عنفة رياح: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
ط بوت:إضافة قالب تصفح {{طاقة الرياح}}+ترتيب (۸.۶) |
ط بوت: قوالب الصيانة و/أو تنسيق |
||
سطر 4:
[[ملف:11 turbines E-126 7,5MW wind farm Estinnes Belgium.jpg|thumb|325px|10 أكتوبر 2010 إستين - بلجيكا، و 11 ميغاواط 7.5 توربينات الرياح الانتهاء]]
[[ملف:Windmills D1-D4 (Thornton Bank).jpg|تصغير|200بك|مزرعة الرياح البحرية باستخدام 5 ريباور توربينات ميغاواط 5M في بحر الشمال قبالة بلجيكا]]
'''عنفة الرياح''' أو '''توربين الرياح''' [[جهاز]] يحول [[طاقة الرياح]] إلى [[حركة دائرية]]، ثم تزود إما ب[[مولد كهرباء]]، أو لتشغيل [[الآلات]] مباشرة، لأغراض مثل [[طحن]] [[الحبوب]] أو [[ضخ]] [[المياه]] (طالع [[طاحونة هوائية]] و[[مضخة هوائية]]).
تطورت هذه الفكرة لأكثر من الف عام ،في هذه الايام يتم تصنيع توربينات الهواء بشكل واسع وبأنواع مختلفة من التوربنات العمودية والافقية المحور. التوربينات الصغيرة تستخم لتطبيقات مثل شحن البطاريات أو كطاقة احتياطية أو لابحار القوارب الصغيرة. أما الشبكات الكبيرة ممن التوربينات المتصلة أصبحت مصدر كبير لأنتاج الطاقة التي تخدم المباني التجارية.
سطر 29:
المكونات الرئيسية لتوربين الرياح أو عنفة الرياح هي مروحة ذات 3 شفرات محملة على عامود أو برج عالي ، و [[مولد كهربائي]] يعمل على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية . فعندما تمر الرياح على الشفرات تجعل المروحة تدور ، وهذا الدوران يدير المولد الكهربائي ، وبذلك تتحول طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية. تصميم الشفرات مصمم للاستفادة أكبر استفادة من الريح .
تعتمد كمية الطاقة الكهربائية المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وتصميم الشفرات؛ لذلك تنشأ عنفات الرياح التي تستخدم كهربائها لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛ لأن سرعة الرياح تزداد مع الارتفاع عن سطح الأرض. ويتم إنشاء تلك العنفات بأعداد كبيرة على مساحات واسعة من الأرض لإنتاج كمية أكبر من الكهرباء لتغذية عدد كبير من المنازل والمصانع بالكهرباء.
==المكونات ==
[[ملف:مكونات عنفة رياح.svg|تصغير|مكونات عنفة رياح]]
سطر 42:
* أجهزة قياس سرعة الريح واتجاهه : هذه توجد في مؤخرة الحجرة المعلقة ، وترسل قراءتها إلى المركز الرئيسي .
* [[محرك كهربائي]]: يقوم بتوجيه العنفة في اتجاه الريح .
* إلكترونيات تحكم : تغير من وضع الشفرات محوريا ، وتدير الحجرة المعلقة عن طريق المحرك الكهربائي ، حتي تتخذ الحجرة المعلقة الاتجاه الأمثل للاستفادة من الريح.
تنتج 6 عنفات 31 جيجا واط ساعي في السنة .
سطر 48:
== حقول كبيرة ==
تنتشر حقول كبيرة لإنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة عنفات الريح حول العالم في بلاد مثل [[الدانمارك]] [[الولايات المتحدة الأمريكية]] و [[ألمانيا]] ، و [[أسبانيا]] و [[الصين]] و [[الهند]] . كما تزمع تلك الدول ودول أخرى بإنشاء حقول بحرية .
تنتج الولايات المتحدة وحدها سنويًّا حولي 3 مليار كيلو وات في الساعة (تلك الكمية تكفي لسد احتياجات مليون شخص من الكهرباء)، وذلك من حقول الرياح الموجود معظمها في كاليفورنيا، عادة يتم تخزين الكهرباء الزائدة عن الاستخدام في بطاريات، ولأن هناك بعض الأوقات التي تقل فيها سرعة الرياح، مما يصعب معه إنتاج الطاقة الكهربية، فإن مستخدمي طاقة الرياح يجب أن يكون لديهم مولدًا احتياطيًّا يعمل بالديزل أو بالطاقة الشمسية لاستخدامه في تلك الأوقات. المكان الأفضل لوضع التوربينات (عمل حقل رياح) يجب ألا يقل متوسط سرعة الرياح فيه سنويًّا عن 12 ميل في الساعة.
سطر 66:
== الآثار الإقتصادية ==
[[ملف:مقارنة اقتصادية.png|thumb|300px|left
على الرغم من أن أول عنفة ريحية لغرض توليد الطاقة الكهربائية شيدت في اسكتلندا سنة 1887 على يد جيمس بليث، إلا أن استخدام العنفات الريحية لم يتم بشكل موسع حتى سنة 1970 بسبب ضعف كفائتها ومردودها الطاقي. ومنذ ذلك الوقت تسارعت الاستثمارات في حقل الطاقة الريحية ليصل مجموع الاستثمارات العالمي في سنة 2008 إلى 51.8 مليار دولار أمريكي والطاقة العالمية المنتجة وصلت إلى 121 جيجا واط. وقد شيدت معظم محطات الطاقة الريحية في القارة الأوروبية في سنة 2007 لتشكل المحطات الريحية 40% من مجمل مختلف المحطات الطاقية المشيدة. كما شكلت المحطات الريحية 30% من مجمل المحطات المشيدة في الولايات المتحدة الإمريكية في نفس الفترة. في حين شهدت سنة 2010 تزايد العنفات الريحية خارج موطنها التقليدي في أوروبا وأمريكيا، لتشيد الصين نصف المحطات المنشأة عالمياً في هذا العام.
== الأنواع ==
سطر 74:
[[ملف:HAWT and VAWTs in operation medium.gif|تصغير|200بك|أنواع التوربينات الريحية الشهيرة: عنفة سافونيوس شاقولية المحور وتعمل على قوة الدفع Drag (يسار)، عنفة ريحية أفقية المحور وتعمل على قوة الرفع Lift (وسط)، وعنفة داريوس شاقولية المحور وتعمل على قوة الرفع أيضا (يمين)]]
[[ملف:Scout moor gearbox, rotor shaft and brake assembly.jpg|تصغير|200بك| مكونات توربينات الرياح المحور الأفقي (علبة التروس، رمح الدوار والتجمع الفرامل) أن ترفع إلى موقف]]
[[ملف:Turbine Blade Convoy Passing through Edenfield.jpg|تصغير|200بك
توربينات الرياح ذات المحور الأفقي (HAWT) لديها عمود الدوران الرئيسي والمولدات الكهربائية في الجزء العلوي من البرج، ويجب أن يتوجه إلى مهب الريح. التوربينات الصغيرة توضع امام مراوح هوائية بسيطة، في حين أن التوربينات الكبيرة عموما تستخدم أجهزة استشعار الرياح بالإضافة إلى استخدام محرك السيرفو. معظمها تحتوي على علبة المسننات، التي تقوم بتحويل الدوران البطئ للشفرات إلى دوران أسرع الامر الذي يجعله أكثر ملائمة لتوليد الطاقة الكهربائية. [14]
سطر 81:
التوربينات المستخدمة في ((wind farms للإنتاج التجاري للطاقة الكهربائية وعادة ما يكون لديها ثلاث شفرات وتوضع باتجه حركة الرياح ويتم التحكم بها عن طريق أجهزة الكمبيوتر، وهذه التوربينات لها سرعات عالية أكثر من 320 كم / ساعة (200 ميلا في الساعة)، وكفائتها عالية جدا، شفراتها عادة ما تكون ذات لون رمادي فاتح لكي تنسجم مع الغيوم وتتراوح في طولها 20-40 مترا (66 حتي 130 قدم) أو أكثر. وأنبوبي مجموعة الأبراج الفولاذية 60 حتي 90 مترا (200 إلى 300 قدم) طويلة القامة. وتناوب الشفرات بالدوران يكون 10 حتي 22 دورة في الدقيقة. في 22 دورات في الدقيقة سرعة الرأس يتجاوز 90 مترا في الثانية الواحدة (300 قدم / ثانية). [15] [16] ومن الشائع استخدام صندوق المسننات حتى يقوم بزيادة سرعة المولد على الرغم من التصاميم ويمكن أيضا استخدام محرك مباشرة من حلقي المولد. بعض النماذج تعمل على سرعة ثابتة، ولكن يمكن جمع المزيد من الطاقة من قبل توربينات متغيرة السرعة. وقد تم تجهيز كافة التوربينات مع ملامح وقائية لتلافي وقوع ضرر على سرعات الرياح العالية، وذلك بوضع فرامل على الشفرات في حالات الرياح القوية تقوم هذه الفرامل بالتحكم بسرعة الشفرات.
'''تصميم المحور العمودي'''
توربينات الرياح ذات المحور الرأسي (VAWTs) لديها محور دوران عمودي مرتبة عموديا.المزايا الرئيسية لهذا الترتيب هي أن التوربينات ليست في حاجة إلى ان تكون باتجاه الرياح حتى تكون فعالة. هذه الميزة ملائمة جدا في المناطق التي تكون فيها الراح متقلبة بشكل كبير، على سبيل المثال عنداندماج المباني مع بعضها. العيوب الرئيسية تشمل انخفاض سرعة دوران مع عزم دوران يترتب على ذلك ارتفاع التكلفة، وبطبعتها معامل الطاقة لها منخفض، وتناوب 360 درجة للaerofoil في تدفق الرياح خلال كل دورة، وصعوبة وضع نماذج تدفق الرياح بدقة، وبالتالي تحديات تحليل وتصميم الدوار قبل افتعال نموذج أولي. [17]
سطر 109:
نظريا، يمكن أن تستخدم توربينات الرياح بالتعاون مع عدد كبير التيار الصاعد للطاقة الشمسية لاستخراج الطاقة بسبب الهواء الساخن من الشمس.
وقد تم تطوير توربينات الرياح التي تستخدم للتأثير ماغنوس. [31]
التوربينات الهواء كبش هو شكل متخصص من التوربينات الصغيرة التي يتم تركيبها على بعض الطائرات. عند نشرها، ونسج RAT بواسطة تيار الهواء يمر أمام الطائرات ويمكن أن توفر الطاقة لأكثر الأنظمة الأساسية إذا كان هناك خسارة من جميع على متن الطاقة الكهربائية.
== توربينات الرياح الصغيرة ==
سطر 145:
{{طاقة الرياح}}
[[تصنيف:آلات]]
[[تصنيف:تحويل طاقة]]
| |||