تعد الرياح شكلًا من أشكال الطاقة الشمسية، وتسمى العملية التي يتم من خلالها استخدام الرياح لتوليد الطاقة الميكانيكية أو الكهرباء "طاقة الرياح"، حيث تقوم توربينات الرياح باستخدام الرياح لتوليد الكهرباء، وذلك من خلال تدوير شفرات التوربينات حول الدوّار بفعل الرياح، فيتم تحويل الطاقة الحركية في الرياح إلى طاقة ميكانيكية، مما يؤدي إلى تدوير المولد، الذي يقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى كهرباء.[١]
مبدأ عمل توربينات الرياح
تعمل توربينات الرياح على تحويل طاقة الرياح إلى كهرباء باستخدام القوة الديناميكية الهوائية التي تحرك شفرات الدوّار في طريقة مشابهة لعمل أجنحة الطائرة، عندما تتدفق الرياح عبر هذه الشفرات، ينخفض ضغط الهواء على جانب واحد من الشفرة، يؤدي الاختلاف في ضغط الهواء عبر جانبي الشفرة إلى تفعيل قوتي الرفع والسحب، وبسبب عدم تساوي هاتين القوتين المؤثرتين على الشفرات، يؤدي ذلك إلى دوران الدوّار المتصل بشكل مباشر أو غير مباشر بالمولد.[١]
وحينها يقوم المولد بتحويل القوة الديناميكية الهوائية إلى حركة ميكانيكية، حيث يدور مغناطيس داخل حلقات من الأسلاك النحاسية بداخل المولد، ويؤدي هذا الدوران إلى تدفق الإلكترونات داخل أسلاك النحاس؛ مما يولد تيار كهربائي وبالتالي تتولد الطاقة الكهربائية، تنتقل الكهرباء المولدة بعد ذلك عبر الكابلات الكبيرة من المولد خلال البرج إلى أسلاك كبيرة تحت الأرض، وفي مزارع الرياح تنقل الكابلات من التوربينات إلى المحطات الفرعية لزيادة الإنتاج الكهربائي، وينقل خط النقل الكهرباء من المحطة الفرعية إلى الشبكة الكهربائية التي تقوم بإيصال الكهرباء للمستهلكين.[٢]
أنواع توربينات الرياح
تنقسم غالبية توربينات الرياح إلى نوعين أساسيين:[١]
- التوربينات ذات المحور الأفقي (بالإنجليزية: Horizontal-Axis Turbines): وهي النوع الأكثر شيوعًا، ولديها ثلاث شفرات تعمل بعكس اتجاه الريح.
- التوربينات ذات المحور الرأسي (بالإنجليزية: Vertical-Axis Turbines): تكون متعددة الاتجاهات، وهذا يجعلها لا تحتاج إلى تعديل اتجاهها مع اتجاه الرياح.
فوائد طاقة الرياح
تتميز طاقة الرياح بالعديد من المزايا، وهذا يجعلها واحدة من أسرع مصادر الطاقة نموًا في العالم، ومن فوائد طاقة الرياح:[٣]
- تعتبر طاقة الرياح من أقل مصادر الطاقة المتاحة تكلفة.
- توفر فرص عمل للعديد من المهندسين والفنين وعمال الصيانة في مزارع الرياح.
- تعتبر مصدر طاقة غير ملوث للبيئة، حيث لا تنتج توربينات الرياح انبعاثات جوية تتسبب في هطول الأمطار الحمضية أو الضباب الدخاني أو غازات الاحتباس الحراري.
- تعد الرياح مصدر محلي للطاقة، ولكونها فقط تعتمد على وفرة رياح قوية لذا فهي قابلة للإنشاء في أماكن كثيرة.
- تعتبر مصدر طاقة مستدام، لكون الرياح تنشأ بالأصل عن اختلاف توزيع درجات الحرارة على سطح الأرض.
- يدعم إنشاء توربينات الرياح في المزارع الاقتصاد في المناطق الريفية، حيث إن توربينات الرياح لا تحتاج إلى مساحات كبيرة في الإنشاء، الأمر الذي يتيح للمزارعين ومربي الماشية الاستمرار في العمل في الأرض والحصول على دخل إضافي من الشركات المنشئة لمزارع الرياح.
المراجع
- ^ أ ب ت "how do wind turbines work", Office of ENERGY EFFICIENCY & RENEWABLE ENERGY, Retrieved 14/12/2021. Edited.
- ↑ "How Wind Turbines Generate Electricity", foundation of water and energy education , Retrieved 14/12/2021. Edited.
- ↑ "Advantages and Challenges of Wind Energy", Office of ENERGY EFFICIENCY & RENEWABLE ENERGY, Retrieved 29/12/2021. Edited.
