تشير طاقة الرياح إلى عملية توليد الكهرباء باستخدام الرياح ، أو تدفقات الهواء التي تحدث بشكل طبيعي في الغلاف الجوي للأرض ، وتستخدم توربينات الرياح الحديثة لالتقاط الطاقة الحركية من الرياح وتوليد الكهرباء ، وتعمل توربينات الرياح على مبدأ بسيط بدلاً من استخدام الكهرباء لجعل الرياح مثل المروحة ، يتم استخدام توربينات الرياح لتوليد الكهرباء. الرياح تدور حول ريش تشبه المروحة من التوربينات حول الدوار ، والذي يدور المولد ، وتوليد الكهرباء.
عندما تهب الرياح من خلال توربينات الرياح ، تلتقط شفراتها طاقة الرياح الحركية وتدور وتحولها إلى طاقة ميكانيكية ، وهذا الدوران يحول عمودًا داخليًا متصلًا بصندوق التروس ، مما يزيد من سرعة الدوران بعامل 100 ، وهذا يدور مولد ينتج الكهرباء.
يبلغ ارتفاع الأبراج الفولاذية الأنبوبية 80 مترًا (262 قدمًا) على الأقل ومحور الدعم بثلاث شفرات متصلة ، وعمود ، وعلبة تروس ، ومولد تيار متردد ، وأدوات تحكم. يتم جمع قياسات الرياح ، والتي توجه التوربين للدوران ومواجهة أقوى رياح ، ويتم تحسين زاوية أو ميل ريشها لالتقاط الطاقة.
يبدأ التوربينات الحديثة النموذجية في توليد الكهرباء عندما تصل سرعة الرياح إلى ستة إلى تسعة أميال في الساعة ، والمعروفة باسم سرعة القطع ، ويتم إيقاف التوربينات إذا كانت الرياح تهب حوالي 55 ميلاً في الساعة لمنع تلف المعدات.
على مدار عام ، يمكن أن تولد التوربينات الحديثة كميات قابلة للاستخدام من الكهرباء أكثر من 90 في المائة من الوقت ، على سبيل المثال ، إذا وصلت سرعة الرياح في التوربينات إلى سرعة قصوى من ستة إلى تسعة أميال في الساعة ، سيبدأ التوربينات في التوليد. الكهرباء مع زيادة سرعة الرياح ، يزداد إنتاج الكهرباء.
مقياس شائع آخر لإنتاج طاقة الرياح يسمى عامل الطاقة ، وهذا يقيس مقدار الكهرباء التي تنتجها توربينات الرياح في فترة زمنية معينة عادة ما تكون في السنة بالنسبة لإمكانياتها القصوى.
على سبيل المثال ، لنفترض أن الحد الأقصى من الإنتاج النظري لتوربينات الرياح 2 ميجاوات / سنة هو 17،520 ميجاوات في الساعة أي مرتين في 8760 ساعة ، وهو عدد الساعات في السنة ، ومع ذلك قد ينتج التوربين 7884 ميجاوات فقط على مدار العام لأن الرياح لم تكن كذلك. دائمًا ما تنفخ بقوة كافية لتوليد أكبر قدر من الكهرباء التي كان التوربين قادرًا على إنتاجها ، وفي هذه الحالة ، يكون للتوربين عامل طاقة بنسبة 45 بالمائة 7884 مقسومًا على 17520 ، تذكر أن هذا لا يعني أن التوربينات تولد الكهرباء فقط 45٪ من الوقت ، غالبًا ما يكون للمزارع الرياح الحديثة عوامل قدرة أكبر من 40 في المائة ، وهي قريبة من بعض أنواع محطات توليد الطاقة بالفحم أو الغاز الطبيعي.[1]
ماذا يحدث بعد أن تولد الرياح الكهرباء؟
بعد أن يولد التوربين الكهرباء وينتقل عبر البرج ، يتوقف عند المحول في قاعدة البرج ، من المحول وتستمر الكهرباء في التدفق عبر الكابلات الأرضية إلى محطة فرعية في الموقع.
بمجرد الوصول إلى المحطة الفرعية في الموقع ، تنقل خطوط الطاقة العلوية الكهرباء إلى محطة فرعية خارج الموقع ، حيث تتدفق بعد ذلك عبر خطوط نقل الجهد العالي ، ويجب خفض الكهرباء التي تمر عبر خطوط نقل الجهد العالي قبل توزيعها على منازلنا وشركاتنا.
لذا فإن الخطوة الأخيرة قبل تشغيل الأنوار ، تتضمن نقل الكهرباء من خطوط نقل الجهد العالي إلى خطوط نقل الجهد المنخفض التي نراها أحيانًا على جانب الطريق.[3]
- طاقة الرياح لا تنبعث منها مواد سامة أو ملوثات في الهواء ، والتي يمكن أن تكون ضارة للغاية بالبيئة والبشر. .
- لا تولد طاقة الرياح أي نفايات أو تلوث المياه وهو عامل مهم للغاية بالنظر إلى ندرة المياه. ، على عكس الوقود الأحفوري ومحطات الطاقة النووية ، فإن طاقة الرياح لها أقل تأثيرات استهلاك المياه ، مما يجعلها مفتاحًا للحفاظ على الموارد الهيدرولوجية.
- تعتبر طاقة الرياح من أهم مصادر الطاقة المتجددة. فهو لا يلوث ، ولا ينفد ، ويقلل من استخدام الوقود الأحفوري ، وهو مصدر الغازات المسببة للاحتباس الحراري. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر طاقة الرياح طاقة أصلية ، لأنها متوفرة عمليًا في كل مكان في العالم. المصنع الذي يساهم في الحد من واردات الطاقة وخلق الثروة والعمالة المحلية ، لهذه الأسباب فإن إنتاج الكهرباء من خلال طاقة الرياح واستخدامها الفعال يساهم في التنمية المستدامة.
مساوئ طاقة الرياح
- قد يكون للتوربينات تأثير بصري سلبي أو يمكن اعتبارها شكلاً من أشكال التلوث البصري.
- تتطلب مزارع الرياح مساحات كبيرة من الأرض أو يجب أن تكون موجودة في مناطق حساسة بيئيًا مثل الصحاري ، على قمة التلال والتلال الجبلية أو في البحر في البحر حيث تكون قوة الرياح أقوى وثابتة.
- تشبه توربينات الرياح المروحة العملاقة ، وبالتالي فهي تحتاج إلى القوة الحركية للرياح للدوران مما يعني أنه عند سرعات الرياح المنخفضة أو المستويات الطويلة من الطقس العاصف في الطقس الهادئ ، لا يولد التوربينات أي كهرباء مفيدة.
- تتسبب مزارع الرياح في إصابة وقتل وإزعاج أنماط طيران الطيور المهاجرة والحيوانات المفترسة ، وقد تم قتل بعض الطيور وحتى الخفافيش من خلال الطيران في ريش توربينات الرياح عند الدوران ، ولكن هذه الأعداد صغيرة جدًا.
- تتسبب توربينات الرياح في تلوث ضوضائي لأنها تنتج صوت صفير منخفض التردد حيث تدور الشفرات والتي تكون نفسها مخفية إلى حد كبير بفعل ضجيج الرياح الدافعة.
- الاستثمار الأولي في التوربينات والنقل وأعمال الحفر يجعل تكاليف طاقة الرياح أعلى من تكاليف مولدات الوقود الأحفوري التقليدية.
- أفضل المواقع لتحويل الرياح إلى كهرباء بعيدة عن المناطق الحضرية المأهولة بالسكان ، مما يعني غالبًا أنه يجب تخزين الكهرباء أو نقلها عبر مسافات طويلة من الكابلات.
- على الرغم من أن طاقة الرياح والطاقة الناتجة عن توربينات الرياح يمكن التنبؤ بها نسبيًا ، إلا أن مستويات إنتاج طاقة الرياح بالساعة واليوم ليس لأن سرعة الرياح لا تظل ثابتة مما يعطي القليل من إنتاج الطاقة في الرياح المنخفضة.[4]
يستمر مستقبل الرياح في الظهور مع استمرار توسع البحث والتطوير ، وتمثل مزارع الرياح البحرية مستقبل طاقة الرياح ، ووفقًا لـ Green Tech Media ، فإن حجم وقدرة توربينات الرياح البرية على المسار الصحيح لمواصلة الزيادة بوتيرة ثابتة ، بينما ستنمو المعدات البحرية على قدم وساق في السنوات القادمة.
نظرًا لأن معظم كوكبنا مغطى بالمياه ، فإن طاقة الرياح لا تعيقها الحدود الجغرافية ، يمكن أن تكون توربينات الرياح البحرية أكبر بكثير من توربينات الرياح الداخلية والبرية ، لذلك تتطلع شركات مثل GE و Siemens Gamesa إلى إنتاج توربينات بسعة 12 إلى 15 ميغاواط ، على عكس التوربينات البرية ، يتراوح نطاقها النموذجي بين 3 إلى 4 ميغاواط.
تمتلك الرياح القدرة على أن تصبح المصدر الأساسي للكهرباء ، مع التطورات الأخيرة ، قد تجد الرياح نفسها يومًا ما تقود الطريق كمصدر أساسي للطاقة لجميع البلدان.[3]
