تعد توربينات الرياح الحديثة تطورًا لطواحين الهواء التقليدية، يشار إلى مجموعة من توربينات الرياح في مكان واحد باسم مزرعة الرياح.
أجزاء توربينات الرياح الحديثة
- ريش المروحة، المصممة لاستغلال أكبر قدر من سرعة الريح.
- مولد كهرباء، يقوم بتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.
- فرملة، تقوم بتوقيف المروحة عند حدوث رياح شديدة أو عواصف.
- الحجرة المعلقة، يوجد فيها محول كهربائي وأجهزة أخرى من بينها ناقل حركة.
- محرك كهربائي، يقوم بتوجيه التوربين في اتجاه الريح.
- إلكترونيات تحكم، تغير من وضع الريش محوريا، وتقوم بإدارة الحجرة المعلقة من خلال المحرك الكهربائي، حتى تقوم الحجرة المعلقة باتخاذ الاتجاه الأمثل للاستفادة من اكبر قدر الريح.
أهمية توربينات الرياح
التوربينات تتواجد في صلب الخرسانة المسلحة الأساس أبعاد التي تعتمد على حجم التوربينات، الأساس عبارة عن هيكل كبير مصمم لضمان تحمل التوربين للرياح القوية جدًا، يكون دائمًا تحت مستوى سطح الأرض ولا يمكن رؤيته بمجرد اكتمال البناء.
عادة ما يتم إنشاء الأبراج من الفولاذ الأنبوبي، على الرغم من أن بعض التوربينات لها أبراج شبكية أشبه ببرج نقل الكهرباء، ويوجد مقياس شدة الريح وريشة الرياح، اللذان يقيسان سرعة الرياح واتجاهها على التوالي، تحتوي معظم توربينات الرياح على ثلاث شفرات أو أقل شيوعًا نصلان، والتي تلتف حول محور مركزي على محور أفقي، تُصنع الشفرات من مجموعة متنوعة من المواد، مثل الألياف الزجاجية أو ألياف الكربون أو شرائح الخشب، يمكن للتوربينات ذات الشفرات الطويلة أن تلتقط قدرًا أكبر من الطاقة في الرياح، وبالتالي تولد كهرباء أكثر من التوربينات ذات الشفرات القصيرة.
توليد الكهرباء
تولد توربينات الرياح الكهرباء باستعمال الطاقة الطبيعية في الرياح، تشبه شفرات توربينات الرياح جناح الطائرة، حيث يتدفق الهواء عبر الشفرة، مما يؤدي إلى رفع، مما يخلق قوة دوران.
تدير الشفرات الدوارة عمودًا داخل الكنة، والتي تدخل في علبة التروس، يعمل صندوق التروس على زيادة سرعة الدوران للمولد، والذي يستخدم الحقول المغناطيسية لتحويل الطاقة الدورانية إلى طاقة كهربائية، تستخدم بعض التوربينات تقنية الدفع المباشر، والتي تربط المحور الدوار مباشرة بالمولد، تنتقل الكهرباء من المولد عبر الكابلات إلى المحولات، ثم إلى المحطة الفرعية لمزرعة الرياح، حيث يتم تحويلها إلى الجهد المناسب للشبكة أو الشبكة المحلية، تنقل الشبكة أو الشبكة المحلية الكهرباء إلى المنازل والشركات.
تستخدم توربينات الرياح مقياس شدة الريح وريشة الرياح أعلى الكنة للحكم على أفضل وضع للتوربين، عندما تغير الرياح اتجاهها، تقوم المحركات بتحويل الكنة والشفرات معها لمواجهة الريح تسمى هذه الحركة بالانحراف، الشفرات أيضًا ميل أو زاوية لضمان استخلاص الكمية المثلى من الطاقة من الريح.
