إذا كنت تعيش في كاليفورنيا، فربما تكون قد مررت بمزارع الرياح على طول الساحل وممر ألتامونت. يتم توليد عشرة في المائة من الكهرباء في كاليفورنيا في مزارع الرياح مثل هذه. في هذه المدونة، نوضح في هذه المدونة أساسيات كيفية تسخير طاقة الرياح وتحويلها إلى طاقة كهربائية متجددة.
كيف تعمل توربينات الرياح؟
- تتدفق الرياح عبر التوربين وتتسبب في دوران الشفرات ببطء مثل دولاب الهواء.
- تتسبب الشفرات الدوارة في دوران سلسلة من التروس داخل التوربين. تزيد هذه التروس من سرعة دوران التوربينات بحيث يمكن التقاط الطاقة الميكانيكية للدوران بواسطة مولد.
- عندما يكون الدوران سريعاً بما فيه الكفاية، يقوم المولد بتحويل الطاقة الميكانيكية الناتجة عن الشفرات الدوارة إلى طاقة كهربائية.
- تمر هذه الكهرباء المولدة حديثاً عبر سلك متصل بالشبكة الكهربائية، حيث يمكن نقلها للاستخدام.
ما هي أنواع مشاريع طاقة الرياح؟
تقع توربينات الرياح في ثلاث فئات أساسية:: مزارع الرياح البرية، ومزارع الرياح البحرية، ومزارع الرياح الموزعة.
تستخدم المرافق مزارع الرياح الأرضية لتزويد الشبكة بكميات كبيرة من الطاقة. وتتراوح قدرة التوليد عادة من 100 كيلووات إلى عدة ميغاوات. ويستهلك العميل السكني العادي حوالي 500 كيلوواط/ساعة في الشهر، لذلك يمكن للمشاريع التي يبلغ حجمها عدة ميغاواط أن تزود مئات المنازل بالطاقة. غالبًا ما تقع مزارع الرياح البرية في مناطق أكثر رياحًا، مثل التلال أو على طول الساحل.
تقع مزارع الرياح البحرية في المسطحات المائية الكبيرة. وعلى الرغم من أنها أقل شيوعًا من مزارع الرياح البرية، إلا أنها يمكن أن تولد المزيد من الطاقة من خلال الاستفادة من الرياح القوية فوق المياه. وفي السنوات القادمة، سيتم استخدام مزارع الرياح البحرية بشكل أكبر لتزويد المجتمعات الساحلية الكبيرة بالطاقة.
تتكون طاقة الرياح الموزعة من أنظمة أصغر حجماً توفر الطاقة مباشرة إلى المناطق القريبة، مثل العقارات السكنية أو التجارية أو الصناعية. وعادة ما تكون توربينات الرياح هذه أصغر من تلك المستخدمة في مزارع الرياح على نطاق المرافق.
ما هي كمية الكهرباء التي تولدها توربينات الرياح؟
تعتمد كمية الطاقة التي تولدها توربينات الرياح على حجم التوربينات وموقعها. التوربينات الأطول والشفرات الأكبر حجماً تلتقط المزيد من الرياح، مما يجعل التوربينات أكثر كفاءة. يولد توربين الرياح النموذجي 1 إلى 5 ميجاوات من الطاقة سنوياً. تولِّد توربينات الرياح في المتوسط الكهرباء فقط 40% من الوقتلأن سرعة الرياح يجب أن تصل إلى 9 أميال في الساعة على الأقل قبل توليد الكهرباء. تقوم شركة MCE بتوليد الكهرباء من مجموعة متنوعة من الموارد لضمان حصول العملاء على الكهرباء حتى عندما لا تهب الرياح.
وتعني الابتكارات المستمرة في تكنولوجيا الرياح أن طاقة الرياح أصبحت أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة بشكل متزايد. وتتوقع وزارة الطاقة أن طاقة الرياح ستحقق 20% من الطلب على الكهرباء في الولايات المتحدة بحلول عام 2030.
حقائق ممتعة
- يصل متوسط ارتفاع توربينات الرياح الأرضية إلى 466 قدمًا، وبعض توربينات الرياح الحديثة لها شفرات طالما أن ملاعب كرة القدم.
- في الولايات المتحدة، كانت طاقة الرياح أكبر مصدر للطاقة المتجددة في نهاية عام 2019، حيث كانت طاقة الرياح أكبر مصدر للطاقة المتجددة في نهاية عام 2019، حيث كانت الطاقة الكهربائية تكفي لتشغيل 5 ملايين دولار المنازل الأمريكية.
- يتعاون الباحثون مع شركات الطاقة المتجددة لجعل توربينات الرياح أكثر أمانًا للطيور باستخدام تقنيات مثل صناديق الصوت بالموجات فوق الصوتية والرادارات.
