العلوممصادر الطاقة

طاقة الرياح

اقرأ في هذا المقال
  • ما هي طاقة الرياح؟
  • أساسيات طاقة الرياح.
  • بيانات حول طاقة الرياح.

بشكل عام إن طاقة الرياح هي واحدة من أهم وأحدث تقنيات الطاقة المتجددة المبتكرة، حيث يتزايد استخدام هذه الطاقة في جميع بلدان العالم، ويرجع ذلك كلياً إلى انخفاض التكاليف (للكهرباء) وفوائدها البيئية العديدة بالإضافة إلى الحفاظ على اقتصاد الدول التي تستخدمها.

ما هي طاقة الرياح؟

هي عبارة عن شكل من أشكال الطاقة المتجددة، حيث تصف هذه الطاقة عادةً العملية التي يتم من خلالها استخدام الرياح لتوليد الكهرباء، ويتم توليد الكهرباء من خلال توربينات الرياح التي تعمل على تحويل الطاقة الحركية في الرياح إلى طاقة ميكانيكية، كما يمكن للمولد تحويل الطاقة الميكانيكية إلى كهرباء، ويمكن أيضاً استخدام الطاقة الميكانيكية مباشرة في مهام محددة مثل: ضخ المياه وتشغيل معظم الأجهزة الكهربائية وما إلى ذلك. 

أساسيات طاقة الرياح:

كيفية عمل توربينات الرياح:

يتم تثبيت توربينات الرياح مثل طواحين الهواء عادةً على برج لالتقاط أكبر قدر من الطاقة، فعلى سبيل المثال على ارتفاع 100 قدم أو أكثر فوق سطح الأرض يمكنهم هذا الاستفادة من الرياح الأسرع والأقل اضطرابا، حيث تلتقط التوربينات طاقة الرياح بشفراتها التي تشبه المروحة، وعادة ما يتم تثبيت شفرتين أو ثلاث شفرات على عمود لتشكيل الدوار.


فعندما تهب الرياح يتشكل هواء ضغط منخفض، ومن ثم يسحب الجيب الهوائي (منطقة متخلخلة للهواء) هذا الهواء المنخفض الشفرة باتجاهه، مما يتسبب في دوران الدوار، وهذا ما يسمى بقوة الرفع، حيث أن قوة الرفع في الواقع هي أقوى بكثير من قوة الرياح على الجانب الأمامي للشفرة وهو ما يسمى بقوة السحب، ويؤدي الجمع بين هاتان القوتان إلى دوران الجزء المتحرك، حيث يدور عمود الدوران مولداً لتوليد الكهرباء.

طاقة الرياح الأرضية:

يمكن استخدام توربينات الرياح الأرضية كتطبيقات قائمة بذاتها أو يمكن توصيلها بشبكة طاقة المرافق أو حتى دمجها مع نظام الخلايا الشمسية، وبالنسبة لمصادر طاقة الرياح يتم عادةً بناء عدد كبير جداً من توربينات الرياح بالقرب من بعضها البعض لتشكيل محطة رياح، حيث يشار إليها أيضاً باسم مزرعة الرياح، ويستخدم العديد من مزودي الكهرباء اليوم محطات الرياح هذه لتزويد عملائهم بالطاقة.

طاقة الرياح البحرية:

وهي استخدام مزارع الرياح التي يتم إنشاؤها في المسطحات المائية (عادة في المحيطات) لتجميع طاقة الرياح لتوليد الكهرباء، حيث تتوفر سرعة الرياح بشكل أعلى مقارنة بطاقة الرياح الأرضية، وبهذا الشكل يكون توليد الكهرباء من خلال طاقة الرياح البحرية أعلى بشكل كبير، ومن المتوقع أن تنمو صناعة الرياح البحرية من 17 إلى 90 جيجاواط في العقود المقبلة، ومن المتوقع أن تمثل طاقة الرياح البحرية 15 في المائة من صناعة الرياح العالمية في المستقبل.

توزيع طاقة الرياح:

عادةً يتم تثبيت أنظمة طاقة الرياح الموزعة بشكل شائع في بعض المواقع السكنية والزراعية والتجارية والصناعية والمجتمعية، ويمكن أن يتراوح حجمها من توربينات بقدرة 5 كيلوواط في المنازل إلى توربين متعدد الميغاوات في منشأة التصنيع، حيث يتم توصيل أنظمة الرياح الموزعة على جانب العميل من العداد لمواجهة الحمل في الموقع أو مباشرة إلى التوزيع أو الشبكات الصغيرة لدعم عمليات الشبكة أو تعويض الأحمال الكبيرة القريبة، كما يتم تحديد أنظمة الرياح الموزعة ايضاً من خلال تطبيق التكنولوجيا المخصص لها.

بيانات حول طاقة الرياح:

ما مقدار الكهرباء في العالم التي يتم توليدها من الرياح؟

توفر طاقة الرياح حالياً أكثر من 6٪ من الاستهلاك العالمي للكهرباء، ومن المتوقع أن يتجاوز هذا 12٪ بحلول عام 2025، وعلى المدى الطويل (بحلول عام 2040) تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن طاقة الرياح يمكن أن تلبي 15٪ من الطلب العالمي على الكهرباء.


فعلى سبيل المثال تشكل طاقة الرياح حوالي 80٪ من الكهرباء التي تنتجها أكسيونا (شركة إسبانية) سنوياً، ففي عام 2014 أنتجت الشركة ما مجموعه (17.482) جيجاوات لكل ساعة من الرياح أي ما يعادل استهلاك حوالي خمسة ملايين شخص. 

ما هي الدول الرائدة في تنفيذ طاقة الرياح على المستوى العالمي؟

كانت إسبانيا واحدة من الدول الرائدة  في استغلال الرياح لإنتاج الكهرباء، وبعد ثلاثين عاماً من تركيب أول توربينات رياح في البلاد أصبحت إسبانيا أول دولة في العالم تعتمد على طاقة الرياح كمصدر رئيسي للكهرباء، وقد أدى ذلك إلى ترسيخ إسبانيا كدولة متقدمة من حيث الحلول التكنولوجية التي تسمح بدمج طاقة الرياح في الشبكة، وعلى الرغم من تباطؤ تركيب مرافق طاقة الرياح في إسبانيا مع تركيب حوالي (23000 ميغاواط) لا تزال البلاد تحتل المرتبة الأولى في أوروبا في إنتاج طاقة الرياح بعد ألمانيا (43723 ميجاواط) والصين (138.060 ميجاواط) والولايات المتحدة (71.000 ميجاواط) والهند (25.219 ميجاواط).

واخيراً يمكننا القول بإن طاقة الرياح هي الطاقة المستقبلية لمصادر الطاقة المتجددة الأخرى في العالم، حيث أنها لا تنضب وتقلل من استخدام الوقود الأحفوري الذي هو مصدر الغازات المسببة للاحتباس الحراري، بالإضافة إلى ذلك تعتبر طاقة الرياح طاقة أصلية لأنها متوفرة عملياً في كل مكان، مما يساهم في تقليل واردات الطاقة وخلق الثروة والعمالة المحلية.

المصدر
كتاب الطاقة المتجددة للدكتور علي محمد عبد اللهكتاب الطاقة البديلة للدكتور سمير سعدون مصطفىكتاب الطاقة للدكتور عبد الباسط الجملكتاب ترشيد الطاقة للدكتور محمود سرى طه

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى