مبادئ توليد طاقة الرياح

يُطلق على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة حركية ميكانيكية ، ثم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حركية كهربائية ، توليد طاقة الرياح.مبدأ توليد طاقة الرياح هو استخدام طاقة الرياح لدفع شفرات الطاحونة الهوائية للدوران ، ثم زيادة سرعة الدوران من خلال محرك معزز لدفع المولد لتوليد الكهرباء.وفقًا لتقنية طاحونة الهواء الحالية ، يمكن أن تبدأ سرعة الرياح اللطيفة التي تبلغ حوالي ثلاثة أمتار في الثانية (درجة الرياح اللطيفة) في توليد الكهرباء.يشكل توليد طاقة الرياح اتجاهاً حول العالم لأنه لا يتطلب استخدام الوقود ، ولا يولد إشعاعًا أو تلوثًا للهواء.

الأجهزة المطلوبة لتوليد طاقة الرياح تسمى توربينات الرياح.يمكن تقسيم هذا النوع من توربينات الرياح عمومًا إلى ثلاثة أجزاء: توربينات الرياح (بما في ذلك الدفة الخلفية) والمولد والبرج الحديدي.(لا تحتوي محطات طاقة الرياح الكبيرة عمومًا على دفات ذيل ، والصغيرة فقط (بما في ذلك الطرز المنزلية) تحتوي عمومًا على دفات ذيل.)

تعتبر توربينات الرياح مكونًا مهمًا يحول الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة ميكانيكية ، تتكون من دفاعتين (أو أكثر) على شكل مروحة.عندما تهب الرياح نحو الشفرات ، فإن الطاقة الديناميكية الهوائية المتولدة على الشفرات تدفع عجلة الرياح للدوران.تتطلب مادة الشفرة قوة عالية وخفيفة الوزن ، وهي مصنوعة في الغالب من الألياف الزجاجية أو مواد مركبة أخرى (مثل ألياف الكربون).(لا تزال هناك بعض توربينات الرياح العمودية ، والشفرات الدوارة على شكل حرف S ، وما إلى ذلك ، والتي لها نفس وظيفة شفرات المروحة التقليدية.)

نظرًا لسرعة الدوران المنخفضة نسبيًا لتوربينات الرياح والتغيرات المتكررة في حجم واتجاه الرياح ، فإن سرعة الدوران غير مستقرة ؛لذلك ، قبل تشغيل المولد ، من الضروري إرفاق علبة تروس تزيد السرعة بالسرعة المقدرة للمولد ، ثم إضافة آلية للتحكم في السرعة للحفاظ على سرعة ثابتة قبل التوصيل بالمولد.من أجل الحفاظ على محاذاة عجلة الرياح دائمًا مع اتجاه الرياح للحصول على أقصى طاقة ، من الضروري أيضًا تثبيت موجه خلفي مماثل لريشة الطقس خلف عجلة الرياح.

البرج الحديدي هو هيكل يدعم توربينات الرياح ودفة الذيل والمولد.يتم بناؤه بشكل عام مرتفعًا نسبيًا من أجل الحصول على قوة رياح أكبر وأكثر اتساقًا ، مع امتلاك قوة كافية أيضًا.يعتمد ارتفاع البرج الحديدي على تأثير العوائق الأرضية على سرعة الرياح وقطر توربينات الرياح ، بشكل عام في نطاق 6 إلى 20 مترًا.