أنواع طاقة الرياح

على الرغم من وجود العديد من أنواع توربينات الرياح، إلا أنه يمكن تلخيصها في فئتين: توربينات الرياح ذات المحور الأفقي، حيث يكون محور دوران عجلة الرياح موازيًا لاتجاه الرياح؛ توربينات الرياح ذات المحور الرأسي، حيث يكون محور دوران عجلة الرياح عموديًا على الأرض أو اتجاه تدفق الهواء.

1. توربينات الرياح ذات المحور الأفقي

تُقسم توربينات الرياح ذات المحور الأفقي إلى نوعين: توربينات الرفع وتوربينات السحب. تدور توربينات الرفع بسرعة، بينما تدور توربينات المقاومة ببطء. تُستخدم توربينات الرفع ذات المحور الأفقي في توليد طاقة الرياح. تحتوي معظم توربينات الرياح ذات المحور الأفقي على أجهزة مضادة للرياح، يمكنها الدوران مع اتجاه الرياح. في توربينات الرياح الصغيرة، يستخدم هذا الجهاز دفة ذيلية، بينما تُستخدم في توربينات الرياح الكبيرة آلية نقل تتكون من عناصر استشعار اتجاه الرياح ومحركات سيرفو.

يُطلق على توربين الرياح ذي العجلة الأمامية اسم توربين الرياح الصاعد، بينما يُطلق على توربين الرياح ذي العجلة الخلفية اسم توربين الرياح الهابط. هناك أنواع عديدة من توربينات الرياح ذات المحور الأفقي، بعضها مزود بعجلات رياح ذات شفرات مقلوبة، وبعضها مزود بعجلات رياح متعددة على البرج لتقليل تكلفة البرج عند توفر طاقة خرج محددة. يُولّد توربين الرياح العمودي دوامة حول عجلة الرياح، مما يُركز تدفق الهواء ويزيد من سرعته.

2. توربينات الرياح ذات المحور الرأسي

لا تحتاج توربينات الرياح ذات المحور الرأسي إلى مواجهة الرياح عند تغير اتجاهها. وبالمقارنة مع توربينات الرياح ذات المحور الأفقي، تُعد هذه التوربينات ميزةً كبيرةً في هذا الصدد. فهي لا تُبسط التصميم الهيكلي فحسب، بل تُقلل أيضًا من قوة الدوران عند مواجهة عجلة الرياح للرياح.

هناك عدة أنواع من توربينات الرياح ذات المحور الرأسي التي تستخدم المقاومة للدوران. من بينها عجلات هوائية مصنوعة من صفائح مسطحة ولحاف، وهي أجهزة مقاومة بحتة؛ طواحين الهواء من النوع S ذات رفع جزئي، ولكنها في الأساس أجهزة مقاومة. تتميز هذه الأجهزة بعزم بدء كبير، ولكن نسبة سرعة طرف منخفضة، وتوفر طاقة منخفضة عند توفر حجم ووزن وتكلفة معينة لعجلة الرياح.