Published in: الطاقات المتجددة

طاقة الرياح – ما هي العوامل المؤثرة؟ ما هي أنواع التوربينات الريحية؟

Author م. ثراء حمود

Published on: 30 أغسطس، 2023

م. ثراء حمود

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تُعتبر طاقة الرياح أحد أنواع الطاقات المتجددة المهمَّة، وتُعدُّ أحد الأشكال غير المباشرة لاستغلال الطاقة الشمسية حيث إن الشمس هي مصدر طاقة الرياح كما يُطلق عليها الآن التوربين الريحي (محول كطاقة الرياح)، والذي يقوم بتحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة ميكانيكية يتمُّ عن طريقها تشغيل مولدات للحصول على طاقة كهربائية يمكن استخدامها في أغراض مختلفة. ^[1]

المواقع المفضلة لإنتاج طاقة الرياح

يتطلب إنشاء محطات طاقة الرياح مراعاة العديد من الشروط الأساسية حيث لا يكفي وضع توربينات رياح في المناطق النشطة هوائياً، بل يجب التخطيط الدقيق لذلك، فإن أفضل المواقع لإنتاج الطاقة هي كالتالي:

1- السلاسل الجبلية التي يتقاطع محورها مع الاتجاه الأمامي للرياح السائدة.

2- قمم التلال أو في المناطق ذات التضاريس الخالية من المصدّات التي تعترض طريق الرياح.

3- المواقع البعيدة عن معوقات الرياح وحركتها كالمباني، والأشجار العالية.

4- المواقع التي تعطي أعلى متوسط لسرعة الرياح، مثل: المضائق، والممرات الجبلية ذات الفروقات العالية في الضغط الجوي.

5- الأراضي المُنبسطة والسهول ذات الارتفاع العالي. ^[2]

ما هي العوامل المؤثرة على إنتاج طاقة من الرياح؟

تتأثر عمليات تصميم وتشغيل وأداء محطات توليد طاقة الرياح بالعديد من العوامل من أهمها: ^[4]

1- متوسط سرعة الرياح، وتغيُّره اليومي، والفصلي، والسنوي.

2- عوامل تؤثر على كفاءة التوربينات من مثل: العواصف، وتآكل الملح.

3- الماء الذي يمثُّل الكثير من المعوقات لاستخدام التوربينات وصيانتها.

4- تغير الاتجاه شاقولياً، وأفقياً، واحتمالية انحرافات كبيرة، ومفاجئة في اتجاه الرياح.

5- اختلاف سلوك الرياح في فترات السكون والنشاط.

ما هي مزايا طاقة الرياح؟

1- هي طاقة متجددة، ومستمرة، وصديقة للبيئة.

2- طاقة الرياح أحد مصادر الطاقة الأقلُّ تكلفةً والمُتاحة اليوم.

3- التقليل من ظاهرة الاحتباس الحراري، فالمنشآت الريحية غير باعثة لأي ملوّث من ملوثات المؤدية إلى هذه الظاهرة.

4- الرياح هي مصدر محلي، وعدم استخدام هذا المصدر يعني إضاعة الفرصة في إمكانية الحصول على فرص عمل، وعلى مصادر اقتصادية مفيدة. ^[3]

ما هي معوقات إنشاء محطة ريحية لتوليد الكهرباء؟

1- عدم القدرة على التنبُّؤ بالرياح القوية المفاجئة.

2- إن كلاً من الصواعق، والأوساخ، والرطوبة، وحالات البرد الشديد يُشكّل خطراً على فعالية المراوح الهوائية.

3- ارتفاع مستوى الضوضاء الناتج عن حركة الأجزاء الميكانيكية، مثل: الشفرات، وعلبة السرعة.

4- الرياح الرملية ورقائق الجليد تُشكل تهديداً لفعالية المحطة. ^[3]

ما هي أنواع التوربينات الريحية؟

تُصنّف التوربينات حسب حجمها واستطاعتها (الطاقة المولدة عنها)، وحسب محور الدوران.

1- حسب الحجم

1- توربينات صغيرة الحجم تصل استطاعتها حتى 5 كيلو وات.

2- توربينات متوسطة تتراوح استطاعتها بين (5 إلى 50) كيلو وات.

3- توربينات كبيرة الحجم تصل استطاعتها بين (50 إلى 500) كيلو وات.

4- توربينات عملاقة تزيد استطاعتها عن 500 كيلو وات.

2- حسب نوعية محور الدوران

1- توربينات ذات المحور الرأسي: حيث يكون محور الدوران عمودياً على سطح الأرض.

2- توربينات ذات المحور الأفقي: حيث يكون فيها محور الدوران أفقياً موازياً لسطح الأرض. ^[5]

تمثّل التوربينات الريحية ذات المحور الأفقي الغالبية العظمى المُستخدمة في العالم حيث تعتمد كمية الطاقة المُنتجة عنها على عدد الشفرات وقطرها، وهي أكثر أنواع التوربينات انتشاراً تمتاز هذه التوربينات بمردودها العالي وسهولة الإقلاع الذاتي كما تتميز بخفّة الوزن، ولكنها تحتاج إلى آليةٍ للكبح في حالة الرياح العاصفة، وبعض الحالات الطارئة.

تتجلى محاسن التوربينات الريحية ذات المحور الشاقولي (الرأسي) في عدم الحاجة إلى برج للتوربين، وبالتالي فإن صيانته غير معقّدةٍ أيضاً، وهذا النوع أكثر أماناً للوسط المحيط (الطيور) وأقلُّ ضجيجاً، أما مساوئ هذا النوع، فهي أننا قد نحتاج إلى أسلاك شدّ للتثبيت إضافةً إلى أن الكفاءة العامة لهذا النوع من التوربينات ليست ممتازة. ^[6]