مولد توربينات الرياح-حل جديد للطاقة المجانية

ما هي طاقة الرياح؟

لقد استخدم الناس قوة الرياح منذ آلاف السنين.لقد ساهمت الرياح في تحريك القوارب على طول نهر النيل، وضخ المياه وطحن الحبوب، ودعم إنتاج الغذاء وغير ذلك الكثير.اليوم، يتم تسخير الطاقة الحركية وقوة تدفقات الهواء الطبيعية التي تسمى الرياح على نطاق واسع لتوليد الكهرباء.يمكن لتوربينة الرياح البحرية الحديثة أن تولد أكثر من 8 ميجاوات من الطاقة، وهو ما يكفي لتزويد ما يقرب من ستة منازل بالطاقة النظيفة لمدة عام.تولد مزارع الرياح البرية مئات الميغاواط، مما يجعل طاقة الرياح واحدة من مصادر الطاقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة والنظيفة والمتاحة بسهولة على هذا الكوكب.

طاقة الرياح هي مصدر الطاقة المتجددة الأقل تكلفة على نطاق واسع وهي أكبر مصدر للطاقة المتجددة في الولايات المتحدة اليوم.ويوجد ما يقرب من 60 ألف توربينة رياح بقدرة إجمالية تبلغ 105583 ميجاوات.وهذا يكفي لتزويد أكثر من 32 مليون منزل بالطاقة!

بالإضافة إلى لعب دور حيوي في إمدادات الطاقة لدينا، تساعد حلول طاقة الرياح أيضًا الشركات التجارية على تحقيق أهداف وتفويضات الطاقة المتجددة للحصول على طاقة نظيفة يمكن الاعتماد عليها.

مزايا طاقة الرياح:

1. تقوم توربينات الرياح عادة بسداد انبعاثات الكربون المرتبطة بنشرها طوال عمرها في أقل من عام، قبل توفير ما يصل إلى 30 عامًا من توليد الكهرباء الخالي من الكربون تقريبًا.
2. تساعد طاقة الرياح على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون - ففي عام 2018، تجنبت 201 مليون طن متري من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
3. توفر طاقة الرياح عائدات ضريبية للمجتمعات التي تستضيف المشاريع.على سبيل المثال، بلغ إجمالي مدفوعات الضرائب الحكومية والمحلية من مشاريع طاقة الرياح في تكساس 237 مليون دولار.
4. تدعم صناعة الرياح خلق فرص العمل، خاصة أثناء البناء.دعمت الصناعة 114 ألف وظيفة في جميع أنحاء الولايات المتحدة في عام 2018.
5. توفر طاقة الرياح مصدرًا ثابتًا وتكميليًا للدخل: تدفع مشاريع طاقة الرياح أكثر من مليار دولار لحكومات الولايات والحكومات المحلية وملاك الأراضي من القطاع الخاص كل عام.

كيف يبدو مشروع طاقة الرياح؟

يشير مشروع أو مزرعة الرياح إلى عدد كبير من توربينات الرياح التي يتم بناؤها بالقرب من بعضها البعض وتعمل بشكل يشبه إلى حد كبير محطة توليد الكهرباء، حيث ترسل الكهرباء إلى الشبكة.

بدأ تشغيل مشروع Frontier Wind power I في مقاطعة كاي بولاية أوكلاهوما منذ عام 2016 ويتم توسيعه من خلال مشروع Frontier Wind power II.وبمجرد اكتمال المشروعين، سيولد مشروعي Frontier I و2 إجمالي 550 ميجاوات من طاقة الرياح، وهو ما يكفي لتزويد 193 ألف منزل بالطاقة.

كيف تعمل توربينات الرياح؟

يتم توليد الطاقة من خلال توربينات الرياح الدوارة التي تستغل الطاقة الحركية للهواء المتحرك، والذي يتم تحويله إلى كهرباء.الفكرة الأساسية هي أن توربينات الرياح تستخدم الشفرات لجمع إمكانات الرياح والطاقة الحركية.تقوم الرياح بتحريك الشفرات، والتي تقوم بتدوير الدوار المتصل بمولد لتوليد الطاقة الكهربائية.

تحتوي معظم توربينات الرياح على أربعة أجزاء أساسية:

• يتم ربط الشفرات بمحور يدور أثناء دوران الشفرات.الشفرات والمحور معًا يصنعان الدوار.
• تحتوي الكنة على علبة التروس والمولد والمكونات الكهربائية.\
• يحمل البرج الشفرات الدوارة ومعدات التوليد على ارتفاع عالٍ فوق سطح الأرض.
• الأساس يحمل التوربين في مكانه على الأرض.

أنواع توربينات الرياح:

تنقسم التوربينات الكبيرة والصغيرة إلى فئتين أساسيتين، بناءً على اتجاه الدوار: توربينات المحور الأفقي وتوربينات المحور العمودي.

تعد توربينات المحور الأفقي أكثر أنواع توربينات الرياح استخدامًا اليوم.يتبادر إلى الذهن هذا النوع من التوربينات عند تصوير طاقة الرياح، بشفرات تشبه إلى حد كبير مروحة الطائرة.تحتوي معظم هذه التوربينات على ثلاث شفرات، وكلما زاد طول التوربين وكانت الشفرة أطول، تم توليد المزيد من الكهرباء.

تبدو توربينات المحور العمودي أشبه بمضرب البيض منها بمروحة الطائرة.يتم تثبيت شفرات هذه التوربينات في الجزء العلوي والسفلي من الدوار العمودي.نظرًا لأن توربينات المحور الرأسي لا تعمل بشكل جيد مثل نظيراتها الأفقية، فهي أقل شيوعًا اليوم.

ما هي كمية الكهرباء التي يولدها التوربين؟

هذا يعتمد.يحدد حجم التوربين وسرعة الرياح عبر الشفرات الدوارة كمية الكهرباء المنتجة.

على مدى العقد الماضي، أصبحت توربينات الرياح أطول، مما يسمح بشفرات أطول والقدرة على الاستفادة من موارد الرياح الأفضل المتاحة على ارتفاعات أعلى.

لوضع الأمور في نصابها الصحيح: يمكن لتوربينة الرياح التي تبلغ طاقتها حوالي 1 ميجاوات أن تنتج طاقة نظيفة تكفي لحوالي 300 منزل كل عام.عادة ما تولد توربينات الرياح المستخدمة في مزارع الرياح الأرضية ما بين 1 إلى 5 ميجاوات تقريبًا.تحتاج سرعات الرياح عادةً إلى أن تكون حوالي 9 أميال في الساعة أو أكثر حتى تتمكن معظم توربينات الرياح ذات حجم المرافق من البدء في إنتاج الكهرباء.

كل نوع من توربينات الرياح قادر على توليد الحد الأقصى من الكهرباء ضمن نطاق من سرعات الرياح، غالبًا ما يتراوح بين 30 و55 ميلًا في الساعة.ومع ذلك، إذا كانت الرياح تهب بشكل أقل، ينخفض ​​الإنتاج عادةً بمعدل أسي بدلاً من التوقف تمامًا.على سبيل المثال، تقل كمية الطاقة المولدة بمقدار ثمانية أضعاف إذا انخفضت سرعة الرياح بمقدار النصف.

هل يجب أن تفكر في حلول طاقة الرياح؟

يظل توليد طاقة الرياح من بين أصغر البصمة الكربونية لأي مصدر للطاقة.إنها تلعب دورًا أساسيًا في مستقبل إمدادات الطاقة في بلادنا، ودعم تحول الطاقة في عالمنا والطلب المتزايد على موارد الطاقة المستدامة.

تعد طاقة الرياح أيضًا إحدى أفضل الطرق للشركات والجامعات والمدن والمرافق وغيرها من المؤسسات للتحول بسرعة إلى طاقة خالية من الانبعاثات على نطاق واسع.يمكن لاتفاقية شراء الطاقة الافتراضية (VPPA) تأمين عشرات إلى مئات الميغاواط من صافي الكهرباء لمدة تتراوح بين 10 إلى 25 عامًا.كما تضع معظم الاتفاقيات علامة على خانة الإضافة، مما يعني أن صافي مصادر الطاقة النظيفة الجديدة ستحل محل مصادر الطاقة القديمة المحتملة ذات الانبعاثات العالية.

ما هو أفضل موقع لمشروع طاقة الرياح؟

هناك ستة اعتبارات أساسية لمشاريع طاقة الرياح:

• توافر الرياح والمواقع المطلوبة
• تأثير بيئي
• مدخلات المجتمع والحاجة المحلية لتوليد الطاقة المتجددة
• سياسات مواتية على مستوى الولاية والمستوى الاتحادي
• توافر الأراضي
• القدرة على الاتصال بشبكة الكهرباء

تمامًا مثل مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية التجارية، يجب أيضًا الحصول على التصاريح قبل البدء في تركيب طاقة الرياح.ستساعد هذه الخطوة الحاسمة في تحديد ما إذا كان المشروع قابلاً للاستمرار من الناحية المالية ولديه ملف مخاطر مناسب.وفي نهاية المطاف، فإن الهدف هو جعل مشاريع طاقة الرياح ذات النطاق التجاري قادرة على توصيل الإلكترونات إلى الشبكة لعقود قادمة.إن ضمان سلامة البناء والمشروع من الناحية المالية سيضمن النجاح لجيل أو أكثر.