عرضه کنندگان در شناساندن محصول به بازار تعیین می‌گردد.
با این وجود با در نظر گرفتن سیاست‌های انرژی تجدیدپذیر در سطح کشور، فراهم نمودن امکان برق‌رسانی ارزان به نقاط دور دست، مزایای توربین‌های بادی به پنل‌های خورشیدی در مناطق بادخیز و ارزان بودن این انرژی می‌توان اطمینان داشت در صورت ارائه‌ی مناسب محصول، استقبال مناسبی در مناطق روستایی و بادخیز کشور جهت دسترسی به انرژی برق برای نیاز شخصی صورت خواهد گرفت.
روش تولید
در این واحد عملیات مونتاژ توربین در کارگاه‌های مستقل صورت می‌پذیرد. در ادامه به بررسی فرآیند کاری هر یک از کارگاهها پرداخته خواهد شد.
کارگاه مونتاژ ژنراتور توربین:
اصلی‌ترین کارگاه مونتاژ توربین، مونتاژ ژنراتور می‌باشد. در این بخش هسته‌ی ژنراتور و سیم‌پیچ‌ها به یکدیگر متصل می‌شوند و در نهایت مجموعه بر روی قاب ژنراتور سوار می‌شود.
کارگاه تولید تیغه:
در این کارگاه با تزریق فیبر کربن در قالب‌های از پیش تهییه شده، تیغه‌ها تولید می‌شوند. در ادامه برای افزایش استحکام، تیغه¬ها به رزین آغشته می‌شوند و برای شکل‌گیری نهایی وارد کوره می‌گردند. در حقیقت برای خشک شدن و شکل‌گیری تیغه ها در کوره در حدود 2 تا 3 ساعت زمان لازم است و بیشترین زمان را در پروسه‌ی تولید توربین به خود اختصاص می‌دهد. لذا در این بخش برای دستیابی به ظرفیت مورد نیاز 10 کوره در نظر گرفته شده‌است.
کارگاه جوش‌کاری و حفاری:
این کارگاه به منظور آماده‌سازی قطعات توربین شامل، بدنه، دنباله، پایه، هاب، قاب ژنراتور و سایر اجزا جهت اتصال و یکپارچه شدن فعالیت می‌نماید.
کارگاه رنگ :
در این کارگاه، پایه، تیغه‌ها، دنباله و سایر اجزای بیرونی توربین پیش از مونتاژ نهایی رنگ‌آمیزی و خشک می‌گردند.
کارگاه مونتاژ قطعات الکتریکی:
در این کارگاه، اتصالات الکتریکی ما بین ژنراتور، تیغه و دنباله‌ی توربین برقرار می‌گردد.
کارگاه مونتاژ نهایی و بسته‌بندی:
در آخرین مرحله قطعات از پیش آماده شده به یکدیگر متصل شده و پس از بسته‌بندی نهایی برای فروش و استفاده روانه‌ی انبار می‌شوند.
سرمایه گذاری طرح
| شرح | هزینه موردنیاز (میلیون ریال) | معادل دلاری |
| سرمایه ثابت | 130,428 | 465,814 |
| سرمایه در گردش | 4,450 | 15,893 |
| کل سرمایه گذاری | 134,878 | 481,707 |
زمین مورد نیاز برای تولید 1000 عدد در سال توربین بادی، 2000 مترمربع می‌باشد.
*هر دلار معادل 280,000 ریال در نظر گرفته شده است.
هزینه‌های تولید طرح
هزینه‌های تولید بر اساس پيش‌بيني توليد در ۱۰۰ درصد ظرفيت اسمی محاسبه می‌گردد و براي سال‌هاي قبل از دستيابي به ۱۰۰% ظرفيت با توجه به ميزان توليد و هزينه‌هاي ثابت و متغير، تعديلات لازم اعمال می‌گردد. كل هزينه‌هاي توليد اين طرح كه شامل هزينه‌هاي عملياتي و غيرعملياتي توليد می‌باشد و معادل 91,251 میلیون ریال می‌باشد.
شاخص اقتصادی طرح
شاخص‌های اقتصادی طرح تولید توربین‌های بادی خانگی توسط نرم افزار کامفار محاسبه شده‌اند و به شرح زیر است.
| شرج | مقدار | واحد |
| ارزش فعلی خالص (NPV) | 78,822.34 | میلیون ریال |
| نرخ بازده داخلی (IRR) | 32.29 | درصد |
| دوره بازگشت سرمایه (PBP) | 3 | سال |
| تسهیلات پیشنهادی | 78,000 | میلیون ریال |