كيف تعمل توربينات الرياح؟

منذ أن بدأ المزارعون في جميع أنحاء البلاد في استخدام توربينات الرياح لضخ المياه في القرن التاسع عشر ، أدرك الأمريكيون فوائد طاقة الرياح. أكدت أزمات الطاقة في السبعينيات على أهمية طاقة الرياح كمصدر رخيص ونظيف ومتجدد للطاقة ، واتخذ قانون سياسة الطاقة لعام 1992 خطوات لتعزيز تنميتها. ليس من الصعب فهم توربينات الرياح ، وهي تزداد كفاءة وقوة وانتشارًا في كل مكان.

المبدأ الكامن وراء توليد الطاقة في توربينات الرياح هو في الأساس نفس المبدأ الكامن وراء توليد الطاقة الكهرومائية والوقود الأحفوري وحتى الطاقة النووية. قلب التوربين عبارة عن ملف حث مغناطيسي يولد تيارًا متناوبًا حيث يدور الجزء المتحرك الممغنط حول أو داخل الجزء الثابت الثابت. في حالة توربينات الرياح ، فإن الرياح هي التي تزود الطاقة لتدوير الدوار. تنتقل الكهرباء التي ينتجها المولد عبر خطوط النقل ليتم استخدامها مباشرة من قبل مالك التوربين ، أو للدخول إلى شبكة لتوزيعها على عملاء المرافق.

الجسم الرئيسي لتوربينات الرياح هو الكنة، الذي يضم مولد كهرباء بالإضافة إلى سلسلة من محرك التروس. ال ريش تعلق على الفتحة، وتجلس الكنة فوق أ

عندما تهب الرياح ، تقوم وحدة التحكم بتوجيه الكنة لمواجهتها ، وتبدأ الشفرات ذات الشكل الخاص بالدوران ببطء. من الصعب تصديق أن مثل هذا الدوران البطيء من الأرض - حوالي 20 دورة في الدقيقة على الوحدات الصناعية - يمكن أن تنتج الكهرباء ، لكن التروس الموجودة داخل الكنة تصعد الدوران سرعة عمود دوران المولد ما بين 1200 و 1800 دورة في الدقيقة ، وهو ما يكفي لتوليدها كهرباء. ليس من المهم أن تدور الشفرات بسرعة - في الواقع ، فإنها تشكل خطرًا على الطيور والأشخاص على الأرض إذا كانت تدور بسرعة كبيرة. تمت موازنة الشفرات بدقة لتوليد الطاقة حتى في الرياح الخفيفة ، ويبطئ محرك الملعب وجهاز التحكم من سرعتها عندما تكون الرياح قوية.

غالبًا ما تتضمن توربينات الرياح السكنية الأصغر محور رأسي أنظمة الشفرات - تقوم بتحويل طاقة الرياح إلى كهرباء بنفس مبدأ توربينات المحور الأفقي ، ويمكن أن تكون صغيرة بما يكفي لتركيبها على سطح المنزل. يعد تحسين تصميم الشفرة لالتقاط الرياح بشكل أفضل تطورًا هامًا ومستمرًا لكل من توربينات المحور الأفقي الصناعية والسكنية. بالإضافة إلى ذلك ، ينتج المصنعون شفرات أطول وأبراجًا أعلى بحيث يمكن للتوربينات الاستفادة من سرعة الرياح على ارتفاعات أعلى. تشتمل معظم التوربينات الآن على مخمدات اهتزاز لتقليل الضوضاء وأدوات تحكم نشطة في درجة الصوت لضمان استمرار التوربينات في الدوران بأمان وتوليد الكهرباء حتى في الرياح العاتية.