كيف يتم توليد الطاقة بالرياح ؟
168143#9
تكنولوجيا استخدام الرياح لتوليد الطاقة الكهربائية هي أسرع مصادر توليد الكهرباء الجديدة نمواً على الصعيد العالمي. ويتم إنتاج الطاقة من الرياح بواسطة محركات (أو تربينات) ذات ثلاثة أذرع تديرها الرياح توضع على قمة أبراج طويلة وتعمل كما تعمل المراوح، ولكن بطريقة عكسية فبدل استخدام الكهرباء لإنتاج الرياح كما تفعل المراوح، تقوم هذه التوربينات باستعمال الرياح لإنتاج الطاقة.
وتتم العملية بأن تدير الرياح أذرع المحرك التي تدير بدورها أسطوانة العمود المتصلة بواسطة مجموعة تروس تشكل ناقل حركة لإدارة مولد كهربائي. وتستطيع التربينات الكبيرة الحجم المصممة لمؤسسات إنتاج الكهرباء للاستعمال العام، توليد ما بين 650 كيلو واط (ويعادل الكيلو واط ألف واط) و1.5 ميجاواط (والميجاواط يساوي مليون واط). وتستخدم المنازل ومحطات الاتصالات عن بعد ومضخات الماء تربيناً واحداً صغيراً لا يزيد إنتاجه عن 100 كيلو واط كمصدر لطاقتها، خاصة في المناطق النائية التي لا توجد فيها شركات توليد وتوزيع طاقة للاستعمال العام.
طاقة متجددة
4422271#9
تستمد محطات طاقة الرياح المعروفة أيضًا باسم توربينات الرياح طاقتها من الريح عن طريق توصيل مولد إلى شفرات المروحة وباستخدام الحركة الدورانية التي تسببها الرياح لتشغيل المولد ثم يتم تغذية الطاقة المولدة مرة أخرى إلى شبكة الطاقة. يمكن تنفيذ محطات طاقة الرياح على مساحات كبيرة من الأراضي المفتوحة أو على مسطحات مائية كبيرة مثل المحيطات حيث انهم ببساطة يعتمدون على المناطق التي تعاني من كميات كبيرة من الرياح. من الناحية الفنية تعتبر توربينات الرياح أحد أشكال الطاقة الشمسية حيث أنها تعتمد على فروق الضغط الناتجة عن التسخين غير المتساوي لجو الأرض. توربينات الرياح هي التماس معرفة من قبل مهندسي الميكانيكيا والكهرباء والمدنية. معرفة ديناميكيات السوائل من مساعدي المهندسين الميكانيكيين أمر حاسم في تحديد جدوى مواقع توربينات الرياح ويضمن المهندسون الكهربائيون إمكانية توليد الطاقة ونقلها والمهندسون المدنيون مهمون في بناء واستخدام توربينات الرياح.
هندسة محطات القوى
4422271#3
بعبارات بسيطة ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على أنه لا يمكن توليد الطاقة أو تدميرها ومع ذلك يمكن تحويل الطاقة من شكل واحد من الطاقة إلى شكل آخر من أشكال الطاقة. هذا مهم بشكل خاص في توليد الطاقة لأن إنتاج الطاقة في جميع أنواع محطات توليد الطاقة يعتمد على استخدام مولد حيث تستخدم المولدات لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. على سبيل المثال تستخدم توربينات الرياح شفرة كبيرة متصلة بعمود يحول المولد عند تدويره حيث يقوم المولد بعد ذلك بإنشاء الكهرباء بسبب تفاعل الموصل داخل المجال المغناطيسي. في هذه الحالة يتم تحويل الطاقة الميكانيكية التي تولدها الرياح من خلال المولد إلى طاقة كهربائية. تعتمد معظم محطات توليد الطاقة على هذه التحويلات لإنشاء طاقة كهربائية قابلة للاستخدام.
هندسة محطات القوى
163686#0
طاقة الرياح هي طاقة مستخرجة من الطاقة الحركية للرياح بواسطة استخدام عنفات الرياح لإنتاج الطاقة الكهربائية، وهي تعتبر من أنواع الطاقة الكهروميكانيكية. تعد طاقة الرياح أحد أنواع الطاقة المتجددة التي انتشر استخدامها كبديل للوقود الأحفوري، وهي طاقة وفيرة وقابلة للتجدد وتوجد بعموم المناطق، إلا أن وفرتها تختلف من موقع إلى آخر. وهي طاقة نظيفة متجددة لا ينتج عنها انبعاثات كمثل الغازات الدفيئة (غازات الاحتباس الحراري) أثناء التشغيل، وهي تحتاج إلى مساحات متفاوتة على حسب حجم المحطة ونوع الأبراج المستخدمة. لا ينصح بوضع عنفات الهواء في المناطق الحضرية بسبب وجود عوائق تمنع الاستفادة من سرعات الرياح الجيدة، إلا أنها مجدية في المناطق الريفية نظرا لاتساع المساحات وقلى المباني. وأثرها على البيئة عادة ما يكون أقل إشكالية من مصادر الطاقة الأخرى. ورغم إنتاجها الوافر بالمناطق ذات سرعات الرياح العالية إلا أن أحد عيوبها على نطاق المرافق هو أن ذروة إنتاجها لايتوافق بالعادة مع ذروة الاستهلاك مما لا يسهم في تقليل العِبْء على محطات انتاج الكهرباء التقليدية أثناء ذروة الاستهلاك. أما على نطاق المنازل، فإن أكبر عيوبها أن الانتاج من عنفات الرياح لا يحمل صفة الديمومة، ولتفادي ذلك يمكن الاستفادة من الإنتاج عن طريق ربطها بشكل مباشر بالشبكة العمومية للكهرباء أو تركيب بطاريات لتخزين تلك الطاقة والاستفاده منها طوال اليوم. وبالعادة في الأنظمة الكهربائية خارج الشبكة (off-grid) على نطاق المنازل لا يتم استخدام طاقة الرياح منفردة دون وجود مصادر أخرى من أنواع الطاقة المتجددة كالطاقة الضوئية مثلا، حتى يدعم كلاهما الآخر ويزيد من موثوقية انتاج الكهرباء.
طاقة رياح
3538491#2
يطلق على الطاقة الكهربائية التي يستفاد في توليدها من الطاقة المائية الكامنة بالطاقة الكهرومائية (من كلمتي كهرباء ومائي). وهي بذلك تعد من أشكال الطاقة النظيفة الصديقة للبيئة والمستخدمة في نطاق عالمي واسع.
تعتمد طريقة التوليد على تحويل طاقة الوضع للمياه إلى طاقة حركية أولا حيث ينهدر الماء من عالي ليدير توربينا ، فيدير بدوره مولد كهربائي وينتج لنا طاقة كهربائية. تعتمد كمية الطاقة المنتجة على كمية الماءالمارة بالثانية وعلى ارتفاع الماء ، فكلما زاد معدل كمية الماء المار في التوربين زادت الطاقة المنتجة، وكلما زاد ارتفاع الماء زادت الطاقة الناتجة أيضا ، ومعامل التناسب هو عجلة الجاذبية الأرضية كما سنراه هنا.
ولتوليد الكهرباء من طاقة وضع الماء يستلزم الآتي :
يبنى سد على مجرى مائي , فيحجز الماء خلفه لتتكون بحيرة اصطناعية عالية بسعة مائية كبيرة. وتعتمد طاقة الوضع في ذلك الخزان الكبير على كمية المياه التي يحتويها (وبالتالي كتلتها) , وعلى ارتفاع منسوب الماء ، وعلى الجاذبية الأرضية ، طبقا للمعادلة الرياضية:
طاقة الوضع = كتلة × الجاذبية الأرضية × ارتفاع
حيث: نقيس الكتلة بالكيلوجرام
- والجاذبية : 81 .9 متر/ مربع الثانية
- الارتفاع : بالمتر (ارتفاع منسوب الماء بالنسبة للتوربين)
عند فتح المنفذ المائي في السد, تتدفق المياه بتأثير الجاذبية, وتتحول طاقة الوضع الكامنة في الماء إلى طاقة حركية. وإذا أهملنا مقاومة أنبوب تدفق المياه أثناء حركتها إلى التوربين يمكن القول أن طاقة الوضع للماء تتحول بكاملها تقريبا إلى طاقة حركية تدير التوربين.
يدير التوربين بدوره مولد الكهرباء في معمل التوليد وينشأ التيار الكهربائي.
يعتمد مردود هذه العملية على كفاءة تدوير العنفات, ومقدار الطاقة المهدورة بالاحتكاك خلال التدوير.
في المولد الكهربائي تتحول طاقة التدوير الآلية بواسطة المجال المغناطيسي العالي الموجود به إلى توليد الطاقة الكهربائية بالحث المغناطيسي , تماما كما في مولد الدراجة (يسمى أحيانا "الدينامو") أو السيارة.
أخيرا تنقل الطاقة الكهربائية المولدة إلى شبكة التغذية بتوتر عال لتقليل الهدر الناجم عن مقاومة التيار الكهربائي في الأسلاك.
تستعمل تقنيات أخرى في توليد الطاقة الكهرَمائية، كاستخدام طاقة المياه الحركية في الأمواج مثلا أو طاقة المد والجزر.
كيفية توليد الطاقة الكهربائية - موضوع. (n.d.). Retrieved March 26, 2017, from http://mawdoo3.com/كيفية_توليد_الطاقة_الكهربائية
كيف يتم توليد الكهرباء من السدود - الالكتروميكنيك. (n.d.). Retrieved March 26, 2017, from http://www.electrobrahim.com/2015/05/blog-post_38.html
(n.d.). Retrieved March 24, 2017, from http://www.startimes.com/?t=11849073
Smoller, J. W. (2007). Boundary Violations: Phobic Disorders and Personality. American Journal of Psychiatry, 164(11), 1631–1633. https://doi.org/10.1176/appi.ajp.2007.07081368
توليد الكهرباء من السدود
4606059#8
الرياح و الأمواج مولدين من الشمس أيضاً, فالشمس تقوم بتسخين بعض مناطق الأرض أكثر من غيرها, فالهواء الساخن يتمدد و يبدأ بالإنتقال فيسمى "تيار الحمل". معظم طاقة الرياح تنتقل إلى البحار محدثة إحتكاك بين الرياح و المياه يؤدي إلى ظهور "الأمواج".
الإستفادة من الأمواج لتوليد الطاقة لا يعتبربسهولة توليد الطاقة من الرياح, لأن توليد الطاقة من الأمواج يعتمد على حركة الأمواج لإدارة التوربينة, ففي الأيام الهادئة لا يتم توليد أي طاقة.
موارد الطاقة في العالم
1995353#2
في الديناميكا الهوائية المحمولة فإن نظم الطاقة تتعلق على الرياح للحصول على الدعم.
بريان روبرتس، أستاذ الهندسة في جامعة التكنولوجيا في سيدني، أستراليا، اقترح طائرة هليكوبتر مثل التي تسير رحلات إلى الارتفاع وتبقى هناك في مكانها، وترتفع عاليا من قبل الأجنحة التي تولد الرفع من الرياح، والذي يبقيها في المكان بواسطة كابل إلى مرساة أرضية. وفقا لمصمميها، في حين أن بعضا من الطاقة ستكون "ضائعة" في مهب الريح وإن أبقتها على الإرتفاع فإن رياحا قوية وثابتة تسمح لها لتوليد الكهرباء المستمر. منذ هبوب الرياح التى تهب عادة أفقيا، فإن العنفات تكون في زاوية أفقية، حيث تقوم بإستغلال الرياح في حين لا يزال توليد الرفع قائما. ويمكن أن يتم عن طريق تغذية الكهرباء إلى العنفات، التي من شأنها أن تحولها إلى المحركات الكهربائية، حيث تسهم في رفع الهيكل إلى السماء.
عنفات الرياح المحمولة جوا
142578#2
وغالباً ما يتم توليد الكهرباء في محطة لتوليد الطاقة من قبل مولدات كهروميكانيكية، تسوقها في الأساس محركات حرارية يتم تغذيها بواسطة عمليات الاحتراق الكيميائية أو الانشطار النووي، ولكنها أيضاً قد يتم دفعها بواسطة وسائل أخرى لتوليد الطاقة الكهربية مثل الطاقة الحركية للمياه المتدفقة والرياح. وتشمل مصادر الطاقة الأخرى الخلايا الكهروضوئية الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية (الحرارة الجوفية).
توليد الكهرباء
409953#3
يمكن استخدام طاقة الرياح في المناطق التي تتمتع برياح سريعة وقوية لتدوير طواحين الهواء والتي بدورها تستخدم في توليد الطاقة الكهربائية. يميز هذه الطاقة أنها نظيفة تماما ولا ينتج عنها أي تلوث ولكن يعيبها أنها بحاجة إلى مساحات واسعة وأن أماكن استغلال طاقة الرياح محدودة وبعيدة. وعلاوة غلى ذلك فثمن الكيلوواط منها يمثل ضعف الكيلوواط المنتج بالفحم أو النفط على الأقل. ولهذا يتطلب هذا النوع من إنتاج الطاقة إلى دعم كبير حكومي كما في ألمانيا.
محطة توليد طاقة كهربائية
3092047#1
يولد النظام الريحي الهجين الطاقة الكهربائية بالجمع بين عنفات الريحية والتخزين الهيدروكهربائي ().عملية الجمع هذه كانت من مشروع طويل الأمد، ومحطة تجريبية،واختبرت أيضا العنفات الريحية ، نفذ هذا المشروع نوفا سكوتيا للطاقة ()، في موقع توليد الطاقة الهيدوركهربائي ورك كوف في أواخر السبعينيات ()، لكن تم إنهائه بعد عشرة سنوات. ومنذ ذلك الوقت، لم ينفذ أي نظام في أي موقع حتى أواخر عام 2010.
توليد الطاقة من الرياح عادة ماتكون غير مستقرة، لكن عند استخدامها في ضخ المياه إلى خزانات وعلى ارتفاع معين، تكون الطاقة الجهدية للمياه مستقرة نسبياً ويمكن استخدامها لتوليد الطاقة عن طريق إطلاقها في محطة توليد على الطاقة المائية عند الحاجة. وصف هذا الجمع بوضوح أنه مناسب للجزر غير الموصولة بالشبكات الكبيرة.
نظم الطاقة الريحية الهجينة