توربينات الرياح هي مُكوّن يُحوّل الطاقة الميكانيكية للدوار (المُستمدة من الرياح) إلى طاقة كهربائية. للمولد نفس بنية المحرك الكهربائي. على الرغم من وجود أنواع عديدة ومختلفة من توربينات الرياح، إلا أنه يُمكن تلخيصها في فئتين: ① توربينات الرياح ذات المحور الأفقي، حيث يكون محور دورانها موازيًا لاتجاه الرياح. ② توربينات الرياح ذات المحور الرأسي، حيث يكون محور دورانها عموديًا على الأرض أو على اتجاه تدفق الهواء.
توربينات الرياح ذات المحور الأفقي
تُصنف توربينات الرياح ذات المحور الأفقي إلى فئتين: توربينات الرفع وتوربينات السحب. تدور توربينات الرفع بسرعة عالية، بينما تدور توربينات السحب بسرعة بطيئة. تُستخدم توربينات الرفع ذات المحور الأفقي في الغالب لتوليد طاقة الرياح. تحتوي معظم توربينات الرياح ذات المحور الأفقي على نظام مضاد للرياح، يمكنه الدوران مع تغير اتجاه الرياح. بالنسبة لتوربينات الرياح الصغيرة، يستخدم هذا النظام دفة، بينما في توربينات الرياح الكبيرة، تُستخدم عناصر استشعار الرياح بالإضافة إلى آلية تشغيل تتكون من محرك سيرفو. تُسمى توربينات الرياح التي تكون عجلة الرياح أمام البرج توربينات الرياح الصاعدة، بينما تُسمى تلك التي تكون عجلة الرياح خلف البرج توربينات الرياح الهابطة. تحتوي توربينات الرياح ذات المحور الأفقي على العديد من الأنماط، بعضها يحتوي على توربينات رياح ذات شفرات معكوسة، وبعضها يقوم بتثبيت توربينات رياح متعددة على برج واحد لتقليل تكلفة البرج في ظل وجود طاقة خرج معينة، والبعض الآخر يحتوي على توربينات رياح ذات محور أفقي تنتج دوامات حول توربينات الرياح لتركيز تدفق الهواء وزيادة سرعة تدفق الهواء.
توربينات الرياح ذات المحور الرأسي
لا تحتاج توربينات الرياح ذات المحور الرأسي إلى الدوران عند تغير اتجاه الرياح، وهنا تكمن ميزة رئيسية مقارنةً بالمحور الأفقي، فهي لا تُبسط التصميم الهيكلي فحسب، بل تُقلل أيضًا من القوة الجيروسكوبية للتوربين تجاه الرياح. هناك أنواع عديدة من توربينات الرياح ذات المحور الرأسي التي تعتمد على السحب للدوران، بما في ذلك عجلات الرياح المصنوعة من ألواح مسطحة ولحاف، وهي أجهزة سحب خالصة؛ وطواحين الهواء على شكل حرف S، ذات الرفع الجزئي، ولكنها لا تزال أجهزة سحب في المقام الأول. تتميز هذه الأجهزة بعزم دوران بدء كبير، ولكن نسبة سرعة طرفها منخفضة، وتوفر خرج طاقة منخفضًا لحجم ووزن وتكلفة توربين الرياح المحددين.
توربينات الرياح ذات التغذية المزدوجة
مع تطور تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة، يزداد استخدام مولدات الحث ثنائية التغذية في توليد طاقة الرياح. لا تعتمد هذه التقنية بشكل كبير على سعة البطارية، بل تعتمد على نظام الإثارة للتحكم المناسب في تيار الإثارة، وذلك لتحقيق خرج طاقة بتردد ثابت. تشبه مولدات الحث ثنائية التغذية المولدات غير المتزامنة في بنيتها، إلا أنها تستخدم الإثارة بالتيار المتردد في الإثارة. من المعروف أن الجهد المغناطيسي النابض يمكن أن يتحلل إلى جهدين مغناطيسيين دوارين في اتجاهين متعاكسين، ويمكن للترتيب الصحيح للملفات ثلاثية الطور أن يؤدي إلى تبديد تأثير أحد الجهدين المغناطيسيين، مما ينتج عنه جهد مغناطيسي دوار في الفراغ، وهو ما يعادل الدوار مع الإثارة المستمرة في المولد المتزامن. تكمن ميزة المولد ثنائي التغذية في إمكانية تعديل تردد الإثارة بالتيار المتردد، مما يعني أن تردد الجهد المغناطيسي للإثارة الدورانية قابل للتعديل. هذا يعني أن تردد الجهد المغناطيسي للإثارة الدورانية قابل للتعديل. وبالتالي، عندما تكون سرعة دوران المحرك الرئيسي غير ثابتة، يمكن تعديل تردد تيار الإثارة بشكل مناسب لتحقيق هدف إنتاج طاقة كهربائية ثابتة التردد. مع تزايد سعة مكونات الطاقة الإلكترونية، تزداد قدرة تنظيم نظام الإثارة في مجموعات المولدات ثنائية التغذية، مما يسمح بزيادة السعة المستقلة للآلات ثنائية التغذية. على الرغم من أن جزءًا من النظرية لا يزال قيد التطوير، إلا أن التطبيق الواسع لمولد التفاعل ثنائي التغذية سيزداد وضوحًا. وقد تم إطلاق معظم صور المشروع في محطات طاقة الرياح المحلية، وهي مشاريع لا تتوافق مع الظروف الوطنية. أدلى مياو وي، نائب وزير الصناعة وتكنولوجيا المعلومات، مؤخرًا بتصريح صادم، يعتقد فيه أن الرياح والرمال في الصين، مع وجود معدات طاقة الرياح بسبب التآكل الناتج عن الرياح والرمال، والعديد من مشاريع طاقة الرياح لا تتوافق مع الظروف الوطنية الصينية. قال مياو وي إن المناطق الخارجية التي لا توجد بها رمال، مثل رياح المحيطات، خالية من الرياح. وأضاف: "الصين بلد عاصف، والرمال والرياح تؤثر سلبًا على معدات توليد طاقة الرياح. من المفترض أن يصل عمر مروحة توليد طاقة الرياح إلى 20 عامًا، ولكن في حالة تآكل الرياح والرمال، فلن يصل عمرها إلى 20 عامًا".
توربينات الرياح من نوع داريو توربينات الرياح
اخترعها الفرنسي جي جي إم داريو في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. وفي سبعينيات القرن العشرين، أجرى المعهد الوطني للعلوم في كندا أبحاثًا موسعة عليها، وهي الآن تُعدّ منافسًا قويًا لتوربينات الرياح ذات المحور الأفقي. توربينات الرياح من نوع داريو هي أجهزة رفع ذات تصميم جناحي ذي شفرات منحنية، وتتميز بعزم دوران بدء منخفض، ولكنها تتميز أيضًا بنسبة سرعة طرفية عالية، وقدرة عالية على توليد الطاقة، وذلك لوزن وتكلفة التوربين. تتوفر حاليًا أنواع مختلفة من توربينات الرياح من نوع داريو، مثل Φ وΔ وY وH. ويمكن تصميم هذه التوربينات بشفرات مفردة أو مزدوجة أو ثلاثية أو متعددة.
توربينات الرياح ذات تأثير ماغنوس توربينات الرياح
تتكون توربينات الرياح ذات تأثير ماغنوس من أسطوانة دوارة، تُولّد عند تشغيلها في تيار هوائي قوةً متحركةً بفعل تأثير ماغنوس، تتناسب قيمتها طرديًا مع سرعة الرياح. تستخدم بعض عجلات الرياح ذات المحور الرأسي أنبوبًا أو برجًا لتوليد الدوامات، عبر غلاف أو ناشر لتحويل تدفق الهواء الأفقي إلى تدفق عمودي. لزيادة السرعة، تُستخدم أحيانًا الطاقة الشمسية أو حرق نوع من الوقود لتحويل تدفق الهواء الأفقي إلى تدفق عمودي.
توربينات الرياح ذات تأثير ماغنوس
توربينات الرياح ذات تأثير ماغنوس، المكونة من أسطوانة دوارة، تُنتج قوة دافعة ناتجة عن تأثير ماغنوس عند تشغيلها في تيار هوائي، يتناسب حجمه طرديًا مع سرعة الرياح. بعض عجلات الرياح ذات المحور الرأسي، باستخدام أنبوب أو برج مولد دوامي، تُمرر عبر الغلاف أو الناشر لتحويل تدفق الهواء الأفقي إلى تدفق عمودي. لزيادة السرعة، تُستخدم أحيانًا الطاقة الشمسية أو حرق نوع من الوقود، مما يُؤدي إلى تدفق الهواء الأفقي في الاتجاه الرأسي.
توربينات الرياح الشعاعية ذات تأثير العجلة المزدوجة توربينات الرياح
تأثير العجلة المزدوجة أو تأثير العجلة المزدوجة هو نوع جديد من تحويل طاقة الرياح. أولاً وقبل كل شيء، إنه هيكل ذو عجلتين، بالنسبة للمروحة المحورية الأفقية، وهو نوع شعاعي، مع وضع مروحة المحور الرأسي الموجودة على طول المحور الطويل للمجداف، والاستخدام المباشر للعمل الدوراني لدفع الرياح، توربينات الرياح ذات المحور الرأسي ذات العجلة الواحدة بسبب العمود على جانبي المجداف في نفس الوقت لقبول الرياح وعزم الدوران للعزم المعاكس، وإزاحة بعضها البعض، وعزم الدوران الناتج ليس كبيرًا. مصمم لهيكل العجلة المزدوجة ومثبت بالقرب من التشغيل المتزامن، عزم الدوران الأصلي للمحور الرأسي الناتج على الشكل الهيدروديناميكي للمجداف للاعتماد على استخدام قوة الدوامة بين العجلتين ثم تغير إلى استخدام الدوران بين استخدام قوة الدوامة، العجلتان تمدان بعضهما البعض باليد لدفع بعضهما البعض؛ ويمكن حظر النفخ إلى العجلتين بين انعكاس تدفق الرياح بشكل متبادل، ثم سيتم تخصيص الدوران بدوره في الجزء الخارجي من العجلتين، بحيث تحصل العجلتان على الجزء الخارجي من تراكب تدفق الرياح، بحيث يمكن أن تكون العجلة المزدوجة للحافة الخارجية لسرعة الخط أعلى من سرعة الرياح، وهيكل العجلة المزدوجة لهذا المساعدة المتبادلة، والاستخدام النشط لخصائص الرياح "تأثير العجلة المزدوجة". بالمقارنة مع بعض توربينات الرياح ذات الهيكل أحادي العجلة، والتي تعتمد تصاميم سلبية لتقليل مقاومة إعادة ضبط دوران المكره مثل طريقة التدريع الخارجي وعزم الدوران المتحرك، يجسد الاختراع ميزة الاستخدام النشط لطاقة الرياح. لذلك، فإن هذا الاختراع ليس له دور عملي في تعزيز البحث والتطوير في استخدام طاقة الرياح فحسب، بل له أيضًا أهمية جديدة من حيث الديناميكا المائية. إنه يفتح مساحة جديدة لتطوير طاقة الرياح، وهو اختراع ذو طبيعة أساسية، تتميز هذه المروحة ذات العجلتين بتصميم بسيط، وسهلة التصنيع والمعالجة، وعدد أقل من الثورات، ومركز الثقل لأسفل، والسلامة الجيدة، وتكاليف التشغيل المنخفضة، وسهولة الصيانة، وعدم وجود تلوث ضوضائي وغيرها من الميزات الواضحة، ويمكن ترويجها على نطاق واسع وترويجها للتكيف مع احتياجات توفير الطاقة وخفض الانبعاثات في الصين، وآفاق السوق الكبيرة.
شركة بولاند للطاقة المتجددة المحدودة، شركة متكاملة للطاقة الجديدة، تُقدم لكم حلولاً متكاملة عالية الجودة لطاقة الرياح والطاقة الشمسية وأنظمة تخزين الطاقة. بولاند الآن شركة تابعة لشركة CRRC، وهي مسؤولة عن التوسع الخارجي لأعمال CRRC في مجال طاقة الرياح والطاقة الشمسية. نمتلك سلسلة توريد داخلية متكاملة نسبيًا، وشبكة خدمات، وجودة منتجات وتقنيات ممتازة.
بولاند توفر محطة توليد الكهرباء EPC والاستثمار والاستحواذ في محطة توليد الكهرباء.
لا تتردد في الاتصال بنا إذا كنت بحاجة إلى أي دعم فني.
بريدي الإلكتروني: marketing@boland-hydroturbine.com
واشنطن: +8613923745989
