ما هي المكونات الرئيسية لتوربينات الرياح؟

هيكل التوربين: يحتوي هيكل التوربين على المعدات الرئيسية لتوربين الرياح، بما في ذلك علب التروس والمولدات. يمكن لعمال الصيانة الدخول إلى هيكل التوربين عبر برج التوربين. الطرف الأيسر من هيكل التوربين هو دوار مولد الرياح، أي شفرات الدوار وعموده.

شفرات الدوار: تلتقط الرياح وتنقلها إلى محور الدوار. في توربينات الرياح الحديثة بقدرة 600 كيلوواط، يبلغ طول كل شفرة دوارة حوالي 20 مترًا، وهي مصممة لتشبه أجنحة الطائرة.

المحور: يتم ربط محور الدوار بعمود السرعة المنخفضة لتوربين الرياح.

عمود منخفض السرعة: يربط عمود توربين الرياح منخفض السرعة عمود الدوار بعلبة التروس. في توربينات الرياح الحديثة بقدرة 600 كيلوواط، تكون سرعة الدوار بطيئة نسبيًا، تتراوح بين 19 و30 دورة في الدقيقة. يحتوي العمود على قنوات للنظام الهيدروليكي لتحفيز عمل المكابح الديناميكية الهوائية.

علبة التروس: على الجانب الأيسر من علبة التروس يوجد عمود السرعة المنخفضة، والذي يمكنه زيادة سرعة عمود السرعة العالية إلى 50 مرة من سرعة عمود السرعة المنخفضة.

عمود عالي السرعة ومكابحه الميكانيكية: يدور عمود عالي السرعة بسرعة 1500 دورة في الدقيقة، ويُشغّل المولد. وهو مُجهّز بمكابح ميكانيكية طارئة، تُستخدم عند تعطل المكابح الديناميكية الهوائية أو عند إصلاح توربين الرياح.

المولد: يُسمى عادةً محركًا تحريضيًا أو مولدًا غير متزامن. في توربينات الرياح الحديثة، تتراوح الطاقة القصوى المُخرَجة عادةً بين 500 و1500 كيلوواط.

جهاز الانحراف: أدر هيكل المحرك الكهربائي بحيث يكون الدوار مواجهًا للريح. يعمل جهاز الانحراف بواسطة وحدة تحكم إلكترونية تستشعر اتجاه الرياح من خلال دوارة الرياح. توضح الصورة انحراف توربين الرياح. عادةً، عندما يتغير اتجاه الرياح، ينحرف توربين الرياح بضع درجات فقط في كل مرة.

وحدة التحكم الإلكترونية: تحتوي على حاسوب يراقب حالة توربين الرياح باستمرار، ويتحكم في جهاز الانحراف. ولمنع أي عطل (مثل ارتفاع درجة حرارة علبة التروس أو المولد)، يمكن لوحدة التحكم إيقاف دوران توربين الرياح تلقائيًا، والاتصال بمشغله عبر مودم الهاتف.

النظام الهيدروليكي: يستخدم لإعادة ضبط الفرامل الديناميكية الهوائية لتوربينات الرياح.

عنصر التبريد: يحتوي على مروحة لتبريد المولد. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي على عنصر تبريد زيتي لتبريد زيت علبة التروس. بعض توربينات الرياح مزودة بمولدات مبردة بالماء.

البرج: يحتوي برج توربينات الرياح على هيكل المحرك والدوار. عادةً ما تتميز الأبراج الأطول بميزة، فكلما زادت المسافة عن الأرض، زادت سرعة الرياح. يتراوح ارتفاع برج توربينات الرياح الحديثة بقدرة 600 كيلوواط بين 40 و60 مترًا. يمكن أن يكون البرج أنبوبيًا أو شبكيًا. يُعد البرج الأنبوبي أكثر أمانًا لعمال الصيانة، إذ يمكنهم الوصول إلى قمته عبر سلم داخلي. أما البرج الشبكي، فيتميز بانخفاض تكلفته.

مقياس سرعة الرياح وريشة الرياح: يستخدم لقياس سرعة الرياح واتجاهها

الدفة: توربين رياح صغير (عادةً ما تكون قدرته 10 كيلوواط فأقل) يُستخدم عادةً في اتجاه الرياح على المحور الأفقي. يقع خلف الجسم الدوار ويتصل به. وظيفته الرئيسية هي ضبط اتجاه المروحة بحيث تواجه اتجاه الرياح. وظيفته الثانية هي تغيير اتجاه رأس توربين الرياح في ظروف الرياح القوية، وذلك لتقليل سرعته وحماية توربين الرياح.