طاقة الرياح وأثرها على البيئة

ما هي طاقة الرياح؟

هي نوع من الطاقة الحركية أو ببساطة الطاقة المتحركة الناتجة عن تأثير الشمس على الغلاف الجوي، وبطبيعة الحال فإن أشعة الشمس تسخن الغلاف الجوي بشكل غير متساو، حيث تنتج عملية التسخين بأكملها جنبًا إلى جنب مع دوران الأرض رياحًا تنتشر في جميع أنحاء أسطح الأرض المختلفة، يمكن تسخير نفس الرياح لتدوير التوربينات وبالتالي توليد الكهرباء.
بمعنى آخر تنتج الرياح عن تسخين غير متساوٍ للغلاف الجوي بفعل الشمس وخشونة سطح الأرض ودوران الأرض، حيث يتم تغيير أنماط تدفق الرياح من خلال تضاريس الأرض والمياه والنباتات، تستخدم توربينات الرياح الحديثة هذا التدفق من الهواء لتوليد الكهرباء، البشر يستخدمون تدفق الرياح هذا لأغراض مختلفة مثل: توليد الكهرباء وتجفيف الملابس والإبحار وما إلى ذلك.
إيجاد مصادر للطاقة الخضراء في العالم الحديث في ازدياد مستمر بسبب تأثيرات عميقة من الوقود الأحفوري بما في ذلك ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ وتدهور نوعية الهواء والأمطار الحمضية وتسرب النفط، الطاقة الشمسية وطاقة الرياح هما أكبر لاعبين في عالم الطاقة الخضراء، حيث يفهم البعض تقريبًا ماهية الطاقة الشمسية  ومع ذلك فإن طاقة الرياح هي أقل الموضوعات التي تم استكشافها بين السكان.
تعد طاقة الرياح اليوم الطريقة الأنظف والأكثر موثوقية لتوليد الكهرباء، حيث لا تنتج طاقة الرياح أي انبعاثات سامة ولا أي انبعاثات محاصرة للحرارة تساهم في الاحتباس الحراري، حقيقة أن طاقة الرياح متاحة على نطاق واسع ووفرة وموارد طاقة تنافسية بشكل متزايد مما يجعلها بديلاً قابلاً للتطبيق للوقود الأحفوري الذي يضر بصحتنا ويهدد البيئة.
يصف مصطلح طاقة الرياح (العملية التي يتم من خلالها استخدام الرياح لإنتاج الطاقة الميكانيكية أو الكهرباء)، تعمل توربينات الرياح على تحويل الطاقة الحركية لطاقة الرياح إلى طاقة ميكانيكية، يمكن استخدام هذه الطاقة الميكانيكية في أنشطة معينة (مثل طحن الأرز أو ضخ المياه) أو يمكن للمولد تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية في المنزل أو العمل أو المدارس أو المرافق الأخرى.

كيف تعمل توربينات الرياح؟

 تنقسم توربينات الرياح الحديثة إلى مجموعتين أساسيتين وهما: الدوار ذو المحور الأفقي (مثل طواحين الهواء التقليدية المستخدمة في ضخ المياه)، ودوار المحور الرأسي (مثل نموذج داريوس الذي يشبه مضرب البيض والذي سمي على اسم مخترعه الفرنسي)، معظم توربينات الرياح الحديثة هي توربينات ذات محور أفقي.
الأكثر شيوعًا هو محور دوار المحور الأفقي والذي يأتي بشكل جوهري مع ثلاث شفرات، تعمل توربينات الشفرات الثلاثة “عكس اتجاه الريح” (ريش تواجه الريح)، يمكن تركيب التوربينات على الأرض أو خارج الشاطئ في المسطحات المائية الضخمة مثل البحيرات والمحيطات.
توربينات الرياح البحرية هي تقنية جديدة تفتقر إليها معظم البلدان، ومع ذلك فإن إدارات الطاقة في الدول المعنية تعمل على مدار الساعة لإتاحة التكنولوجيا، ومع ذلك أطلقت الولايات المتحدة مؤخرًا أول توربين بحري لها.

ما هي مزايا طاقة الرياح؟

• طاقة الرياح صديقة للبيئة: تولد طاقة الرياح الكهرباء بدون انبعاث ثاني أكسيد الكربون الذي يلوث البيئة ويمكن أن يغير المناخ، حيث أنه مصدر نظيف للوقود لأنه ينتج الكهرباء بدون الملوثات البيئية الخطيرة التي تنبعث من حرق الفحم (على سبيل المثال الكبريت والنيتروجين) مما قد يؤدي إلى إنتاج الزئبق والأمطار الحمضية والعديد من الملوثات الأخرى.
  
• طاقة الرياح غير مكلفة نسبيًا: حقيقةً طاقة الرياح متجددة ولهذا تجعلها مصدرًا فعالًا من حيث التكلفة للطاقة في العالم الحديث، تتراوح تكاليف طاقة الرياح بشكل عام من 4 إلى 6 سنتات لكل كيلوواط / ساعة، مع ذلك يعتمد على مورد الرياح والتمويل المحدد.
  
• مكنت طاقة الرياح من الوصول إلى الكهرباء في المواقع النائية: أتاح ظهور طاقة الرياح تشغيل المواقع النائية، على سبيل المثال المجتمعات الريفية النائية والجبلية مما أدى إلى تكاثر الأنشطة الاقتصادية.
  
• مصدر ثابت وموثوق للكهرباء: تنتج الرياح عن تسخين الشمس للغلاف الجوي وعدم انتظام أسطح الأرض ودوران الأرض، يعني هذا بشكل مثالي أنه ما دامت الرياح تهب وتشرق الشمس سيستمر استغلال الطاقة المنتجة لإنتاج الكهرباء عند استكمالها بالكهرباء الشمسية، تعد طاقة الرياح موردًا رائعًا لكل من الدول المتقدمة والنامية لضمان مصدر ثابت وموثوق للكهرباء.
  
• تستهلك توربينات الرياح مساحة أقل: تشغل محطة الطاقة المتوسطة مساحة أكبر بكثير من توربينات الرياح مما يعني أنه يمكن بناؤها في مزرعة أو مزرعة قائمة، يعد هذا انتصارًا كبيرًا لسكان الريف، حيث يتم تعزيز الاقتصاد، يمكن لأصحاب المزارع والمزارعين الاستمرار في العمل في مزارعهم لأن توربينات الرياح لا تشغل سوى جزء صغير من المزرعة، يقوم الأفراد أو المنظمات التي تبني التوربينات أيضًا بتحويل المدفوعات إلى مالكي الأراضي ومربي الماشية لضمان شكل من أشكال الدخل.
  
• تساهم طاقة الرياح في خلق فرص العمل: وفقًا لتقرير (Wind Vision) تم استثمار أكثر من 8 مليارات دولار من الأسهم الخاصة في قطاع طاقة الرياح في الولايات المتحدة في عام 2014 وحده، ساهم هذا في أكثر من 73000 وظيفة في الاقتصاد، بحلول عام 2050 يتوقع نفس التقرير أن طاقة الرياح ستكون قادرة على دعم أكثر من 600000 وظيفة في قطاعات مختلفة.
  

ما هي عيوب طاقة الرياح؟

• طاقة الرياح متغيرة: ليست كل المناطق مثالية لتركيب توربينات الرياح، حيث تتغير أنماط الرياح كل يوم (ليست كل الأيام عاصفة)، بسبب الطبيعة المتغيرة لطاقة الرياح لا يمكن الاعتماد عليها كمصدر وحيد للطاقة، قد تتداخل توربينات الرياح مع الجمال الطبيعي للمناظر الطبيعية وتسبب التلوث الضوضائي.
  قد يقاوم معظم المزارعين ومربي الماشية تركيب التوربينات بسبب الخوف من أنها قد تؤثر على الجماليات الطبيعية للبيئة المحيطة، على الرغم من أن التوربينات لها تأثير أقل بكثير على البيئة مقارنة بمحطات الطاقة التقليدية إلا أن المخاوف لا تزال قائمة بشأن الضوضاء التي تنتجها التوربينات والتأثيرات البصرية على المناظر الطبيعية، في الواقع يمكن معادلة الضوضاء الصادرة عن التوربينات التجارية بمحرك نفاث صغير.
  
• يمكن أن تشكل شفرات التوربينات خطرًا كبيرًا على أنواع الطيور المحلية: تم تلقي العديد من التقارير عن نفوق الطيور نتيجة الاصطدام بشفرات الغزل على مر السنين، لقد حاول مالكو ومصنعي توربينات الرياح التخفيف من حدة المشكلة عن طريق تحديد مواقع التوربينات بشكل صحيح واحتضان التطورات التكنولوجية، على الرغم من كل هذه الجهود لا تزال نفوق الطيور تحدث مما يهدد بالقضاء على أنواع معينة من الطيور.
  
• البنية التحتية الأولية مكلفة: إن مواقع الرياح الرائعة تقع بعيدًا عن المدن التي تتطلب قدرًا كبيرًا من الكهرباء، بالإضافة إلى تركيب التوربينات يجب تغطية تكاليف ضخمة لتوزيع الكهرباء على المدن، تنتج طاقة الرياح كهرباء أقل بكثير مقارنة بمحطة طاقة الوقود الأحفوري، على الرغم من أن طاقة الرياح هي مصدر نظيف للوقود إلا أن الوقود الأحفوري لا يزال يتفوق عليها فيما يتعلق بقدرة توليد الكهرباء.
   لعبت توربينات الرياح التي تعد جزءًا من الطاقة المتجددة دورًا مهمًا في تقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري، من خلال تقديم بعض الحلول الرائعة لتوليد الكهرباء، تنتج طاقة الرياح أكثر من 20٪ من الكهرباء في بعض البلدان، يتوقع العلماء أن هذه النسبة سترتفع في السنوات القادمة، حيث ستخصص المزيد والمزيد من الدول جزءًا من ميزانيتها لزيادة اعتمادها على مصادر الطاقة المتجددة هذه وبالتالي تقليل مستويات التلوث والاحتباس الحراري، هذا كله جزء من الكفاح للحد من تغير المناخ الناجم عن الاحتباس الحراري وتقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري.