طاقة الرياح
تعتبر طاقة الرياح من مصادر الطاقة المتجددة والنظيفة، حيث تُخزن هذه الطاقة في حركات الرياح. يمكن استغلال الطاقة الناتجة عن الرياح في مجموعة متنوعة من التطبيقات، مثل تحويلها إلى طاقة كهربائية باستخدام التوربينات، أو استخدامها في توليد طاقة ميكانيكية بواسطة طواحين الهواء، التي تُستخدم لطحن الحبوب. كما تم الاستفادة منها في العصور الماضية في نقل المياه وتحريك السفن بواسطة الأشرعة.
مزارع الرياح
تشير مزارع الرياح إلى مجموعات ضخمة من التوربينات التي تساهم في إنتاج الطاقة الكهربائية، وقد تصل أعداد هذه التوربينات إلى عدة مئات. هناك نوعان رئيسيان من مزارع الرياح، إذ تشمل المزارع البحرية والمزارع البرية. الفرق الرئيسي بين النوعين يكمن في موقع التوربينات، حيث تُنصب التوربينات على اليابسة في المزارع البرية، بينما تُركب في البحر في المزارع البحرية. ومع أن رياح البحر تُعتبر أكثر قوةً مما يتيح إنتاج كمية أكبر من الكهرباء، إلا أن تكاليف البناء والصيانة فيها أعلى مقارنةً بالمزارع البرية.
أمثلة على مزارع الرياح البرية في العالم
- مزرعة رياح قانسو في الصين، والتي تُعتبر الأعلى إنتاجاً للكهرباء عالمياً.
- مزرعة ألتا في الولايات المتحدة الأمريكية.
- مزرعة جاي سالمر في الهند.
تحتل الولايات المتحدة الأمريكية المرتبة الأولى في عدد أكبر مزارع الرياح البرية، كما أن المساحات الواسعة التي تُخصص للتوربينات يمكن استغلالها أيضاً لأغراض زراعية.
أمثلة على مزارع الرياح البحرية في العالم
- مزرعة لندن أري، التي تتبع المملكة المتحدة.
- مزرعة غابارد الكبرى، أيضاً تابعة للمملكة المتحدة.
- مزرعة آنهولت في ألمانيا.
التوربينات
صُممت التوربينات لتحويل الطاقة الحركية الناتجة من الرياح إلى طاقة كهربائية يمكن استخدامها أو تخزينها عند الحاجة. التوربينات الصغيرة يمكن استخدامها لشحن البطاريات، بينما التوربينات الأكبر تلبي احتياجات الطاقة الكهربائية للمنازل. أما المزارع الكبيرة من التوربينات، فتُستخدم لتوليد كميات كبيرة من الطاقة، مما يُساعد في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. وتتكون التوربينات من عدة مكونات أساسية، منها:
- العمود الطويل، الذي يختلف طوله من توربين إلى آخر. كلما زاد ارتفاع التوربين، زادت قدرته على إنتاج الكهرباء، نظراً لزيادة سرعة الرياح في العلو.
- الشفرات، التي تختلف في التصميم من توربين لآخر. من الممكن أن تكون أفقية وتشبه مروحة الطائرة ولكن بحجم أكبر، أو تأخذ شكل خفاقة البيض العملاقة.
- مولد الكهرباء، وهو الجزء الذي يحول الطاقة الميكانيكية في الشفرات إلى طاقة كهربائية.
- البطاريات، التي تُستخدم لتخزين الطاقة الناتجة.
بالإضافة إلى وجود مكونات أخرى تهدف إلى التحكم في التوربين، مثل إدارة اتجاه الشفرات أو إيقاف تشغيلها عند حدوث رياح شديدة، كما هو الحال عند اشتداد الأعاصير.