أساسيات طاقة الرياح Wind Energy Basics

أساسيات
طاقة الرياح Wind Energy Basics

طاقة الرياح هي عملية تحويل حركة الرياح إلى شكل آخر من أشكال الطاقة سهلة
الإستخدام، غالبا كهربائية وذلك باستخدام عنفات (مروحيات)، وقد بلغ إجمالي
إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح للعام 2006 بـ 74,223 ميغاواط، بما
يعادل 1% من الاستخدام العالمي للكهرباء، وبالتفصيل فقد بلغت نسبة الانتاج
إلى الاستهلاك حوالي 20% في الدانمارك و9% في اسبانيا و7% في ألمانيا.
وبهذا يكون الإنتاج العالمي للطاقة المحولة من الرياح قد تضاعف 4 مرات خلال
الفترة الواقعة بين عام 2000 وعام 2006.

يتم تحويل حركة الرياح التي تُدَور العنفات عن طريق تحويل دوران هذه
الأخيرة إلى كهرباء بواسطة مولدات كهربائية. ويستفيد العلماء من خبرتهم
السابقة بتحويل حركة الرياح إلى حركة فيزيائية حيث أن استخدام طاقة الرياح
بدأ مع بدايات التاريخ، فقد استخدمها الفراعنة في تسيير المراكب في نهر
النيل كما استخدمها الصينيون عن طريق طواحين الهواء لضخ المياه الجوفية.
تستخدم طاقة الرياح على شكل حقول لعنفات الرياح لصالح شبكات الكهرباء
المحلية. وعلى شكل العنفات الصغيرة لتوفير الكهرباء للمنازل الريفية او
شبكات المناطق النائية.

تعتبر طاقة الرياح آمنة فضلا عن أنها من أحد أفراد عائلة الطاقة المتجددة،
وهي طاقة بيئية لا يصدر منها ملوثات مضرة بالبيئة، يتجه العالم الآن بعد
ظاهرة الإحتباس الحراري فضلا عن التلوث، لإعتماد مصادر الطاقة المتجددة
كمصادر طاقة بديلة وللتخفيف من استخدام الوقود الأحفوري. ولهذه الأسباب
يسعى التقدم التكنولوجي إلى خفض تكلفة الطاقة المتجددة لتوسيع انتشارها.

كيفية عمل المروحيات:

أساسيات طاقة الرياح Wind Energy Basics 7y0ejogn87g6p8zplhm7

المكونات الرئيسية لعنفة الرياح هي شفرات دوًّارة تحمل على عمود ومولد يعمل
على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربية، فعندما تمر الرياح على
الشفرات تخلق دفعة هواء ديناميكية تتسبب في دوران الشفرات، وهذا الدوران
يشغل المولد فينتج طاقة كهربية، كما جهزت تلك التوربينات بجهاز تحكم في
دوران الشفرات (فرامل) لتنظيم معدلات دورانها ووقف حركتها إذا لزم الأمر.

تعتمد كمية الطاقة المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وقطر الشفرات؛
لذلك توضع التوربينات التي تستخدم لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛
لأن سرعة الرياح تزداد مع الإرتفاع عن سطح الأرض، ويتم وضع تلك التوربينات
بأعداد كبيرة على مساحات واسعة من الأرض لإنتاج أكبر كمية من الكهرباء،
تنتج الولايات المتحدة وحدها سنويًّا حولي 3 بليون كيلو وات في الساعة (تلك
الكمية تكفي لسد احتياجات مليون شخص من الكهرباء)، وذلك من حقول الرياح
الموجود معظمها في كاليفورنيا، عادة يتم تخزين الكهرباء الزائدة عن
الاستخدام في بطاريات، ولأن هناك بعض الأوقات التي تقل فيها سرعة الرياح،
مما يصعب معه إنتاج الطاقة الكهربية، فإن مستخدمي طاقة الرياح يجب أن يكون
لديهم مولدًا احتياطيًّا يعمل بالديزل أو بالطاقة الشمسية لاستخدامه في تلك
الأوقات.

المكان الأفضل لوضع التوربينات (عمل حقل رياح) يجب ألا يقل متوسط سرعة
الرياح فيه سنويًّا عن 12 ميل في الساعة. وغير إنتاج الطاقة الكهربية فإن
توربينات الرياح يمكنها إنتاج طاقة ميكانيكية تستخدم في عدد كبير من
التطبيقات، مثل ضخ المياه، الري، تجفيف الحبوب وتسخين المياه.

مميزاتها وعيوبها:
طاقة الرياح طاقة محلية متجددة ولا ينتج عنها غازات تسبب ظاهرة البيت
الزجاجي أو ملوثات، مثل ثاني أكسيد الكربون أو أكسيد النتريك أو الميثان،
وبالتالي فإن تأثيرها الضار بالبيئة طفيف. 95% من الأراضي المستخدمة كحقول
للرياح يمكن استخدامها في أغراض أخرى مثل الزراعة أو الرعي، كما يمكن وضع
التوربينات فوق المباني. أظهرت دراسة حديثة أن كل بليون كيلو وات في الساعة
من إنتاج طاقة الرياح السنوي يوفر من 440 إلى 460 فرصة عمل.

التأثير البصري لدوران التوربينات والضوضاء الصادرة عنها قد تزعج الأشخاص
القاطنين بجوار حقول الرياح، ولتقليل هذه التأثيرات يفضل إنشاء حقول الرياح
في مناطق بعيدة عن المناطق السكنية.
تتسبب التوربينات العملاقة أحيانًا في قتل بعض الطيور خاصة أثناء فترات
هجرتهم، ويتم حاليًا دراسة تأثيرها على انقراض بعض أنواع الطيور، ولكن
النتائج المبدئية تشير إلى أن التوربينات ليس لها هذا التأثير الشديد.

وأخيرًا يمكن القول:
إن طاقة الرياح من الطاقات التي يمكن تطبيق استخدامها بسهولة في عالمنا
العربي لتقليل نسب التلوث التي بدأت تتزايد، ورغم أن الفكرة بدأ تطبيقها
فعلاً في بعض الدول العربية إلا أن المطلوب نشر التجربة في باقي الدول.

استخدام الطاقة الريحية:
تعتبر الدانمرك أكثر البلاد استغلالا للطاقة الريحية عام 2009 ، فحاليا
تنتج نحو 20 % من الطاقة بواسطة الأبراج الريحية ولها مساهمة وخبرة عظيمة
في هذا المجال . واستطاعت الدانمرك تحسين انتاجها بحيث يبلغ انتاجية البرج
الواحد 3 ميجاواط ، ويبلغ ارتفاع البرج نحو 14 طابقا . وتتلو الدانمارك من
ناحية نسبة إنتاج الطاقة من الريح أسبانيا والبرتغال حيث تنتج كل منها نحو
10 % من الطاقة . وتقوم ألمانيا ببرنامج طموح لإنشاء من 2000 إلى 2500
ميجاواط جديدة كل عام .

ENERGY
FROM WIND

Wind is simple air in motion. It is caused by the uneven heating of the
earth’s surface by the sun. Since the earth’s surface is made of very
different types of land and water, it absorbs the sun’s heat at
different rates.

During the day, the air above the land heats up more quickly than the
air over water. The warm air over the land expands and rises, and the
heavier, cooler air rushes in to take its place, creating winds. At
night, the winds are reversed because the air cools more rapidly over
land than over water.

In the same way, the large atmospheric winds that circle the earth are
created because the land near the earth's equator is heated more by the
sun than the land near the North and South Poles.
Today, wind energy is mainly used to generate electricity. Wind is
called a renewable energy source because the wind will blow as long as
the sun shines.

أساسيات طاقة الرياح Wind Energy Basics Jb3r22kehsgvyi640o

The History of Wind
Since ancient times, people have harnessed the winds energy. Over 5,000
years ago, the ancient Egyptians used wind to sail ships on the Nile
River. Later, people built windmills to grind wheat and other grains.

The earliest known windmills were in Persia (Iran).
These early windmills looked like large paddle wheels. Centuries later,
the people of Holland improved the basic design of the windmill. They
gave it propeller-type blades, still made with sails. Holland is famous
for its windmills.

American colonists used windmills to grind wheat and corn, to pump
water, and to cut wood at sawmills. As late as the 1920s, Americans used
small windmills to generate electricity in rural areas without electric
service. When power lines began to transport electricity to rural areas
in the 1930s, local windmills were used less and less, though they can
still be seen on some Western ranches.

The oil shor***es of the 1970s changed the energy picture for the
country and the world. It created an interest in alternative energy
sources, paving the way for the re-entry of the
windmill to generate electricity

How Wind Power Is Generated
The terms "wind energy" or "wind power" describe the process by which
the wind is used to generate mechanical power or electricity. Wind
turbines convert the kinetic energy in the wind into mechanical power.
This mechanical power can be used for specific tasks (such as grinding
grain or pumping water) or a generator can convert this mechanical power
into electricity to power homes, businesses, schools, and the like.

Wind Turbines
Wind turbines, like aircraft propeller blades, turn in the moving air
and power an electric generator that supplies an electric current.
Simply stated, a wind turbine is the opposite of a fan. Instead of using
electricity to make wind, like a fan, wind turbines use wind to make
electricity. The wind turns the blades, which spin a shaft, which
connects to a generator and makes electricity.

Wind Turbine Types
Modern wind turbines fall into two basic groups; the horizontal-axis
variety, like the traditional farm windmills used for pumping water, and
the vertical-axis design, like the eggbeater-style Darrieus model,
named after its French inventor. Most large modern wind turbines are
horizontal-axis turbines.

أساسيات طاقة الرياح Wind Energy Basics 7k4rg3f4tjbg2d4jush8

Turbine
Components
Horizontal turbine components include:
• blade or rotor, which converts the energy in the wind to rotational
shaft energy;
• a drive train, usually including a gearbox and a generator;
• a tower that supports the rotor and drive train; and
• other equipment, including controls, electrical cables, ground support
equipment, and interconnection equipment.

أساسيات طاقة الرياح Wind Energy Basics Mdtle6ncwso0ylv19om

Turbine Configurations
Wind turbines are often grouped together into a single wind power plant,
also known as a wind farm, and generate bulk electrical power.
Electricity from these turbines is fed into a utility grid and
distributed to customers, just as with conventional power plants.

أساسيات طاقة الرياح Wind Energy Basics 64gbmqlsot3dqq9e0ln

Wind Turbine Size and Power Ratings
Wind turbines are available in a variety of sizes, and therefore power
ratings. The largest machine has blades that span more than the length
of a football field, stands 20 building stories high, and produces
enough electricity to power 1,400 homes.

A small home-sized wind machine has rotors between 8 and 25 feet in
diameter and stands upwards of 30 feet and can supply the power needs of
an all-electric home or small business. Utility-scale turbines range in
size from 50 to 750 kilowatts. Single small turbines, below 50
kilowatts, are used for homes, telecommunications dishes, or water
pumping.

Advan***es
and Disadvan***es of Wind-Generated Electricity

A Renewable Non-Polluting Resource
Wind energy is a free, renewable resource, so no matter how much is used
today, there will still be the same supply in the future. Wind energy
is also a source of clean, non-polluting, electricity. Unlike
conventional power plants, wind plants emit no air pollutants or
greenhouse gases. According to the U.S. Department of Energy, in 1990,
California's wind power plants offset the emission of more than 2.5
billion pounds of carbon dioxide, and 15 million pounds of other
pollutants that would have otherwise been produced. It would take a
forest of 90 million to 175 million trees to provide the same air
quality.

Cost Issues
Even though the cost of wind power has decreased dramatically in the
past 10 years, the technology requires a higher initial investment than
fossil-fueled generators. Roughly 80% of the cost is the machinery, with
the balance being site preparation and installation. If wind generating
systems are compared with fossil-fueled systems on a "life-cycle" cost
basis (counting fuel and operating expenses for the life of the
generator), however, wind costs are much more competitive with other
generating technologies because there is no fuel to purchase and minimal
operating expenses.

Environmental Concerns
Although wind power plants have relatively little impact on the
environment compared to fossil fuel power plants, there is some concern
over the noise produced by the rotor blades, aesthetic (visual) impacts,
and birds and bats having been killed (avian/bat mortality) by flying
into the rotors. Most of these problems have been resolved or greatly
reduced through technological development or by properly siting wind
plants.

Supply and Transport Issues
The major challenge to using wind as a source of power is that it is
intermittent and does not always blow when electricity is needed. Wind
cannot be stored (although wind-generated electricity can be stored, if
batteries are used), and not all winds can be harnessed to meet the
timing of electricity demands. Further, good wind sites are often
located in remote ********s far from areas of electric power demand
(such as cities). Finally, wind resource development may compete with
other uses for the land, and those alternative uses may be more highly
valued than electricity generation. However, wind turbines can be
located on land that is also used for grazing or even farming

السلام عليكم ورحمةالله
شكرا لك يا أخي الكريم على هذه المعلومات

موضوعك شيق وياريت الكل يهتم بيه متلك واسف على الملاحظه لو ازعجتك study

بعد التحيه .... لك الشكر اخي على هذه المعلومه التي قمت بأدراجها ونتمنى منك الكثير

شكرا كثير على المعلومات

» هل تنام عندما تعصف الرياح؟‏
» مقدمة هامة عن أساسيات دوائر التحكم
» اتعلم أساسيات الكمبيوتر والانترنت من تحت الصفر بالصوت والصورة