استخدام طاقة الرياح في توليد الكهرباء

استخدام طاقة الرياح لتوليد الكهرباء من الألف إلى الياء

تم تطوير فكرة توربينات الرياح من الفكرة القديمة لطاحونة الهواء وتم إنشاء أول طواحين الهواء في عام 1887 م في اسكتلندا وكان ارتفاعها حوالي 10 أمتار وبناها جيمس بليث. .

السؤال الذي يطرح نفسه حول كيفية إنتاج الكهرباء باستخدام طاقة الرياح: هذا ما نوضحه في الفقرة التالية:

• حركة الرياح:

تمر حركة الرياح عبر التوربينات والمراوح الموجودة بداخلها مما يؤدي إلى تحركها وتدويرها ، وتعتبر أشرعة هذا النظام حواجز تمنع الرياح حتى لو كانت حركة بسيطة. منخفض يتراوح بين 3 و 5 أمتار في الثانية.

• دوران المروحة:

عندما تبدأ المروحة بالدوران ، يتم توصيل التوربين بالعمود الحديدي ويبدأ أيضًا في الدوران عندما تبدأ المروحة في الحركة ، ثم تنقل طاقتها الميكانيكية الدورانية إلى ذراع التوصيل.

• استخدام حركة المغزل:

يتم توصيل المغزل الحديدي في الطرف الآخر بمولد كهربائي يتمثل دوره في تحويل الحركة الميكانيكية التي تأتي من الرياح إلى المغزل وتحويلها إلى طاقة كهربائية.

• محول:

إنه الجزء المتصل من الطرف الآخر بالمولد الكهربائي المتصل بالمغزل. هي أداة بسيطة تعمل على التحفيز الكهرومغناطيسي وتساعد على موازنة الجهد الكهربائي الذي يأتي من المحول بعد انتقال التيار الكهربائي إلى المحول ومنه إلى الشبكة أو المجمعات ثم ينتقل إلى مصادر الحاجة للكهرباء ، مثل الشركات والمنازل وغيرها.

يتكون المولد من مغناطيس وسلك ، والسلك عبارة عن سلك ملفوف داخل محول ومتصل بذراع توصيل ومغناطيس دائم يتم وضعه حول السلك الملفوف ، مما يساعد في عملية التحفيز الكهرومغناطيسي عن طريق نقل التيار الكهربائي عبر مختلف شبكات التوزيع.

كيف يتم إنشاء طاقة الرياح؟

• وتأتي قوة الرياح من الشمس ، فعندما تسخن الشمس مكانًا على سطح الأرض ، يبدأ ذلك المكان في امتصاص الهواء المحيط بتلك المنطقة ، والذي يعتبر جزءًا من تلك الحرارة ، ومتى هناك درجة حرارة معينة ، هذا الهواء الساخن يرتفع بسرعة لأن الهواء الدافئ أخف في الحجم من الهواء البارد ، وتبدأ سرعة الرياح في تكوين جزيئات من الهواء الساخن ، مما يخلق ضغطًا أكبر مع تحركه للحفاظ على الضغط الطبيعي. من الهواء على ارتفاع معين.
• وعندما يرتفع الهواء الساخن فجأة ويصبح أخف ، يأخذ الهواء البارد مكانه ويتدفق بشكل أسرع لملء الفراغ الذي خلفه الهواء الساخن ، وبالتالي فإن تدفق الهواء البارد بهذه الطريقة هو ما يسبب الرياح.
• لذلك إذا وضعت شفرة دوارة في الريح ، تدفعها الرياح تلقائيًا ، مما يساعد على نقل الحركة من الشفرة الأخرى ، وبالتالي تلتقط توربينات الرياح الريح ، وهو ما يحدث في المراكب الشراعية ، عندما تبدأ الرياح في الدفع على مصدات الشراع ، يساعده على التحرك ، وتنقل الرياح طاقتك الحركية إلى السفينة وتتحرك.

لمحة عن تاريخ طاقة الرياح

• بدأ استخدام الرياح للطاقة الحركية لأول مرة في مصر من خلال السفن الشراعية ، قبل 3000 قبل الميلاد ، حيث استخدمت السفن الشراعية طاقة الرياح لدفع نفسها عبر المياه.
• كما استُخدمت أقدم طواحين الهواء لطحن الحبوب وبدأت في الظهور قبل عام 2000 قبل الميلاد ومن المرجح أنها بدأت في الظهور في مدينة بابل القديمة تمامًا كما ظهرت قبل 200 قبل الميلاد في بلاد فارس القديمة وكانت تتكون من عوارض خشبية مقامة رأسياً.
• كما أنه متصل بأسفل حجر الرحى ، ويتم تثبيته في ذراع دوار تحركه الرياح.انتشرت ثقافة طحن الحبوب بمساعدة الرياح بسرعة في الشرق الأوسط واستمر استخدامها قبل فترة طويلة من ظهور طواحين الهواء في أوروبا.
• وعندما وقعت الحروب الصليبية ، حمل الصليبيون الأوروبيون في بداية القرن الحادي عشر هذه الفكرة معهم إلى بلادهم ، مما ساعد على ظهور الفكرة الهولندية عن طواحين الهواء المعروفة لجميع الناس اليوم.
• بدأت في تطوير تكنولوجيا طاقة الرياح وتم تطبيقها بشكل أكثر دقة في الولايات المتحدة الأمريكية في الثلاثينيات ، وزودت 600000 طاحونة هوائية مناطق مختلفة بالكهرباء وساعدت في ضخ المياه.
• وبدأ استخدام طاقة الرياح في الانخفاض في البلاد وفي المناطق الريفية بعد التوسع الواسع للكهرباء وتوزيعها في المزارع المختلفة والدول الريفية ، لكنها بدأت في الارتفاع مرة أخرى في أوائل السبعينيات بعد تراجع النفط الذي حدث في الولايات المتحدة. تنص على. في الولايات المتحدة ، وتذبذبت الأبحاث على مدى السنوات التالية وفقًا للمصالح الحكومية والحوافز الضريبية.
• في منتصف الثمانينيات ، كان إنتاج طاقة الرياح حوالي 150 كيلوواط ، وهذا هو أقصى إنتاج لتوربينات الرياح في ذلك الوقت.في عام 2006 ، بلغ إنتاج توربينات الرياح بشكل عام 1 ميغاواط ومن المتوقع أن يصل إلى 4 ميغاواط.

التكنولوجيا الحديثة لاستخدام طاقة الرياح

• يوجد تصميمان أساسيان ، توربينات الرياح ذات المحور الأفقي وتوربينات الرياح ذات المحور الرأسي ، وأصبحت توربينات الرياح ذات المحور الرأسي نادرة جدًا ، لذلك يمكن تثبيت قضيب الربط في هذا النوع من المحور الرأسي بطريقة متعامدة مع الأرض وهي موازية للريح بشكل دائم.
• هذا على عكس المحاور الأفقية ، التي لا تتطلب تعديلات عندما يتغير اتجاه الرياح ، ولكنها لا تستطيع التحرك من تلقاء نفسها عندما تكون الرياح موجودة ، ولديها نظام كهربائي خاص بها لبدء العمل.
• يمكن استخدام بديل للبرج كصدمة داعمة ، مما يجعل ارتفاع الجزء المتحرك أقل ، مما يعني بطء الرياح نظرًا لقربها من الأرض.تكون توربينات الرياح ذات المحاور الرأسية أقل كفاءة من تلك ذات المحاور الأفقية ، وهذا هي سبب سهولة الصيانة والتركيب ، لأنها موجودة على مستوى الأرض ولكنها تحتاج إلى مساحة أكبر على الأرض حول طرف التوربين ، وهذا يعتبر من أكبر عيوبها.

في نهاية مقالنا أوضحنا أن هذه هي جميع الخطوات التي تستخدمها طاقة الرياح لتوليد الكهرباء من الألف إلى الياء ، والخطوات التي تتم على الأرض عند توليد الكهرباء من سرعة الرياح باستخدام التوربينات.