بشكل عام تعتبر طاقة الرياح هي شكل متجدد ومستدام من الطاقة، مما يعني أنه يمكن استخدامها مراراً وتكراراً دون أن تنفد، وتستخدم الطبيعة الرياح كمصدر للطاقة المتجددة، حيث إن دوران الأرض والضغوط الجوية المتغيرة تبقي الهواء يتحرك بشكل مستمر، ويمكن تحويل طاقة الرياح التي تم تسخيرها إلى شكل من أشكال الطاقة الحركية أو الميكانيكية المستخدمة لتشغيل أنواع مختلفة من المعدات، وقد يتطلب تسخير طاقة الرياح هذه معدات قادرة حقاً على تحويل طاقتها وتخزينها داخل نظام مصمم لنقلها إلى شكل قابل للاستخدام حسب الحاجة.
ما هي طاقة الرياح؟
هي عبارة عن واحدة من العديد من مصادر الطاقة البديلة التي يتم استخدامها عادةً في محاولة لتقليل استخدام الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز الطبيعي)، وتعتبر طاقة الرياح أيضاً مصدر طبيعي وثابت يمكننا تسخيره وإعادة توجيهه لاستخدامه في تطبيقات عملية بحياتنا اليومية، ويوجد هناك العديد من الطرق المستخدمة لتسخير هذه الطاقة وحتى تخزينها للاستخدام في المستقبل.
الأجهزة المستخدمة لتسخير طاقة الرياح:
عادةً تعد طاقة الرياح بأنها طاقة ميكانيكية أو كهربائية متولدة من خلال تسخير طاقة الرياح، ووفقاً للعديد من الأبحاث كانت الطاحونة الهوائية هي واحدة من أقدم الأجهزة لتسخير قوة الرياح هذه، والتي كانت تُستخدم لضخ المياه وطحن الحبوب، وحالياً أن المكافئ الحديث لتسخير قوة الرياح هي: التوربينات، وهي تستخدم شفرات تشبه المروحة لالتقاط الرياح، ثم تقوم هذه الشفرات بتدوير مولد لإنتاج الكهرباء، وبالإضافة إلى ذلك أيضاً يوجد هناك عدد من المولدات قيد التطوير، والتي سيتم استخدامها لتسخير الرياح على ارتفاعات عالية.
ويوجد هناك نوعان أساسيان من توربينات الرياح: توربينات الرياح ذات المحور الرأسي وتوربينات الرياح ذات المحور الأفقي، وتوجد بعض هذه التوربينات على اليابسة (عادةً في المناطق التي تتلقى رياحاً شديدة)، بينما يقع البعض الآخر بعيداً عن الشاطئ في وضع يمكنها حقاً من التقاط الرياح التي تمر عبر البحيرات والبحار، وإن المولدات المطورة حديثاً لن تكون موجودة لا على سطح الأرض ولا في البحار بل أنها ستكون في الجو والتي تشبه المولدات الحالية مثل: الطائرات الورقية، حيث أنها قد تلتقط الرياح في الغلاف الجوي العلوي وتنقلها إلى الأرض عبر كابلات طويلة.
توربينات الرياح ذات المحور الأفقي: هي عبارة عن نوع من أنواع توربينات الرياح المستخدمة لتسخير طاقة الرياح لإنتاج الكهرباء، وهي تحتوي على توربينات ومولد كهربائي، وعندما تأتي الرياح يتحرك التوربين مما يشغل المولد الكهربائي، ويحافظ مستشعر الرياح المزود بمحرك مؤازر على محور التوربين على طول مسار الرياح.
توربينات الرياح ذات المحور الرأسي: وهي نوع آخر من توربينات الرياح، والتي قد تستخدم عمود دوران محاذي رأسياً، ونظراً لأن هذه التوربينات قد تكون على شكل محور رأسي فليس من الضروري مواءمته مع الريح، وبالتالي فإن استخدام هذه التوربينات يكون أكثر ملاءمة، حيث يختلف اتجاه الرياح بشكل كبير.
كيفية استخدام أنواع توربينات الرياح:
قد تستخدم توربينات الرياح ذات المحور الرأسي سلسلة من الشفرات الدوارة التي تتحرك في دائرة حول محور مركزي، وتعتبر توربينات الرياح ذات المحور الأفقي أكثر شيوعاً من توربينات الرياح ذات المحور الرأسي، حيث يوجد لها شفرات مرتبة على شكل مروحة ومثبتة على برج، وأيضاً في المولدات عالية الارتفاع التي تعمل وفقاً لنفس المبدأ العام مثل: التوربينات يتم حمل الدوارات عالياً بوسائل مختلفة مثل: البالون والمروحية، والتي عادةً ما تستخدم لالتقاط الرياح.
الوظيفة:
تنتج كل من أنواع التوربينات والمولدات الكهرباء والتي يوجد لها استخدامات متعددة، حيث تعتمد كمية الطاقة المنتجة على حجم التوربينات وسرعة الرياح التي تمر عبر الدوار، ويمكن استخدام توربينات الرياح هذه إما كتطبيقات قائمة بذاتها، حيث تقوم بتشغيل العديد من المباني أو الأجهزة الفردية أو يمكن استخدامها في مجموعات لإنتاج الكهرباء التي يمكن تغذيتها في شبكة ما ومن ثم نقلها إلى مكان آخر.
الفوائد:
تعتبر هذه التوربينات مفيدة من حيث أنها هادئة ومتجددة ولا تنتج أي تلوث تقريباً، ومن خلال عدم استهلاك أي من الموارد الطبيعية وعدم إنتاج أي نفايات خطرة، فإن أجهزة طاقة الرياح هذه تمثل تحسيناً بيئياً على تقنيات إنتاج الطاقة التي عادةً ما تحرق الوقود الأحفوري لأنتاج الطاقة، والتي تستخدم موارد محدودة وتولد التلوث.
الإمكانيات:
تعد أجهزة توليد الكهرباء من طاقة الرياح جديدة نسبياً، حيث أنه يوجد لديها إمكانيات كبيرة في المستقبل مع زيادة شعبيتها وتحسين كفاءتها، ووفقاً لجمعية طاقة الرياح الأمريكية يمكن أن توفر طاقة الرياح ما يصل إلى حوالي 20 في المائة من الكهرباء في بعض دول العالم مثل: الولايات المتحدة.
