تشير طاقة الرياح (أو طاقة الرياح) إلى عملية توليد الكهرباء باستخدام الرياح ، أو تدفقات الهواء التي تحدث بشكل طبيعي في الغلاف الجوي للأرض. تستخدم توربينات الرياح الحديثة لالتقاط الطاقة الحركية من الرياح وتوليد الكهرباء.
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من طاقة الرياح:
الرياح على نطاق المرافق
توربينات الرياح التي يتراوح حجمها من 100 كيلوواط إلى عدة ميغاوات، حيث يتم توصيل الكهرباء إلى شبكة الطاقة وتوزيعها على المستخدم النهائي عن طريق المرافق الكهربائية أو مشغلي أنظمة الطاقة.
الرياح الموزعة أو "الصغيرة"
توربينات الرياح الصغيرة المفردة التي يقل وزنها عن 100 كيلوواط والتي تُستخدم لتزويد منزل أو مزرعة أو مشروع صغير بالطاقة مباشرة وغير متصلة بالشبكة.
الرياح البحرية
توربينات الرياح التي تقام في مسطحات مائية كبيرة ، عادة على الجرف القاري. توربينات الرياح البحرية أكبر من التوربينات الأرضية ويمكن أن تولد المزيد من الطاقة.
كيف تعمل توربينات الرياح
عندما تهب الرياح عبر توربينات الرياح ، تلتقط ريشها طاقة الرياح الحركية وتدور وتحولها إلى طاقة ميكانيكية. يحول هذا الدوران عمودًا داخليًا متصلًا بصندوق تروس ، مما يزيد من سرعة الدوران بمعامل 100. هذا يدور مولدًا ينتج الكهرباء.
تقف الأبراج الفولاذية الأنبوبية التي يبلغ ارتفاعها 80 مترًا (262 قدمًا) على الأقل ، وهي تدعم محورًا بثلاث شفرات ملحقة و "الكنة" التي تضم العمود ، وعلبة التروس ، والمولد ، وأدوات التحكم. يتم جمع قياسات الرياح ، والتي توجه التوربين إلى الدوران ومواجهة أقوى رياح ، ويتم تحسين زاوية أو "ميل" ريشها لالتقاط الطاقة.
تبدأ التوربينات الحديثة النموذجية في توليد الكهرباء عندما تصل سرعة الرياح إلى ستة إلى تسعة أميال في الساعة (mph) ، والمعروفة باسم سرعة القطع. وبالتالي يتم إيقاف تشغيل التوربينات إذا كانت الرياح تهب بقوة (حوالي 55 ميلًا في الساعة) لمنع تلف المعدات.
على مدار عام، يمكن أن تولد التوربينات الحديثة كميات قابلة للاستخدام من الكهرباء في أكثر من 90 في المائة من الوقت. على سبيل المثال ، إذا وصلت سرعة الرياح عند التوربينات إلى سرعة قصوى تتراوح من ستة إلى تسعة أميال في الساعة ، فسيبدأ التوربين في توليد الكهرباء. مع زيادة سرعة الرياح ، يزداد إنتاج الكهرباء.
مقياس شائع آخر لإنتاج طاقة الرياح يسمى عامل القدرة. يقيس هذا مقدار الكهرباء التي تنتجها توربينات الرياح في فترة زمنية معينة (عادة ما تكون سنة) بالنسبة إلى أقصى إمكاناتها.
على سبيل المثال ، لنفترض أن الحد الأقصى للإنتاج النظري لتوربينات الرياح بسعة 2 ميغاواط في السنة هو 17520 ميغاواط في الساعة (مرتين في 8760 ساعة ، عدد الساعات في السنة). ومع ذلك ، قد ينتج التوربين 7884 ميغاواط / ساعة فقط على مدار العام لأن الرياح لم تكن تهب دائمًا بقوة كافية لتوليد أقصى قدر من الكهرباء التي كان التوربين قادرًا على إنتاجها. في هذه الحالة ، يمتلك التوربين عامل قدرة بنسبة 45 بالمائة (7884 مقسومًا على 17520). تذكر - هذا لا يعني أن التوربينات تولّد الكهرباء فقط 45٪ من الوقت. غالبًا ما تحتوي مزارع الرياح الحديثة على عوامل قدرة أكبر من 40 في المائة ، وهي قريبة من بعض أنواع محطات توليد الطاقة بالفحم أو الغاز الطبيعي.
طواحين الهواء وتوربينات الرياح
يستخدم الناس أحيانًا مصطلحي "طاحونة هوائية" و "توربين الرياح" بالتبادل ، ولكن هناك اختلافات مهمة. لقد استخدم الناس طواحين الهواء لعدة قرون لطحن الحبوب وضخ المياه والقيام بأعمال أخرى. تولد طواحين الهواء طاقة ميكانيكية ، لكنها لا تولد الكهرباء. في المقابل ، فإن توربينات الرياح الحديثة عبارة عن آلات متطورة للغاية تحتوي على أكثر من 8000 قطعة تسخر طاقة الرياح الحركية وتحولها إلى كهرباء.
ما هي مزرعة الرياح؟
في كثير من الأحيان يتم بناء عدد كبير من توربينات الرياح بالقرب من بعضها البعض ، وهو ما يشار إليه باسم مشروع الرياح أو مزرعة الرياح. تعمل مزرعة الرياح كمحطة طاقة واحدة وترسل الكهرباء إلى الشبكة.
كيف تصل طاقة الرياح إليك
يتم توصيل التوربينات في مزرعة الرياح بحيث يمكن للكهرباء التي تولدها الانتقال من مزرعة الرياح إلى شبكة الطاقة. بمجرد أن تكون طاقة الرياح على شبكة الطاقة الرئيسية ، فإن المرافق الكهربائية أو مشغلي الطاقة سيرسلون الكهرباء إلى حيث يحتاجها الناس.
تقوم خطوط النقل الأصغر ، التي تسمى خطوط التوزيع ، بتجميع الكهرباء المولدة في مشروع الرياح ونقلها إلى خطوط نقل أكبر "شبكة" ، حيث يمكن للكهرباء أن تنتقل عبر مسافات طويلة إلى المواقع التي تحتاجها. أخيرًا ، تقوم خطوط التوزيع الأصغر بتوصيل الكهرباء مباشرة إلى مدينتك أو منزلك أو عملك.
شاهد أيضا: كيف تعمل التوربينات الغازية
أهم المصادر: