تم النشر اليوم 2024/06/06 | كيف تحول قوة الرياح إلى طاقة كهربائية

الرياح

تعتبر الرياح مصدراً من مصادر الطاقة المتجددة التي لا تنضب، ولذلك فقد عمد الإنسان إلى تصنيع أدوات ووسائل للاستفادة من طاقة الرياح وأهمّها تحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية، وتعتمد على تحويل الطاقة الحركيّة إلى طاقة كهربائية باستخدام مولّدات ضخمة بزعانف عملاقة، واستخدمت طاقة الرياح قديماً في عدّة أشكال ومنها استخدامها لتسيير المراكب الشراعية، وتستخدم في عصر التكنولوجيا، عصرنا هذا لتحريك زعانف التوربينات لإنتاج الطاقة.

كيف تتحول قوة الرياح إلى طاقة كهربائية؟

تستخدم التوربينات للاستفادة من طاقة الرياح، وتحويلها إلى طاقة كهربائيّة، ومنها ما هو ذو حجم صغير، ويسمّى توربين الرياح القصيرة، يستخدم لشحن بطارية أو إضاءة مصباح، ومنها ما هو كبير، ويسمى توربين الرياح العاليّة يستخدم لإنتاج طاقة كهربائية هائلة، ويمكن لحقل من الطاقة أن يستخدم في تشغيل المصانع أو توفير الطاقة اللازمة لإضاءة مدينة بأكملها.

مبدأ عمل التوربينات

يوجد عدة أنواع من التوربينات، منها ما يشبه شراع السفينة، ومنها كخفاقة البيض، وأكثرها انتشاراً وأقدرها على توليد الطاقة هو ما يكون على شكل مروحة عملاقة يصل ارتفاعها عن سطح الأرض لـ 110 متراً، وتتكون بشكل أساسي من زعنفتين أو ثلاث، والذي يبلغ طول الواحدة منها حوالي العشرة أمتار، والمولد الكهربائي الخاص بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية، محطة الصيانة وتخزين الطاقة، بالإضافة إلى نظام حماية وأمان، ويقدر عدد إنتاج هذه التوربينات من الطاقة حوالي 500-1300 ميجا واط، وكلّما زاد حجم التوربين زاد حجم الطاقة المنتجة.
عند هبوب الريح أو نسمات الهواء، تصتدم بزعانف التوربينات فتتحرك، وبدوران زعانف التوربين يدور المحرك المتصل بها، مولداً بذلك كميّة من الطاقة الكهربائيّة تتناسب مع سرعة الرياح وقوتها، ويوجد أجهزة لقياس سرعة الرياح واتجاهها، ومحرك كهربائي يقوم بتحريك الزعانف للاستفادة القصوى من الرياح على حسب اتّجاهها، ويتم حفظ الطاقة الكربائية الناتجة في بطاريات، وبالرغم من أنّه وكلّما اشتدت الرياح تولّدت طاقة كهربائيّة أكبر، إلّا أنّ التوربين يحتوي على فرملة، تقوم بالسيطرة على حركة الزعانف في اشتداد الرياح بشكل كبير، وتوقفها تماماً في العواصف.
يوجد توربينات مشابهة لتوربينات الرياح لكنها تعتمد على الطاقة المائية، فتوضع عند الشلالات ومجاري الأنهار، وكانت في القديم على شكل عجلات وهي أول شكل للتوربين، واستخدمت لنقل الماء، ولطحن الحبوب، وعصر الزيتون، وقد استخدمها الإغريق قبل الميلاد بحوالي مئة سنة، أمّا المراوح الهوائية كان أوّل ظهور لها في بلاد فارس في القرن السابع الميلادي.