ماهي طاقة الرياح
طاقة الرياح هي الطاقة التي يتم الحصول عليها من قوة الرياح. من خلال توربينات الرياح التي تحول الطاقة الحركية لتيارات الهواء إلى طاقة كهربائية. تُستخرج الطاقة بشكل أساسي من الدوران ، الذي يحول الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية ، ومع المولد الذي يحول هذه الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. نحن نتحدث عن طاقة متجددة وفعالة وناضجة وآمنة والتي تعد مفتاحًا لانتقال الطاقة وإزالة الكربون من الاقتصاد.
توليد الكهرباء من الرياح
من أجل الاستفادة من الطاقة الحركية للرياح وتحويلها إلى طاقة كهربائية ، من الضروري استخدام توربينات الرياح. تعتمد هذه التوربينات على قوة الرياح والتي عادةّ ما يتراوح ارتفاعها بين 80 و 120 مترًا. لهذا السبب ، يجب إنشاء مزارع الرياح ، التي تجمع عددًا كبيرًا من توربينات الرياح وتتيح الحصول على هذه الطاقة بكميات كبيرة ، في الأماكن التي تسود فيها ظروف الرياح.
يجب توجيه توربينات الرياح في اتجاه الريح. حيث ستعمل قوة التيارات الهوائية على تحريك الأجزاء الثلاثة الرئيسية لتوربينات الرياح:
- الجزء المتحرك: يتكون من ثلاث ريش والبطانة المعدنية التي تربطها ببعضها ، وتتمثل وظيفة هذا الجزء في التقاط قوة الرياح وتحويلها إلى طاقة دورانية ميكانيكية.
- المضاعف: هذا الجزء متصل بالمحرك عن طريق عمود ، وظيفته زيادة سرعة الدوران من 30 دورة في الدقيقة إلى 1500 دورة في الدقيقة.
- المولد: هذا العنصر مسؤول عن تحويل الطاقة الميكانيكية للدوران إلى طاقة كهربائية.
- كل من توربينات الرياح التي تشكل مزرعة رياح مرتبطة ببعضها البعض بواسطة كبلات تحت الأرض تنقل الكهرباء إلى محطة فرعية للمحول. من هناك يتم نقلها إلى المنازل أو المصانع أو المدارس من خلال شبكات التوزيع لشركات الكهرباء المختلفة.
استخدامات طاقة الرياح
1. توليد الطاقة الكهربائية
يعد توليد الكهرباء من أكثر استخدامات طاقة الرياح شيوعًا. زادت شعبية وكفاءة هذه الطاقة منذ إنشاء أول عنفتين لتوليد الكهرباء في عام 1887 ، على يد الاسكتلندي جيمس بليث وذلك لتوفير الكهرباء لإضاءة منزل .
اليوم ، التكنولوجيا موجودة للسماح لنا ببناء مزارع رياح شاسعة. يمكن لمزارع الرياح البرية والبحرية على حد سواء تزويد ملايين المنازل بالطاقة حسب حجمها.
2. في النقل
استخدام آخر هو في النقل. لقد استفادت الحضارات لآلاف السنين من طاقة الرياح للإبحار. يعتقد الباحثون أن الإبحار كان موجودًا بشكل ما منذ زمن بعيد يعود إلى 5000 قبل الميلاد. حتى يومنا يمكن أن نرى سفناً صغيرة وكبيرة قادرة على الإبحار تحت قوة الرياح..
3. رياضات الرياح
الاستخدام الأكثر إمتاعًا لطاقة الرياح هو للرياضات والأنشطة التي تعتمد على الرياح. فيما يلي بعض الرياضات التي تستفيد من طاقة الرياح:
- ركوب الأمواج – يستخدم هذا سارية وشراعًا متصلًا بلوح التزلج الذي سيقف عليه الشخص أثناء تشغيل الشراع.
- الإبحار – يمكن استخدام هذا الاستخدام التقليدي لطاقة الرياح في الألعاب الرياضية حيث يتنافس الأفراد أو الفرق مع بعضهم البعض.
- الإبحار البري – على غرار الإبحار فقط يتم إجراؤه على الأرض بمركبة صغيرة ذات عجلات وشراع.
بينما قد تعتقد أن الرياضات مثل القفز بالمظلات والطيران الشراعي تستفيد من طاقة الرياح ، فإن هذا غير صحيح في الواقع. تُصنف هذه الرياضات على أنها “رياضات جوية” ولا تستخدم بالضرورة طاقة الرياح للدفع.
4. في إنتاج الغذاء
تستخدم طاقة الرياح تقليديًا في إنتاج الغذاء. قبل الثورة الصناعية ، كانت طواحين الهواء تستخدم على نطاق واسع لطحن الحبوب بحيث يمكن استخدامها لإنتاج أغذية مثل الخبز.
في الآونة الأخيرة ، أدى إدخال الكهرباء والمحركات إلى إلغاء حاجتنا إلى مثل هذه الهياكل. نتيجة لذلك ، يمكن للمصانع الآن إنتاج عناصر مثل الدقيق بشكل أكثر كفاءة.
5. لضخ المياه
قد لا تدرك أنه يمكن أيضًا استخدام طاقة الرياح لضخ المياه من خلال استخدام مضخة الرياح . تشبه مضخات الرياح طاحونة الهواء التقليدية ولكن بدلاً من طحن الحبوب ، يمكنها ضخ المياه.
تم استخدام هذه الهياكل تاريخيًا لتجفيف الأرض. تمامًا مثل طواحين الهواء المستخدمة في إنتاج الغذاء ، تم استبدال مضخات الرياح كلها تقريبًا بسبب إدخال المحركات الكهربائية.
إقرأ أيضًا: خصائص انتقال الصوت في الماء
إيجابيات طاقة الرياح
1. طاقة الرياح فعالة من حيث التكلفة.
الرياح على مستوى المرافق الأرضية هي واحدة من أقل مصادر الطاقة المتاحة سعراً اليوم ، نظرًا لأن الكهرباء من مزارع الرياح تُباع بسعر ثابت على مدار فترة زمنية طويلة (على سبيل المثال 20+ عامًا) ووقودها مجاني ، فإن طاقة الرياح تخفف من عدم اليقين في الأسعار الذي تضيفه تكاليف الوقود إلى مصادر الطاقة التقليدية.
2. الرياح تخلق الوظائف.
على سبيل المثال إن طاقة الرياح لديها القدرة على دعم أكثر من 600000 وظيفة في التصنيع والتركيب والصيانة وخدمات الدعم بحلول عام 2050 على مستوى الولايات المتحدة فقط.
3- تمكّن الرياح من نمو الصناعة
يمكنها التنافس عالميًا في اقتصاد الطاقة النظيفة.
4. إنها مصدر وقود نظيف
لا تلوث طاقة الرياح الهواء مثل محطات الطاقة التي تعتمد على احتراق الوقود الأحفوري ، مثل الفحم أو الغاز الطبيعي ، الذي ينبعث منه الجسيمات وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت مما يسبب مشاكل صحية بشرية وأضرارًا اقتصادية. لا تنتج عنفة الرياح انبعاثات جوية تسبب الأمطار الحمضية أو الضباب الدخاني أو الغازات الدفيئة التي تسبب الاحتباس الحراري .
5. الرياح هي مصدر محلي للطاقة
إمدادات الرياح في البلاد وفيرة ولا تنضب. على مدى السنوات العشر الماضية ، نمت قدرة طاقة الرياح في العديد من البلدان بنسبة 15٪ سنويًا ، وأصبحت الرياح الآن من أكبر مصادر الطاقة.
6. طاقة متجددة
الرياح هي في الواقع شكل من أشكال الطاقة الشمسية. تنتج الرياح عن ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي بفعل الشمس ، ودوران الأرض ، وعدم انتظام سطح الأرض. طالما تشرق الشمس وتهب الرياح ، يمكن تسخير الطاقة المنتجة لإرسال الطاقة عبر الشبكة.
7. يمكن بناء توربينات الرياح في المزارع
هذا يفيد بشكل كبير الاقتصاد في المناطق الريفية ، حيث توجد معظم أفضل مواقع الرياح . يمكن للمزارعين ومربي الماشية الاستمرار في العمل في الأرض لأن عنفة الرياح لا تستخدم سوى جزء صغير من الأرض. يدفع مالكو محطات طاقة الرياح مدفوعات الإيجار للمزارع مقابل استخدام الأرض ، مما يوفر لأصحاب الأرض دخلًا إضافيًا.
سلبيات طاقة الرياح
تقدم طاقة الرياح ، دون أدنى شك ، أفضل المزايا فيما يتعلق بالبيئة والتكلفة. ومع ذلك ، فإنه ينطوي على بعض العيوب التي تستحق وضعها في الاعتبار إذا كنت تنوي الاستثمار في طاقة الرياح. وهنا عدد قليل منها:
1. الرياح غير متناسقة
تشترك طاقة الرياح كثيرًا مع الطاقة الشمسية من حيث الاتساق. على الرغم من أن طاقة الرياح مؤهلة كمورد متجدد ، فإن سرعة الرياح تتقلب كل يوم. قد يكون هذا خيبة أمل كبيرة لمطوري عنفة الرياح الذين سيخصصون كل بنس وكل أونصة من الطاقة في المشروع فقط لينتهي بهم الأمر بأنماط رياح متقلبة.
2. تنطوي عنفة الرياح على استثمارات رأسمالية عالية مقدماً
لقد تم عمل الكثير لخفض تكلفة تركيب العنفات ؛ ومع ذلك ، تظل التكاليف الإجمالية على الجانب الأعلى. عادةً ما تكون الخطوة الأولى لتركيب العنفات هي إجراء مسح دقيق لتحديد سرعة الرياح في الموقع. يتضمن ذلك تركيب عينة عنفة لقياس سرعة الرياح خلال فترة محددة.
إذا تم العثور على الموقع ليكون مثاليًا ، فسيتم تصنيع عنفات الرياح ونقلها إلى الموقع وإعدادها على أساس قوي. تضاف العملية برمتها إلى تكلفة إنشاء عنفة الرياح.
عند الحديث عن عنفة الرياح البحرية ، تصبح التكلفة أكثر وضوحًا. هذا لأن تركيب توربينات الرياح في البحر مهمة شاقة بدلاً من تركيبها على اليابسة. حتى أن بعض الشركات تذهب إلى حد تشغيل سفن مخصصة لها القدرة على نقل وتركيب عنفة الرياح في البحر.
3. عنفة الرياح لها تأثير بصري
على الرغم من أن عنفة الرياح تأتي بتصميمات لافتة للنظر ، إلا أنها تؤثر على الجمال الطبيعي للمناظر الطبيعية. عندما يتم إنشاء المزيد من عنفات الرياح ، تصبح المنطقة قبيحة يبدأ المجتمع المحلي في دق أجراس الإنذار ، ويمكن أن يتصاعد هذا إلى الصراع.
4. قد يقلل من أعداد الطيور المحلية
تعتبر عنفات الرياح ضارة بشكل خاص لأنواع الطيور المحلية. تم الإبلاغ عن الكثير من نفوق الطيور نتيجة الاصطدام بشفرات العنفات في هذه المناطق. هذا يمكن أن يقضي على أنواع معينة من الطيور.
5. عنفات الرياح عرضة للضوضاء
العيب في عنفات الرياح هي الضوضاء التي تنتجها. يمكن إدراك الصوت الناتج عن عنفة واحدة من مسافات بعيدة. الجمع بين العديد من العنفات ستصبح الضوضاء لا تطاق. انقلبت حياة العديد من مالكي المنازل رأسًا على عقب بسبب التلوث الضوضائي من العنفات.
على الرغم من التركيز على وضع عنفة الرياح بعيدًا عن المجتمع المحلي ، إلا أن معظم الشركات تتجاهل هذه القاعدة. وهذا ما يفسر الاعتراضات العامة القوية على تركيبات عنفات الرياح في معظم المناطق. التلوث البصري هو سبب آخر يجعل الناس لا يجدونها جذابة لتثبيتها في الفناء الخلفي لمنزلهم.
6. يمكن أن يستغرق التثبيت جزءًا كبيرًا من الأرض
يمكن أن يكون أفضل موقع لتوربينات الرياح هو أكثر الأراضي خصوبة حيث تتم ممارسة الزراعة. من شأن تركيب عنفات الرياح أن يسلب الأرض التي كانت حجر الأساس للأنشطة الزراعية لسنوات عديدة.
7. يمكن أن تكون عنفة الرياح خطرًا على السلامة
في العقدين الماضيين ، زاد تواتر العواصف والأعاصير بشكل كبير. الآن ، يمكن أن تسبب هذه العواصف الشديدة أضرارًا جسيمة لتوربينات الرياح ويمكن أن تشكل خطرًا على سلامة العاملين في مزارع الرياح هذه.
8. عنفة الرياح مناسبة لمنطقة معينة
تناسب عنفات الرياح المناطق الساحلية التي تستقبل الرياح على مدار العام لتوليد الطاقة. لذلك ، قد لا تتمكن البلدان التي ليس لديها أي مناطق ساحلية أو جبلية من الاستفادة من طاقة الرياح .
يعد موقع نظام طاقة الرياح أمرًا بالغ الأهمية ، ويجب على المرء تحديد أفضل موقع ممكن عنفة الرياح من أجل التقاط أكبر قدر ممكن من الرياح. تمامًا مثل الطاقة الشمسية التي تعتمد بشدة على الشمس لإنتاج الطاقة ، تحتاج طاقة الرياح إلى رياح عالية السرعة لإنتاج الطاقة على أساس ثابت.
- conserve-energy-future
- letstalkscience
- energy
- Image by Pexels from Pixabay
