انرژی, انرژی بادی

هزینه توربین بادی

هزینه توربین بادی

محاسبه و پیش بینی هزینه توربین بادی

هزینه توربین بادی فقط شامل قیمت درب کارخانه توربین بادی نیست بلکه شامل هزینه هایی قبل از تهیه توربین بادی، حین نصب و حین بهره برداری 20 ساله می شود. در این متن، محاسبه و پیشبینی بیشتر هزینه های یک نیروگاه بادی بررسی می شود. محاسبه و تخمین هزینه های یک نیروگاه بادی قبل از شروع به کار لازم و حیاتی است. متن زیر برگرفته از کتاب هندبوک توربین بادی است.

تاکنون استفاده از انرژی باد برای تولید نیرو به دلایل اکولوژیکی، خصوصاً با توجه به تغییرات آب و هوایی و همچنین حفظ منابع انرژی فسیلی، توسعه یافته است. صرف نظر از این واقعیت، باید سوال “هزینه توربین بادی مطرح و پاسخ داده شود. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر “به هر قیمتی” حداقل در شرایط امروز هدف واقع بینانه ای نیست. در حال حاضر توربین های بادی تجاری در محدوده توان تا حدود 3000 کیلووات در دسترس هستند. طی پانزده سال گذشته، پیشرفت عظیمی در جهت کاهش هزینه تولید توربین های بادی حاصل شده است. توربین های بادی آزمایشی بزرگ دهه هشتاد میلادی بسیار گران قیمت بودند و نمونه های اولیه آنها به صورت جداگانه تولید می شدند و هزینه آن بر دوش برنامه های تحقیق و توسعه بود. یک چالش اساسی برای اقتصاد آینده، پتانسیل کاهش هزینه توربین بادی است که همچنان ادامه دارد. انتظارات در مورد کاهش هزینه های تولید اساساً بر مبنای دو عامل است.

1- از یک طرف سطح فنی پیشرفت هایی که تاکنون به دست آمده، هنوز راه حل های مقرون به صرفه تری فراهم می کند. این امر هم برای مفاهیم فنی پیچیده تر و هم برای اصلاحات طراحی توربین های بادی موجود صدق می کند. هدف اصلی توسعه ساختارهای سبک و ساده تر و درنهایت ماشین آلات ارزان تر می باشد. توربین های بزرگ بادی مطمئناً در این زمینه هنوز پیشرفت چشمگیری خواهند داشت.

2- دومین عامل تعیین کننده برای کاهش هزینه توربین بادی، تولید تعداد واحد های بیشتر(تولید انبوه) است. توربین های بادی بزرگ با توجه به هزینه های امروز، از این مقدار نیز کمی باید سود می بردند. با این حال، نباید از این لحاظ امیدهای بیهوده داشت زیرا توربین های بادی احتمالاً هرگز مانند اتومبیل از خط مونتاژ خارج نخواهند شد. پتانسیل دستیابی به کاهش هزینه فقط در چند صد واحد یا شاید در چند مورد، چند هزار واحد در سال محدود می شود.

قیمت ها(Prices) لزوماً با هزینه ها(costs) یکسان نیستند.

طبیعتاً این قانون اقتصادی ابتدایی در مورد توربین های بادی نیز اعمال می شود. تولیدکنندگان هنگام تعیین قیمت فروش، وضعیت بازار را در نظر می گیرند تا بسته به زمان و مکان حاشیه سود آنها متفاوت باشد. از این رو ثبات درازمدت بازار در دستیابی به محاسبه قابل اعتماد هزینه از اهمیت زیادی برخوردار است، هم برای شرکت های تولید کننده و هم برای کاربرانی که “قیمت درب کارخانه”( price ex-factory) توربین های بادی را دوباره به عنوان “هزینه” در محاسبه سودآوری (profitability) خود لحاظ می کنند.

هزینه توربین بادی

هزینه توربین بادی برای برند و اندازه های مختلف

1- هزینه های ساخت و قیمت فروش توربین های بادی

در حال حاضر توربین های بادی تا توان حدود سه هزار کیلووات به وضعیت تجاری رسیده اند. موفق ترین تولیدکنندگان حدود هزار واحد از پرفروش ترین محصولات خود را در کلاس 1500 – 2000 کیلووات تولید کرده اند. حداکثر تولید سالانه این توربین ها در حدود 1000 دستگاه بود است. روش تولید را می توان با تولید دسته ای(batch production) نسبتاً زیاد در یک خط مونتاژ ، مشابه تولید هواپیما، مشخص کرد.

این روش هنوز از تولید انبوه(mass production) فاصله دارد. طبیعتا قیمت های فروش به تنهایی منعکس کننده هزینه های تولید نیست بلکه وضعیت بازار(market situation) نیز هست. وقتی شرایط عمومی اقتصادی برای درآمد حاصل از انرژی مفید باشد – یا در برخی موارد اعتبار های حمایتی نیز اعطا شود- قیمت های فروش بالاتری نسبت به کشورهایی که شرایط اقتصادی استفاده از انرژی باد سخت تر است، پیدا می شود. ساده لوحانه خواهد بود اگر تصور کنیم صنعت در قیمت گذاری خود به شرایط عمومی جامعه واکنش ندهد. به طور خاص “رونق” جهانی استفاده از انرژی باد در سال های اخیر بر قیمت ها تأثیر خواهد داشت.

2- هزینه ی ویژه و پارامترهای مرجع برای سیستم های با اندازه و توان تولیدی مختلف

مقایسه هزینه تولید و قیمت فروش فقط با کمک ارقام هزینه ویژه (specific cost) انجام می شود. بنابراین، یک سوال فوری این است: برای تهیه یک تصویر عینی، که مقایسه سیستم های رقیب را مخدوش نمی کند، باید به کدام پارامتر سیستمی(system parameter) مراجعه کرد؟

برخورد با سیستم های انرژی تجدیدپذیر در این مورد به رویکرد جدیدی نیاز دارد. هنگام مقایسه سیستم های متداول تولید انرژی، از توان نامی (rated power) به عنوان یک پارامتر قابل توجه برای نشان دادن عملکرد ویژه یک سیستم استفاده می شود. در واقع هزینه های ساخت (manufacturing) و بهره برداری (operating) و همچنین ماحصل انرژی(energy yield) توربین ها در درجه اول به توان نامی بستگی دارد.

بر این اساس ، “هزینه ی هر کیلووات” پارامتر مناسب برای ارزیابی سودآوری(profitability) است. بنابراین می توان عملکرد واقعی یک پروژه را با پارامتر “هزینه سرمایه گذاری در هر کیلووات ساعت در سال” (US/kWh$) مشخص کرد. با استفاده از این پارامتر می توان سودآوری سرمایه گذاری “توربین بادی در یک مکان خاص” را با دقت بالا ارزیابی کرد.

برای مثال هزینه های سرمایه گذاری کلید در دست(turnkey)، یعنی هزینه های توربین بادی و هزینه های اضافی مربوط به سایت، در مقایسه با قیمت فروش برق تجدید پذیر $US/kWh 0.09 نباید بیشتر از $US/kWh/year0.80 باشد اگر یک دوره بازپرداخت اقتصادی حدود 15 سال قابل قبول باشد. به طور طبیعی، معیار نهایی برای سودآوری هزینه های تولید انرژی است اما این موارد نیاز به فاکتورهای دیگری مانند سرمایه و هزینه های بهره برداری دارد.

2-1- جرم سازه به عنوان مبنایی برای تعیین هزینه تولید

برای شروع ملاحظات نشان می دهد که، به دلایل فیزیکی، با افزایش اندازه توربین بادی اثرات مقیاس(scaling effects) نامناسب می شود این بدان معنی است که پارامتر ویژه(قیمت بر کیلووات) کاربرد و معنی خود را از دست می دهد. در ساده ترین حالت، ادعا می شود که حجم سازه ها با توان سوم(D3) ابعاد افزایش می یابند در حالی که ماحصل انرژی فقط با توان دوم(D2) قطر روتور افزایش می یابد و بنابراین با افزایش اندازه، صرفه اقتصادی کاهش می یابد. در حقیقت این بحث را نمی توان به طور کامل رد کرد که شرایط افزایش مقیاس(scaling up) پیچیده تر می شود. در ابتدا لازم به ذکر است که قوانین مقیاس پذیری(scaling) فقط درصورت تغییر نکردن طراحی فنی و ساخت قابل اجرا هستند. اصلاح ساخت و ساز اجازه می دهد تا اثرات نامطلوب مقیاس سازی تا حدی جبران شود.

علاوه بر این، وضعیت بار گذاری(loading) و تنش برای اجزای توربین بادی بسیار متفاوت است. برای مثال پره های روتور به وضوح نشان می دهد که همه ی نیروهای بیرونی و گشتاور ها با توان سوم قطر روتور افزایش نمی یابد. این قانون فقط برای نیروها و گشتاور های وزن مرده ی(dead weight) پره های روتور اعمال می شود. در نتیجه معیار جرم سازه برای مقایسه توربین های بادی مختلف همیشه مناسب نیست.

2-2- محاسبه هزینه ساخت بر اساس جرم

اگر یک مدل جرم ( mass model) برای توربین بادی در دسترس باشد، یعنی یک رابطه تحلیلی یا آماری بین جرم اجزا و مهمترین پارامترهای توربین (قطر روتور، توان نامی، ارتفاع برج و غیره) در دسترس باشد یا اگر جرم های سازه ای(structural masses) از پیش نویس های طراحی (design drafts) مشخص باشد، می توان هزینه های ساخت را با کمک هزینه ویژه(specific cost) برآورد کرد. این موارد با نتایج خوب در فن آوری هوا فضا استفاده می شود.

محاسبه هزینه های تولید با کمک جرم و هزینه ویژه، تنها درصورتی که اجزا یا زیر سیستم ها(subsystems) به گونه ای تعریف شده باشند که از نظر فنی همگن باشند و با یک هزینه ویژه مشخص شوند، نتایج قابل اتکایی را ارائه می دهد. علاوه بر این، پارامتر مرجع صحیح باید انتخاب شود. هزینه های تولید اجزای سازه ای و ماشین آلات را می توان به خوبی با هزینه ویژه جرم تعیین کرد اما در مورد اجزای الکتریکی قابل توجه نیست. در این حالت، توان مرجع بهتری است. با توجه به همگنی (homogeneity) فنی زیر سیستم ها، زمینه های زیر را می توان با یک مقدار هزینه ویژه مشخص کرد.

2-3- سازه های کامپوزیتی سبک با استحکام بالا

فقط پره های روتور را می توان تحت این اصطلاح طبقه بندی کرد، نه کل روتور. طراحی و ساخت پره های روتور فناوری مشابه مهندسی هواپیما را نشان می دهد. هزینه های ساخت را می توان با توجه به وزن به ” kg/$ ” تعیین کرد. با این حال، فقط هزینه های مربوط به جرم نیستند که مربوط به توربین های بادی هستند، بلکه هزینه های مربوط به مساحت روبش روتور(rotor-swept area) نیز هستند که به صورت پارامتر ” m2/$ ” در مدل هزینه توربین بادی نقش دارد. به همین دلیل است که روتورهای دو پره از دید هزینه مزیت دارند.

2-4- ساختارهای کامپوزیتی ساده

از آنها برای پوسته ناسل(nacelle) و برخی دیگر از قطعات با بارگذاری کمتر استفاده می شود. هزینه ویژه این قطعات در مقایسه با سازه های کامپوزیتی استحکام بالا بسیار ارزان تر است.

2-5- ماشین آلات مکانیکی

در توربین های بادی، ماشین آلات مکانیکی سنتی توسط قطار محرک(drive train) مکانیکی شامل هاب روتور(rotor hub)، یاتاقان های پره و مکانیزم پیتچ پره(blade-pitch) نشان داده می شوند. برخی سیستم های جانبی(auxiliary) در ناسل مانند سیستم یاو (yaw) همچنین از اجزای مکانیکی توربین بادی هستند.

2-6- سازه های فولادی جوش داده شده

سازه های فولادی قسمتهایی از ساختار تحمل کننده بار(load-bearing) ناسل و برج را تشکیل می دهند (غیر از برج فولادی، برج های چوبی و بتنی نیز وجود دارد). سازه(structure) فولادی ناسل که نیاز به کار زیاد دارد هزینه های ویژه بالاتری نسبت به برج دارد.

2-7- قطعات فولادی ریخته گری شده

فولاد ریخته گری به طور فزاینده ای برای اجزای سازه ی تحمل کننده بار استفاده می شود. هزینه های ویژه هر وزن نسبتاً ارزان است. اما هزینه های قالب باید با تعداد تولید بالا سرشکن شود.

2-8- سیستم برق و کنترل

سیستم الکتریکی شامل ژنراتور، مبدل فرکانس در صورت نصب و تجهیزات الکتریکی عمومی با کابل کشی و سیستم های کنترل برای پایش و مدیریت بهره برداری است. در مقایسه با اجزای مکانیکی، هزینه های ویژه این زیر سیستم بیشتر مربوط به توان است تا به وزن. بنابراین هزینه های ویژه در به صورت kW /$ آورده می شود. یک روند مشخص وجود دارد که اجزای الکتریکی با افزایش اندازه (توان نامی) به طور چشم گیر ارزان تر می شوند.

3- محصولات قابل مقایسه

هزینه های ویژه تولید توربین های بادی تنها در صورتی معنی دار هستند که با محصولات مشابه مقایسه شود. این امر به یک مقدار احتیاط نیاز دارد. محصول مورد استفاده برای مقایسه نه تنها باید با توجه به طراحی آن قابل مقایسه باشد، یعنی پیچیدگی های مواد و سازه، بلکه سطح تنش و طول عمر نیز نباید خیلی اختلاف داشته باشد. وضعیت تولید نیز بسیار چشمگیر است. به عنوان مثال، یک خودرو، محصول مرجع(reference product) کاملاً نامناسبی است و پیچیدگی های مواد و سازه به سختی قابل مقایسه است. در یک خودرو با وجود عمر مفید مورد نیاز، که فقط چند هزار ساعت است و وضعیت تولید که با خط تولید عمدتا خودکار مشخص می شود، مقایسه کاملاً ناسازگار است. تحت این شرایط، هزینه ویژه تولید در سطوح کاملاً متفاوتی است. برای مثال هزینه یک توربین سبک با سنگین به نسبت توان یا وزن، قابل مقایسه نیست.

هزینه توربین بادی

کسر هزینه های ساخت توربین بادی تجاری با جعبه دنده

 

هزینه توربین بادی

کسر هزینه های ساخت توربین بادی تجاری بدون جعبه دنده

4- مدل سازی هزینه توربین بادی

اگر اجزای توربین بادی مطابق با مناطق تعریف شده چیدمان شده باشند، می توان این مدل برای تهیه مدل هزینه(cost model) مفید استفاده کرد. به طور طبیعی، در برخی موارد بسته به تفاوت های مربوط به طراحی فردی، انحرافات قابل توجهی در اجزای منفرد می توان باشد، اما به طور کلی، داده های ارائه شده در جداول زیر تصویری از ساختار هزینه توربین بادی متناسب با وضعیت فعلی فناوری را ارائه می دهد.

هزینه توربین بادی

قیمت درب کارخانه ویژه و هزینه ساخت تخمینی سازه های مختلف صنعت

4-1-هزینه های ساخت و محاسبه قیمت توربین بادی

تأثیر محیط تولیدی که محصول ساخته می شود نباید دست کم گرفته شود. در ابتدا محصولات جدید تقریباً همیشه گرفتار نقص می شوند زیرا ساخت توربین بادی در سیستم تولیدی که برای سایر محصولات توسعه داده شده است، انجام می شود. برای مثال باید توربین بادی را با جعبه دنده ای بسازد که برای توربین بادی طراحی نشده است. به عبارت دیگر، توربین های بادی فقط در یک کارخانه توربین بادی می توانند با صرفه ساخته شوند.

کارخانه ها برای محصولات ساخته می شوند و نه برعکس.

به بیان دیگر نمی توان برای یک دکمه کت دوخت پس نمی توان با جمع کردن قطعات موجود در بازار توربین بادی تولید کرد. به نظر نمی رسد، برای بسیاری از طرفداران تنوع (diversification) در زمینه های منسوخ تولید، این واقعیت ساده مشهود باشد. هیچ توضیحی دیگر برای این تلاشها وجود ندارد که در آن محصول جدید ظاهراً به محصول “غیر اقتصادی” تبدیل می شود. برای مثال توربین هایی که برای مناطق سردسیر شما اروپا طراحی شده اند برای کار در منطقه گرم سیر ایران مناسب نیستند و در تابستان که بیشترین تولید وجود دارد، متوقف می شوند.

هزینه ساخت توربین بادی با توجه به هزینه مواد اولیه تعیین می شود. این به ویژه در مورد فولاد صادق است. سازه های فولادی ساده 80 – 85٪ از وزن کل یک توربین بادی با برج فولادی را شامل می شوند. قیمت های فولاد طی سالهای گذشته روند صعودی به خود دیده است. مواد خام مانند مس نیز تأثیر مشخصی در هزینه ها و به طور طبیعی بر روی اجزای الکتریکی دارد.

ماده اولیه نقش ویژه ای را برای آهنرباهای دائمی بازی می کند و تاکنون چین انحصار این مواد را در اختیار دارد. این تنها راهی است که می تواند بین گزینه های اقتصادی “خرید”(buying in) و “ساخت در خانه”(manufacturing in-house) تصمیم گیری کند. تولید کنندگان توربین های بادی سیاست های بسیار متفاوتی را در این زمینه دنبال می کنند. بسیاری از تولیدکنندگان سعی می کنند تا آنجا که ممکن است قطعات را از فروشندگان خارج خریداری کنند. بنابراین، آنها از رقابت قیمت و دانش فنی صنعت تامین کننده(vendor industry) بهره مند می شوند. سایر تولیدکنندگان ترجیح می دهند در تولید خود شرط بندی کنند. مهمتر از همه، آنها می خواهند توسعه یکپارچه سیستم را با تمام عناصر مهم آن دنبال کنند پس بنابراین از رقبا پیشی می گیرند. آنها معایب هزینه هایی احتمالی ناشی از تولید ناشیانه شرکت های تولیدکننده یک محصول است را به دوش خود می کشند.

جمع كردن هزینه های مواد اولیه، نخستین قدم مهم در قیمت گذاری سیستم است. این “هزینه مواد تشکیل دهنده” بدون تغییر در مفاهیم فنی، روش تولید و یا تغییر تأمین کنندگان قابل کاهش نیست. یک شرکت تجاری با هدف ایجاد یک موقعیت بلند مدت و پایدار در بازار، نه تنها طرف تولید کننده بلکه یک مدیریت محصول جهانی، باید تعدادی از عوامل هزینه دیگر را نیز در محاسبات قیمت گذاری خود لحاظ کند:

  • تهیه و انبار مواد
  • استهلاک ابزار و دستگاه ها(Amortisation)
  • تضمین و کنترل کیفیت(Quality assurance and control)
  • ذخیره احتمالی برای بدهی ها
  • بیمه
  • هزینه بالاسری اداری
  • بازاریابی
  • تحقیق و توسعه
  • حمل و نقل و بسته بندی
  • راه اندازی
  • سود

این فاکتورهای هزینه ای که به صورت جداگانه در نظر گرفته می شوند. تنها چند درصد از هزینه های قطعه را تشکیل می دهند و به طور کلی40 تا 60 درصد اضافه می شوند. این اضافه هزینه زیاد “هزینه های نرم”(soft costs) به علاوه “هزینه های سخت” ممکن است خواننده ای را که با قیمت گذاری هزینه های صنعتی آشنا نیست، متعجب کند، اما تجربه نشان داده است که هیچ تولید کننده ای که در سرخوشی اولیه خود باور داشته باشند “می توانند آن را بسیار ارزان تر کنند”، در دراز مدت رقبای موفقی نبوده اند.

قیمت فروش باید شامل ذخایر کافی برای توسعه جدید و احتمالاً مرجوعی ها و در مواردی با مسئولیت جدی تر که همیشه تحت پوشش بیمه نیستند باشند. بنابراین، تجزیه و تحلیل هزینه های زیر بر اساس مجموع هزینه های اجزا است و برای رسیدن به قیمت فروش “درب کارخانه” 50٪ اضافی در نظر گرفته شده است. ترتیب اندازه گیری این بالاسری با نمونه برداری از محاسبه هزینه برخی توربین های بادی با تولید سری تأیید شده است.

5-هزینه های سرمایه گذاری برای تأسیسات کلید در دست

هزینه های سرمایه گذاری مورد نیاز کل برای یک سیستم کلید در دست(turnkey)، (برای یک سیستم قابل استفاده یا یک مزرعه بادی با تمام ساختارها و امکانات فنی مرتبط) مبنای تعیین دوام اقتصادی آن است. از نظر فنی، هزینه های سرمایه گذاری کلید در دست برای نصب توربین بادی قابل بهره برداری، یا یک مزرعه بادی، هزینه های نصب شده(installed costs) نامیده می شود. تحقق یک پروژه به طور مکرر در طی یک دوره چندین ساله از ایده اولیه تا روز شروع بهره برداری انجام می شود و بنابراین، در وهله اول، هزینه های برنامه ریزی قابل توجهی را به دنبال دارد که غالباً در نگاه اول دست کم گرفته می شوند.

توسعه پارک های بادی(wind parks) تقریباً همیشه با ابتکار ساکنان محلی منشأ می گیرد. این افراد که از نظر فنی غالباً افراد محلی هستند، از زمین و مردم آگاهی دارند و اولین گفتگوها را با صاحبان املاک و مقامات مسئول صدور مجوز در سطح محلی انجام می دهند. آنها همچنین تلاش می کنند با صاحب زمین قرارداد منعقد کنند و مراحل صدور مجوز را آغاز کنند. با این کار، آنها اغلب توسط نمایندگان محلی سازندگان بزرگ توربین بادی و در نتیجه تأمین کنندگان بالقوه پشتیبانی می شوند. از آنجا که مبتکران به ندرت ابزار لازم را برای پیشبرد قاطعانه اجرای پروژه های بزرگتر دارند، در برهه ای از زمان به توسعه دهندگان پروژه فرا منطقه ای(supra-regionally) روی خواهند آورد.

بنابراین از دیدگاه تیم دوم، توسعه پروژه با خرید حقوق پروژه (project rights) از این مبتکران محلی آغاز می شود. حقوق این پروژه شامل قراردادهای اجاره زمین با مالکان زمین برای ایجاد توربین های بادی و برنامه ریزی پیشرفته برای طراحی پارک بادی است. برنامه ریزی فنی و کاربردی برای پروانه ساخت، مباحث مهندسی یک پروژه توربین بادی پس از یافتن یک سایت، انتخاب یک توربین مناسب، ایجاد زیرساخت و راه های دسترسی و اتصال توربین های بادی به شبکه است. برای کسب اطلاعات بیشتر مقاله اتصال نیروگاه بادی را مطالعه بفرمایید.

برنامه ریزی این کار خیلی پیچیده نیست. با این حال، کار برنامه ریزی لازم برای پروژه های توربین بادی امروزه کمتر با برنامه ریزی فنی بلکه بیشتر با پیچیده تر شدن مراحل مجوز تعیین می شود. اگرچه در جوامعی که به “مناطق با اولویت باد”(wind priority regions) تخصیص یافته اند، تجدیدنظرهای متعدد در برنامه ریزی ها، ناشی از مخالفت های متعدد و الزامات ناشی از آن توسط مقامات تصویب کننده، تقریباً قانون شده است.

تخمین عددی هزینه های برنامه ریزی تا زمان صدور پروانه ساخت مشکل است. در مورد پروژه های بزرگ نیروگاه بادی، کل هزینه های توسعه پروژه تا “پایان کار مالی” تا 5٪ از هزینه های سرمایه گذاری است. فعالیت های اساسی عبارتند از:

  • ارزیابی منابع باد(مقاله ارزیابی منابع بادی)
  • چیدمان پارک بادی( مقاله سایه باد)
  • محاسبه ماحصل انرژی سالیانه
  • مطالعات زمین شناسی
  • ارزیابی میزان انتشار صدا(Noise emission assessment)
  • ارزیابی سایه(Shadow casting assessment)
  • آشفتگی(Turbulence) در پارک بادی
  • ارزیابی های اکولوژیکی از زندگی گیاهان و حیوانات
  • تأثیر در امکانات ترافیکی
  • اتصال شبکه(مقاله اتصال نیروگاه بادی)
  • کار نقشه برداری
  • مستند سازی برای درخواست مجوز
  • مذاکره با مقامات
  • ارزیابی های اقتصادی و جمع آوری سرمایه

در آلمان بیشتر این مطالعات به عنوان بخشی از بررسی سازگاری با محیط زیست، یکی از اجزای اساسی رویه صدور مجوز، مطابق با قانون کنترل انتشار مستمر، ادغام شده است.

5-1- تهیه توربین بادی

تهیه توربین های بادی اساساً در انعقاد قرارداد تحویل با شرکت تولیدکننده متمرکز است. تقریباً تمام تولیدکنندگان در ابتدا با قراردادهای تحویل استاندارد خود شروع می کنند. هرچند وقتی صحبت از آن می شود، فضای قابل توجهی برای مذاکره وجود دارد. نتیجه اغلب “قیمت بسته ای”(packet price) است که نه تنها تحویل توربین های بادی بلکه شامل سیستم های ویژه ای از جمله، انتقال داده از راه دور و توافق نامه های مربوط به نگهداری و دوره گارانتی نیز هست. حمل و نقل به محل به اندازه نصب و راه اندازی از هزینه های قابل توجه برای توربین های بادی بزرگتر است.

در مورد توربین های بادی تجاری تولید شده به صورت سری، این هزینه ها معمولاً در قیمت خرید لحاظ می شوند. در مورد هزینه های حمل و نقل، این فقط در صورتی صادق است که شرکت های تولید کننده خیلی از محل های نصب (“چند صد کیلومتر”) فاصله نداشته باشند. بنابراین، آنها در بخش “هزینه های مربوط به سایت” ظاهر نمی شوند. با این حال این قانون کلی به معنای این نیست که برخی از تولیدکنندگان سعی نمی کنند هزینه های اضافی این اقلام را از مشتری های خود بخواهند. بنابراین هزینه های این نوع را در تعدادی از پروژه ها، می توان بردوش بهره بردار نیز مشاهده کرد. با صرف نظر از سایت های از راه دور و نسبتاً غیرقابل دسترسی، این هزینه ها الگوی کلی هزینه را تغییر نمی دهد

5-2- زیرساخت فنی

اصطلاح “زیرساخت فنی”(Technical Infrastructure) به معنای کلیه امکانات ساختمانی و فنی مورد نیاز برای احداث و بهره برداری از پارک بادی است. این سخت افزار، و هزینه های مرتبط، بر خلاف برخی دیگر از نظر سازمانی اجتناب ناپذیر است هزینه ها وابسته به موقعیت محل متفاوت است، به عنوان مثال به دلیل عوارض زمین، یا پیش نیازهای اتصال شبکه یا همچنین به دلیل تفاوت های قابل توجهی در سطح هزینه های شرکت های محلی درگیر در ساخت و ساز تغییر می کند.

5-2-1- فونداسیون

هزینه های فونداسیون ابتدا با اندازه توربین بادی و سپس با ترکیب زمین شناسی سایت تعیین می شود. علاوه بر این، مفهوم فنی توربین نقش خاصی را بازی می کند. توربین های بادی کنترل شده با پره های ثابت(Stall controlled)، به ویژه هنگام ایستادن، بارهای بسیار بیشتری را نسبت به توربین های کنترل شده با پیتچ(pitch-controlled) که می توانند پره های روتور خود را در حالت پرچم(feathered position) قرار دهند، تولید می کنند و بنابراین، به فونداسیون گرانتری نیاز دارند.

هزینه جاده های در دسترس و کارهای عمرانی دیگر وجود دارد اما تثبیت زمین برای تجهیزات سنگین ساختمانی (جرثقیل ها) یک عامل هزینه قابل توجه در مورد نیروگاه بادی است. در شرایط عادی حدود 1 تا 2 درصد هزینه های سرمایه گذاری باید برای فونداسیون در نظر گرفته شود. در زمین های پیچیده هزینه ها می توانند به میزان قابل توجهی تا 5٪ بیشتر باشند. این هزینه ها تقریباً هرگز برای توربین های بادی کوچکتر یا منفرد نشان داده نمی شود. با این حال، هزینه های انجام شده در اینجا اغلب در هزینه های نصب و راه اندازی حساب می شوند و جداگانه بیان نمی شوند.

5-2-2-کابل کشی داخلی

کابل کشی داخلی نیروگاه بادی، یعنی کابلهای اتصال از یک توربین به توربین دیگر که معمولاً از کابلهای 20 کیلوولت مدفون تشکیل شده است. در اکثر موارد، کابلهای آلومینیومی ارزان قیمت گذاشته می شوند، اما در موارد جداگانه نیز از کابلهای هادی مسی استفاده می شود تا تلفات به حداقل برسد. هزینه های نصب کابل حدود 50 تا 60 دلار آمریکا در هر متر است. در رویکرد اول می توان طول کابل مورد نیاز را از میانگین فاصله بین توربین ها و اضافه کردن اضافه هزینه 20 تا 25٪ از طول کل تخمین زد. به عنوان مثال، توربین هایی با قطر روتور 82 متر و قدرت 2 مگاوات با فاصله 5 برابر قطر روتور تقریباً به طور متوسط باعث هزینه کابل 36000 دلار آمریکا در هر واحد می شوند. این مربوط به هزینه ویژه 18000 $ ایالات متحده در هر مگاوات است.

5-2-3-اتصال شبکه

هزینه های اتصال توربین بادی به شبکه اساساً توسط دو عامل تعیین می شود: فاصله تا نقطه اتصال و سطح ولتاژ محلی شبکه

هزینه های ناشی از آن متناسب با مرزهای املاک بهره بردار توربین و تاسیسات برق تخصیص می یابد. مالک توربین بادی باید تا مرز شبکه انتقال، خودش هزینه تمام تأسیسات الکتریکی را پرداخت کند. در بسیاری از موارد، مجری پارک بادی همچنین باید هزینه های خط انتقال تا نقطه اتصال شبکه را بپردازد.

هزینه توربین بادی

هزینه سرمایه گذاری پروژه کلید در دست شرکت زیمنس با اندازه توربین 2.5 مگاوات دریایی با فاصله 10 کیلومتر از ساحل

5-3-هزینه های سازمانی

کل هزینه های پروژه یک پارک بادی غیر از هزینه های مبتنی بر سخت افزار نیز هست. این هزینه ها در اینجا به عنوان “هزینه های سازمانی” نشان داده شده است. سطح آن می تواند بسیار متفاوت باشد و در هر صورت باید در برنامه ریزی در نظر گرفته شود.

5-4-اقدامات جبران محیط زیستی

در بسیاری از کشورها، به اصطلاح “اقدامات جبران محیط زیستی”( Ecological compensation measures) برای پروژه های ساختمانی نسبتاً بزرگ باید انجام شود یا تأمین مالی شود، این تقریباً در هر مورد به معنای مداخله در محیط با توجه به گیاهان و جانوران است.

بنابراین این هزینه ها عملاً به بخشی از هزینه های سرمایه گذاری تبدیل می شوند. برداشت از نوع و دامنه این اقدامات بسیار متفاوت است. به عنوان مثال در آلمان، “طرح حمایتی حفاظت از چشم انداز” تدوین شده است که در آن همه ی اقدامات به تفصیل مشخص شود. مقامات صدور مجوز برای این اقدامات جبران خسارت هزینه هایی را به میزان چند درصد از هزینه های سرمایه گذاری پروژه ساختمان طلب می كنند.

مدیریت ساخت و ساز تهیه و احداث یک پارک بادی بزرگ نیاز به مدیریت حرفه ای دارد. بسته به زمان ساخت و ساز – نصب توربین ها به عهده خود شرکت تولید کننده است – هزینه های پرسنلی را باید برای کارمندان مدیریت ساخت و ساز در نظر گرفت. اجاره زمین در مرحله ساخت به طور معمول، پرداخت اجاره به صاحب ملک در ابتدای پروژه ساخت و ساز توافق می شود.

5-5-وام های فوری

علاقه برای وام فوری( به انگلیسی bridging loans است که وام های با پرداخت سریع و بازپرداخت کوتاه است) در مرحله ساخت تا زمانی که پروژه درآمد اول خود را نداشته باشد، عملاً بخشی از سرمایه گذاری است. در پارک های بادی بزرگتر از زمانی که اولین پرداخت ها باید انجام شود تا زمان راه اندازی حدود یک سال طول می کشد. علاوه بر این ممکن است لازم باشد مالیات بر ارزش افزوده قانونی مورد نیاز پیشاپیش پرداخت شود. پیش تأمین مالیات ارزش افزوده همچنین می تواند به عنوان “هزینه های تأمین مالی” در نظر گرفته شود، بنابراین آنها در این دسته از بودجه پروژه ظاهر می شوند.

5-6-هزینه های بهره برداری و نگهداری

توربین های بادی هیچ سوختی مصرف نمی کنند، اما همچنین بدون هزینه های بهره برداری نمی توانند کار کنند. تعمیر و نگهداری، بیمه و چندین هزینه دیگر باعث تکرار هزینه های بهره برداری می شود. یک مالک خصوصی که یک توربین بادی کوچک در کنار خانه خود دارد و بعضی اوقات خودش کار تعمیر را انجام می دهد، دیدگاه دیگری نسبت به هزینه های بهره برداری نسبت به بهره برداران یک پارک بادی بزرگ تجاری که برق را به شبکه تزریق می کند دارد. توربین های بادی به صورت دوره ای ماهانه، فصلی و سالانه روند تعمیرو نگداری منحصر به فردی دارند که توسط تیم متخصص انجام می شود.

5-7-کل هزینه های بهره برداری سالانه نیروگاه بادی

کل هزینه های جاری سالانه برای بهره برداری از یک توربین بادی تجاری یا یک پارک بادی، به عنوان درصدی از قیمت کارخانه توربین یا به عنوان بخشی از درآمد سالانه، به راحتی نادیده گرفته می شود. مقدار متوسط هزینه های بهره برداری سالانه در آلمان حدود 24٪ از درآمد سالانه با نسبت حدود 2.2 سنت با توجه به درآمد فروش فرضی 9 سنت در هر کیلووات ساعت مطابقت دارد. در کشورهای دیگر به دلیل متفاوت بودن هزینه های کار، هزینه های جاری می تواند کمتر باشد. در شکل زیر برخی از این عوامل هزینه توربین بادی ذکر شده است.

هزینه توربین بادی

هزینه بهره برداری سالانه توربین بادی کلاس 2 مگاوات

برای کسب اطلاعات بیشتر دیگر مقالات انرژی بادی را مطالعه بفرمایید.

 

 

برای کسب اطلاعات بیشتر می تواند مقالات زیر را مطالعه بفرمایید.

 اجزای توربین بادی

ژنراتور توربین بادی

ارتفاع برج توربین بادی

هزینه توربین بادی

نصب توربین بادی

اتصال نیروگاه بادی

پره توربین بادی

جهت باد غالب

میدان بادی

سابه باد

مطالب مرتبط