كيف يتم إنتاج طاقة الرياح؟

تأتي الطاقة في الرياح من التسخين الشمسي غير المتكافئ للغلاف الجوي. يعود استخدام الرياح للحصول على الطاقة إلى أقدم السفن الشراعية. على الأرض ، طبقت طواحين الهواء مبدأ الأشرعة على عمود الدوران ، لحصد الطاقة الميكانيكية للرياح لتوفير الطاقة الميكانيكية. تعمل طواحين الهواء الصغيرة في المزارع على تشغيل مضخات المياه ، وقد تم ربط بعضها بمولدات السيارات لتوليد الكهرباء في المزرعة قبل بناء شبكة التوزيع الكهربائي. الآن توفر توربينات الرياح الضخمة الطاقة لتلك الشبكة.

تشمل المكونات الأساسية لتوربينات الرياح الحديثة الشفرات الدوارة المركبة على عمود منخفض السرعة ، وعلبة تروس تربط العمود منخفض السرعة بعمود عالي السرعة ، والذي يحول المولد. تحمي الفرامل النظام من السرعة الزائدة في الرياح التي تزيد عن 88 كيلومترًا في الساعة (55 ميلًا في الساعة). لا يوجد توربين فعلي. يقف النظام على برج طويل مع "محرك الانعراج"للتحكم في الاتجاه الذي سيواجهه التوربين ، كما وصفته وزارة الطاقة. يقيس مقياس شدة الرياح سرعة الرياح ، ويبدأ جهاز التحكم في تشغيل النظام أو يوقفه ، وفقًا لسرعة الرياح المقاسة.

يختلف حجم توربينات الرياح باختلاف التطبيق ، بدءًا من المنازل الفردية إلى التوربينات على نطاق المرافق المصممة في مزارع الرياح. تشرح مؤسسة طاقة الرياح كيف تختلف سعة التوليد باختلاف المساحة التي تم مسحها بالقدم المربع بواسطة الدوارات وسرعة الرياح وحتى كثافة الهواء بسبب التغيرات في درجة الحرارة و ارتفاع. تزداد الطاقة المتاحة في الرياح بمقدار مكعب السرعة - أي أن الزيادة المزدوجة في سرعة الرياح تنتج ثمانية أضعاف الطاقة. المقياس الأكثر دقة لسعة التوربين في موقع معين هو "العائد المحدد" الذي ينتجه التوربين في السنة.

يتطلب اختيار وتصميم مزرعة رياح العديد من الخطوات والاعتبارات ، كما هو موضح من قبل الاتحاد العالمي لطاقة الرياح. تأتي أولاً المشكلات القانونية مثل التصاريح ثم مشكلات الموقع مثل كمية الرياح وجودة الأرض لدعم أبراج التوربينات والقرب المادي من شبكات الطاقة الحالية. يجب تأجير الأرض ، وتأمين العقود لبيع الطاقة التي تنتجها المنشأة. تقارير بلومبرج بيزنس قدرة توليد الرياح الخاملة في الصين ، بسبب عدم قدرة الشبكة على قبول الطاقة التي تنتجها المنشآت الموجودة في المواقع الواعدة بناءً على الرياح المتاحة.

الميزة الرئيسية لطاقة الرياح هي توافر الطاقة المجانية من الهواء المتحرك ، دون إحداث تلوث من احتراق الوقود. العيب الرئيسي هو عدم موثوقية الرياح. عندما لا تهب الرياح ، فإن الاستثمار في التوربينات لا يؤتي ثماره ويجب أن تعمل الشبكة حول مصدر طاقة متقطع. تحتاج الأنظمة غير الموجودة على شبكة الطاقة إلى جهاز تخزين مثل البطارية للاحتفاظ بالطاقة المولدة عندما لا يكون هناك ما يكفي من الرياح. ناشيونال جيوغرافيك تقارير عن مشاكل مع توربينات تقتل الحياة البرية المجنحة، وصعوبات اعتماد تصاميم جديدة لإصلاح المشاكل. الضوضاء وحتى الظلال من التوربينات تسبب أيضًا مشاكل.