طريقة عمل توربينات الرياح

توربينات رياح

 

 

تختلف الطاقة المتجددة عن غيرها بأنها لا تنفذ أبداً كونها تأتي من مصادر دائمة مثل الرياح والشمس وأمواج المحيط. وتحاول «مصدر» حالياً إيجاد حلول تمكننا من جمع هذه الطاقة واستخدامها في تأمين الطاقة لمنازلنا وسياراتنا.

ما هي الرياح؟

إنها حولنا في كل مكان، ولكن ما الذي يجعلها تتحرك؟
تنجم الرياح عن انتقال الهواء من مكان إلى آخر. ويحدث ذلك لعدة أسباب منها اختلاف درجات الحرارة بين منطقة وأخرى على سطح الأرض؛ فضلا عن اختلاف حالة الطقس بين مناطق العالم، وتباين درجات الحرارة بين البر والبحر. وتعتبر طاقة
الرياح طاقة متجددة لأن الرياح كانت وستبقى دائماً موجودة على كوكبنا.

كيف يمكن للرياح أن تولد الطاقة الكهربائية؟

يستخدم الناس توربينات الرياح لتوليد الطاقة الكهربائية. ويختلف توربين الرياح عن طاحونة الهواء من حيث الوظيفة؛ حيث يتم استخدام طاحونة الهواء لطحن الحبوب وضخ المياه،بينما تلتقط شفرات توربينات الرياح الهواء بطريقة تجعلها تدور لتنقل طاقتها إلى مولد لإنتاج الطاقة الكهربائية.
وترتبط كمية الطاقة الكهربائية التي ينتجها توربين الرياح بسرعة هبوب الرياح وإذا كانت تهب بسرعة ثابتة أم لا. والجيد في الأمر هو أن توربين الرياح الصغير قادر على تأمين الطاقة الكهربائية اللازمة لمنزل كامل، كما يمكن لمحطة تضم مئات التوربينات
تأمين الطاقة الكهربائية لمدينة كاملة.

أنواع توربينات الرياح؟

هناك ثلاثة أنواع من توربينات الرياح؛ الأول هو النوع الأكثر انتشاراً ويشبه مروحة طائرة عملاقة ، والثاني يشبه قليلا شراع السفينة ، أما النوع الثالث فيبدو كخفاقة البيض العملاقة. ويمكن تثبيت جميع هذه الأنواع إما على البر أو في قاع البحر.
وفي معظم الأحيان، تتألف التوربينات المروحية من شفرتين أو ثلاث شفرات يزيد طول الواحدة منها على ٦٠ متراً! وتتصل هذه الشفرات بالقسم العلوي من سارية توربين الرياح. ويبلغ طول سارية التوربين الصغير نحو30 متراً، بينما يمكن أن يصل طول سارية التوربين الكبير إلى110 أمتار- أي تزيد على ارتفاع مبنى مؤلف من 27 طابقاً!
وتولد توربينات الرياح الطويلة عادة كمية أكبر من الكهرباء بالمقارنة مع توربينات الرياح القصيرة، وذلك بفعل ازدياد قوة الرياح كلما ارتفعنا عن سطح الأرض. وهي في المقابل صعبة البناء قياساً بالتوربينات القصيرة. ويعتبر بناء توربينات الرياح التي تشبه الشراع أو خفاقة البيض أكثر سهولة نظراً لعدم حاجتها إلى أبراج كبيرة؛ غير أنها لسوء الحظ أقل قدرة على توليد الطاقة الكهربائية
بالتوربينات المروحية.

 طريقة عمل التوربينات الرياح

 

المكونات الرئيسية لتوربين الرياح أو عنفة الرياح هي مروحة ذات 3 شفرات محملة على عامود أو برج عالي ، و مولد كهربائي يعمل على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية . فعندما تمر الرياح على الشفرات تجعل المروحة تدور ، وهذا الدوران يدير المولد الكهربائي ، وبذلك تتحول طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية. تصميم الشفرات مصمم للاستفادة أكبر استفادة من الريح .

تعتمد كمية الطاقة الكهربائية المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وتصميم الشفرات؛ لذلك تنشأ عنفات الرياح التي تستخدم كهربائها لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛ لأن سرعة الرياح تزداد مع الارتفاع عن سطح الأرض. ويتم إنشاء تلك العنفات بأعداد كبيرة على مساحات واسعة من الأرض لإنتاج كمية أكبر من الكهرباء لتغذية عدد كبير من المنازل والمصانع بالكهرباء.

توربينات رياح

مماذا تتكون التوربينات الرياح؟

شفرات المروحة مصممة للاستفادة أكبر استفادة من سرعة الريح .
مولد كهرباء: يقوم بتحويل طاقة الحركة إلى طاقة كهربائية.
فرملة : تخفض من سرعة الرياح الشديدة ، وتوقف المروحة عند حدوث عواصف .
الحجرة المعلقة : فيها المحول الكهربائي وأجهزة أخرى من ضمنها ناقل حركة.
أجهزة قياس سرعة الريح واتجاهه : هذه توجد في مؤخرة الحجرة المعلقة ، وترسل قراءتها إلى المركز الرئيسي .
محرك كهربائي: يقوم بتوجيه العنفة في اتجاه الريح .
إلكترونيات تحكم : تغير من وضع الشفرات محوريا ، وتدير الحجرة المعلقة عن طريق المحرك الكهربائي ، حتي تتخذ الحجرة المعلقة الاتجاه الأمثل للاستفادة من الريح.