تاريخ توربينات الرياح

 توربينات الرياح

 كانت فكرة إستخدام آلات الرياح لأولى في بلاد فارس ،وتم ذلك حتى عام 200 قبل الميلاد لأغراض طحن الحبوب. وبحلول عام 250 م ، بدأت الفكرة عند الرومان حيث بدأ باستخدام نفس العملية ولنفس الغرض.ثم اتبعهم  الهولنديون باستخدام طواحين الهواء ولكن هذه المرة لتصريف المياه من المناطق الواقعة في  دلتا نهر الراين.

ولكن فكرة إستخدامها  لإنتاج الكهرباء بدات بذات في عام 1888 ، وهذا يعني أن أول توربين ريح تم بناؤه بواسطة Charles F Brush كان في كليفلاند ، أوهايو. وبحلول عام 1908 ، كان يستخدام حوالي 72 توربينات رياح لإنتاج الكهرباء بين 5 كيلووات و 25 كيلوواط. تم العثور على طواحين الهواء لإنتاج الكهرباء بشكل شائع في المزارع بحلول ثلاثينيات القرن الماضي في الولايات المتحدة.

توربينات الرياح المحور الأفقي

وتتكون توربينات الرياح ذات المحور الأفقي والمعروفة بسم HAWT على مولد كهربائي وعمود المحور الرئيسي الذي ترتكز عليه في أعلى البرج. وكلاهما بحاجة إلى توجيهه من قبل الريح ليتم توليد الكهرباء. وعادة ما تكون ريشة الرياح كافية لهذا الغرض في حالة التوربينات الصغيرة ، ولكن في حالة التوربينات الكبيرة ، يتم استخدام محرك مساعد مقترن بمستشعر الرياح للإشارة إلى الريح. ويتم التحكم في دوران الشفرات بواسطة علبة تروس مما يزيد من سرعة دوران الشفرات عند الحاجة.
عادةً ما يتم توجيه التوربين في الاتجاه المعاكس لحمايته من الاضطراب الناتج عن البرج.
 يتم تصنيع العديد من ماكينات الريح في الوقت المناسب في محاولة لمكافحة مشكلة الاضطراب. تمنع هذه الآلات استخدام آلية إضافية من أجل الحفاظ على التوربين في خط مع الرياح ؛ وذلك لأن الشفرات يمكن أن تنحني أثناء الرياح الشديدة.

توربينات الرياح المحور الرأسي

نوع أخرمن توربينات الرياح ذات المحور الرأسي أو ما يعرف بي VAWT ، لديها محاذاة رأسية للعمود. وهي واحدة من أهم مزايا هذه التوربينات هي أنه لا توجد حاجة لتوجيه التوربين إلى الريح من أجل الفعالية. وتُستخدم توربينات الرياح هذه بشكل عام في المواقع التي تشهد اتجاهًا متغيرًا للرياح. حيث يمكن استخدام قوة الرياح من أي اتجاه بواسطة توربينات الرياح ذات المحور الرأسي.

يعني وجود المحور الرأسي أنه يمكن وضع كل من علبة التروس والمولد بالقرب من الأرض حيث لا توجد حاجة للبرج لتقديم الدعم لها. وهذا يعني أيضًا أنه يمكن الوصول إلى علبة التروس والمولد عندما يتعلق الأمر بصيانة توربينات الرياح.

توربينات الرياح مرحلة التصميم والبناء

إن فكرة التصميم وإيجاد الموقع المناسب  مهمة جذا  لتوربينات الرياح وذلك لاستغلال طاقة الرياح الموجودة في موقع المحدد، حيث يستخدم المصممون والبناة النمذجة الديناميكية الهوائية لتحديد أنظمة التحكم المختلفة التي سيتم إعتمادها واستخدامها وكم عدد الشفرات والأشكال المعتمدة لشفرات وكم الارتفاع الأمثل للبرج.

يتم استخدام توربينات الرياح الحديثة في المقام الأول لتحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية. وفقًا لهذا الغرض ،وجب أن تحتوي توربينات الرياح على ثلاثة مكونات رئيسية ، وهي مكون العضو الدوار ومكون المولد والمكون الهيكلي.
 ويستهلك مكون الدوار حوالي 20٪ من تكلفة توربينات الرياح ، بينما يستهلك مكون المولد حوالي 34٪ من التكلفة. حيث يتم أخذ 15 ٪ من تكلفة توربينات الرياح من مكون الهيكلي للتوربين.

يؤيد  نشطاء البيئة في هذه الأيام استخدام توربينات الرياح ، لإنتاج الكهرباء لأنها تعتبر صديقة للبيئة ، فهي لا تطلق سوى الحد الأدنى من الملوثات.