المعرفة

عنفة رياح

هذه المقالة تناقش المولدات الكهربائية التي تعمل بطاقة الرياح. انظر طاحونة هوائية للماكينات المدارة بالرياح المستعملة في طحن الحبوب أو ضخ المياه.

توربين الرياح wind turbine هو جهاز دوار يستخرج الطاقة من الريح. وإذا اُستعملت الطاقة الميكانيكية مباشرة بواسطة ماكينة، لأغراض مثل ضخ الماء أو قطع الأخشاب أو طحن الصخور، فإنها تسمى طاحونة هوائية windmill. أما إذا حـُوِّلت الطاقة الميكانيكية إلى كهرباء، فتسمى الماكينة حينئذ مولد من الرياح أو توربين الرياح أو مولد توربيني ريحي wind turbine generator (WTG)، أو وحدة طاقة رياح wind power unit (WPU)، محول طاقة الرياح wind energy converter (WEC) أو المولد الهوائي aerogenerator.

مزرعة رياح في بحر الشمال أمام بلجيكا

Wind turbines are manufactured in a wide range of sizes, with either horizontal or vertical axes. It is estimated that hundreds of thousands of large turbines, in installations known as wind farms, now generate over 650 gigawatts of power, with 60 GW added each year.[1] They are an increasingly important source of intermittent renewable energy, and are used in many countries to lower energy costs and reduce reliance on fossil fuels. One study claimed that, اعتبارا من 2009, wind had the "lowest relative greenhouse gas emissions, the least water consumption demands and... the most favourable social impacts" compared to photovoltaic, hydro, geothermal, coal and gas.[2]

Smaller wind turbines are used for applications such as battery charging for auxiliary power for boats or caravans, and to power traffic warning signs. Larger turbines can contribute to a domestic power supply while selling unused power back to the utility supplier via the electrical grid.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

تاريخ

المقالة الرئيسية: تاريخ طاقة الريح
 
توربينات الرياح بالقرن من آلبورگ, الدنمارك
 
أول توربين رياح يعمل تلقائياً في العالم، بناه في كليڤلاند في 1888 تشارلز برش. ويبلغ طوله 60 قدماً، ووزنه أربعة أطنان، وكان فيه توربين بقدرة 12kW.[3]



الأنواع

يمكن لتوربينات الرياح الدوران حول إما محور أفقي أو محور رأسي ، إلا أن الأول هو الأكثر شيوعاً.[4]

المحور الأفقي

 
مكونات توربين رياح أفقي المحور (gearbox, rotor shaft and brake assembly) يـُرفع للتركيب.

الأنواع الفرعية

 
طاحونة هواء دوسبورگر، إده، هولندا.
طواحين هواء القرن 12


طواحين هواء القرن 19

The Eclipse windmill factory was set up around 1866 in بلويت، وسكنسن and soon became successful building mills for pumping water on farms and for filling railroad tanks. Other firms like Star, Dempster, and Aeromotor also entered the market. Hundreds of thousands of these mills were produced before rural electrification and small numbers continue to be made.[5]

توربينات الرياح المعاصرة
 
Three bladed wind turbine

التوربينات المستخدمة في مزارع الرياح للانتاج التجاري للطاقة الكهربائية عادة ما تكون ثلاثية الريش (العنفات) وتوجه في اتجاه الريح بمحركات يديرها حاسوب. ويكون لهم سرعة طرفية عالية تتجاوز 320 كم/س، وكفاءة عالية، وتموج لي منخفض، وكل ذلك يؤدي إلى وثوقية عالية. The blades are usually colored light gray to blend in with the clouds and range in length from 20 إلى 40 متر أو أكثر. The tubular steel towers range from 60 to 90 metres (200 to 300 feet) tall. The blades rotate at 10-22 revolutions per minute. At 22 rotations per minute the tip speed exceeds 300 ft per second.[6][7]

المزايا

العيوب

الضغوط الدورية والاهتزاز

الأنواع الفرعية

 
30 م توربين داريوس للرياح في جزر مگدالن.

]]

 
A helical twisted VAWT.


 
Windmill with rotating sails


تصميم وانشاء التوربين

المقالة الرئيسية: تصميم توربين الريح
 
Components of a horizontal-axis wind turbine

Wind turbines are designed to exploit the wind energy that exists at a location. Aerodynamic modeling is used to determine the optimum tower height, control systems, number of blades and blade shape.


توربينات الريح غير التقليدية

المقالة الرئيسية: توربينات الريح غير التقليدية


توربينات الريح الصغيرة

المقالة الرئيسية: توربين ريح صغير
 
A small wind turbine being used at the Riverina Environmental Education Centre near واگا واگا، نيو ساوث ويلز, أستراليا

Small wind turbines may be as small as a fifty-watt generator for boat or caravan use. Small units often have direct drive generators, direct current output, aeroelastic blades, lifetime bearings and use a vane to point into the wind. Larger, more costly turbines generally have geared power trains, alternating current output, flaps and are actively pointed into the wind. Direct drive generators and aeroelastic blades for large wind turbines are being researched.

توربينات الأرقام القياسية

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الأكبر

The world's largest turbine currently is a prototype installed by Gamesa at Jaulín, Zaragoza, Spain in 2009. The G10X – 4.5 MW has a rotor diameter of 128m.

Previously the record was held by two North German companies Enercon and REpower. The Enercon E-126 delivers up to 7,58 MW [8], has an overall height of 198 m (650 ft), a diameter of 126 m (413 ft), and is the world's largest wind turbine since its introduction in 2007.[9] The REpower 5M delivers up to 5 MW, has an overall height of 183 m (600 ft) has a diameter of 126 m (413 ft), and was the world's largest wind turbine when it was introduced in 2005.[10] In 2010, the Norwegian firm Sway announced a prototype 10 MW wind turbine with a height of 162.5 m (533 ft) and a rotor diameter of 145 m (475 ft).[11][12][13]


 
توربينة رياح جنرال إليكتريك في موقع إنتاجها في سان-نازير، فرنسا.
 
توربينة رياح جنرال إليكتريك في موقع إنتاجها في سان-نازير، فرنسا.


في يوليو 2019 كشفت جنرال إلكتريك عن أول توربينة رياح بقدرة قصوى 12 ميگاوات/ساعة. ستحتاج التوربينة لشفرات مراوح طولها 120 متر.[14]

ستقوم الشركة المصنعة بشحن الباسنة من موقع الإنتاج الخاص بها في سان نازير، فرنسا إلى موقع اختبار النموذج الأولي في ميناء روتردام في هولندا. سيتم تجميعها مع شفرة بطول 107 متر، تم تصنيعها بواسطة شركة إل إم لطاقة الرياح التابعة لجنرال إلكتريك.

ستقوم الشركة المصنعة بتجميع النموذج الأولي على الأرض لتبسيط الوصول للاختبار، حسبما ذكرت جنرال إلكتريك في يوليو 2019. سيجرى إرسال باسنة أخرى قيد التجميع في سان نازير إلى مركز اختبار أور كاتاپلت في بليث، شمال-شرق إنگلترة.

بدوار يبلغ ارتفاعه 220 متر ولوحة يصل ارتفاعها إلى 260 متر وقدرتها 12 ميگاوات، ستكون أقوى توربينة رياح بحرية في العالم. تتوقع الشركة المصنع أن يبدأ بيع التوربينة في 2021، وأن يبدأ تشغيلها في 2022.

الأطول

The tallest wind turbine however is Fuhrländer Wind Turbine Laasow. Its axis is 160 metres above ground and its rotor tips can reach a height of 205 metres. It is the only wind turbine taller than 200 metres in the world so far.[15]

أكير محور رأسي

Le Nordais wind farm in Cap-Chat, Quebec has a vertical axis wind turbine (VAWT) named Éole, which is the world's largest at 110 m.[16]

الأكثر فعالية

Matilda was a wind turbine located on Gotland, Sweden. It produced a total of 61.4 GW·h in the 15 years it was active. That is more renewable energy than any other single wind power turbine had ever produced to that date. It was demolished on June 6, 2008.[17]


معرض صورة توربينات الأرقام القياسية

مرئيات

الصين تتصدر أكبر زيادة في العالم في قدرة طاقة الرياح.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

انظر أيضاً

الهامش

  1. ^ "World wind capacity at 650,8 GW, Corona crisis will slow down markets in 2020, renewables to be core of economic stimulus programmes" (Press release). WWEA. 16 April 2020. Retrieved 1 September 2021. Wind power capacity worldwide reaches 650,8 GW, 59,7 GW added in 2019{{cite press release}}: CS1 maint: url-status (link)
  2. ^ Evans, Annette; Strezov, Vladimir; Evans, Tim (June 2009). "Assessment of sustainability indicators for renewable energy technologies". Renewable and Sustainable Energy Reviews. 13 (5): 1082–1088. doi:10.1016/j.rser.2008.03.008.
  3. ^ A Wind Energy Pioneer: Charles F. Brush. Danish Wind Industry Association. Retrieved 2008-12-28.
  4. ^ "Wind Energy Basics". American Wind Energy Association. Retrieved 2009-09-24.
  5. ^ Texas
  6. ^ 1.5 MW Wind Turbine Technical Specifications
  7. ^ Size specifications of common industrial wind turbines
  8. ^ enercon.de
  9. ^ "New Record: World's Largest Wind Turbine (7+ Megawatts) — MetaEfficient Reviews". MetaEfficient.com. 2008-02-03. Retrieved 2010-04-17.
  10. ^ "Germany Inaugurates 5 MW Wind Turbine Prototype". RenewableEnergyAccess.com. 2005-02-04. Retrieved 2007-11-20.
  11. ^ http://www.norwaypost.no/content/view/23186/48/ Retrieved 2010-02-13
  12. ^ http://www.google.com/hostednews/afp/article/ALeqM5j-BZEK4lR-_hxsz2hQ-92_c0oSHQ Retrieved 2010-02-13
  13. ^ http://www.grist.org/article/2010-02-12-norway-plans-the-worlds-most-powerful-wind-turbine/ Retrieved 2010-02-16
  14. ^ "PHOTO: GE unveils first 12MW Haliade-X nacelle". Wind pwoer Offshore. 2019-07-22. Retrieved 2019-07-25.
  15. ^ "FL 2500 Noch mehr Wirtschaftlichkeit" (in German). Fuhrlaender AG. Retrieved 2009-11-05.{{cite web}}: CS1 maint: unrecognized language (link)
  16. ^ "Visits > Big wind turbine". Retrieved 2010-04-17.
  17. ^ http://green-blog.org/2008/06/06/the-demolition-of-a-record-holder/#more-418

للاستزادة

وصلات خارجية

 
مشاع المعرفة فيه ميديا متعلقة بموضوع Wind turbine.
تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=عنفة_رياح&oldid=2403140"