توربينات الرياح ذات المحور الرأسي هي أجهزة تستخدم طاقة الرياح لتحويلها إلى كهرباء. بخلاف توربينات الرياح التقليدية ذات المحور الأفقي، فإن هيكلها الرئيسي في وضع رأسي.
1. مبدأ عمل توربينات الرياح ذات المحور الرأسي
تستخدم توربينات الرياح ذات المحور الرأسي طاقة الرياح لدفع الشفرات إلى الدوران، مما يُشغّل المولد لتوليد الكهرباء. تتكون مكوناتها الرئيسية من العمود الرئيسي الذي يكون عموديًا، والدوار المُحاط بالشفرات، والمولد الموجود أعلى العمود الرئيسي.
2. أنواع توربينات الرياح ذات المحور الرأسي
وفقًا لمبدأ عمل الديناميكا الهوائية يتم تقسيمها إلى نوع السحب ونوع الرفع.
(1) توربينات الرياح ذات المحور الرأسي من نوع السحب
يرجع سبب مقاومة توربينات الرياح إلى أن شفرة توربينات الرياح في اتجاه الريح لها شكل غير متماثل، وذلك بسبب مقاومة الهواء المختلفة، وبالتالي توليد لحظة حول المحور المركزي، بحيث تدور عجلة الرياح.
الأنواع الرئيسية: توربينات الرياح من نوع اللوحة الحاجزة، توربينات الرياح ذات اللوح المتأرجح الدوار، توربينات الرياح من نوع كأس الرياح، توربينات الرياح من النوع S.
(2) توربينات الرياح العمودية من نوع الرفع
يستخدم توربين الرياح من نوع الرفع قوة الرفع الناتجة عن تدفق الهواء عبر الشفرات كقوة دافعة لتدوير توربين الرياح وتوليد الكهرباء.
الأنواع الرئيسية: توربينات الرياح داريو (النوع H والنوع Φ هما الأكثر تمثيلا).
حول مزايا وعيوب توربينات الرياح ذات المحور الرأسي
يمكن تقسيم مولدات توربينات الرياح بشكل عام إلى المكونات المهمة التالية: دعامة مركزية، دعامة مساعدة للشفرات الثابتة، محور توربين الرياح، الشفرات، علبة التروس، وغيرها. عالميًا، من الشائع تقسيم توربينات الرياح إلى فئتين رئيسيتين: توربينات الرياح الأفقية والتوربينات الرأسية. سنتحدث اليوم عن مزايا وعيوب توربينات الرياح الرأسية.
مزايا توربينات الرياح العمودية
1. مؤشر أداء عام مرتفع. في تصميم الشفرات المستقيمة والمحور المزدوج المثلث، مع تركيز الضغط الرئيسي على المحور، لحل مشاكل سقوط الشفرات وكسرها وتطايرها، تُشكل شفرات توربينات الرياح العمودية دائرةً وفقًا لنفس اختلاف الزاوية، مما يُخفف الضغط على الدعامة المركزية. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن وضع علبة التروس، ومخفض السرعة، وناقل الحركة، ومجموعة من المعدات المساعدة في الأرض بالقرب من منصة العمل.
بفضل منصة العمل، ووزن توربينات الرياح نفسها، وتكاليف بنائها وصيانتها، يمكن استخدامها في بناء متكامل، مما يُسهم في خفض تكاليف بنائها وصيانتها.
٢. الحد من التلوث الضوضائي. استخدام الدوران الأفقي وتطبيق مبدأ تصميم أجنحة الطائرات للشفرات، يُقلل الضوضاء إلى درجة يصعب قياسها في البيئة الطبيعية.
٣. لا حاجة لتركيب أنظمة مساعدة. مقارنةً بتوربينات الرياح العمودية والأفقية، تتميز توربينات الرياح العمودية بمستوى دوران ريشها الموازي للأرض، مما يسمح باستقبال طاقة الرياح من جميع الاتجاهات، دون الحاجة إلى زيادة زاوية الانحراف لضبط اتجاه طاقة الرياح المستلمة، كما هو الحال في توربينات الرياح الأفقية. أصبح الهيكل العام لتوربينات الرياح أبسط، مما يقلل إلى حد ما من الاهتزاز الناتج عن تشغيلها، ويعزز موثوقيتها.
٤. مقاومة قوية للرياح. بفضل تصميمه الأفقي ومبدأ الدوران المزدوج المثلث، يتميز بمقاومة منخفضة لضغط الرياح، ما يجعله قادرًا على مقاومة الأعاصير التي تصل سرعتها إلى ٤٥ مترًا في الثانية.
٥. تصميم شفرة بسيط. بفضل تحسين قدرة توربينات الرياح العمودية على التقاط طاقة الرياح، تتحرك الشفرة بفعل الرياح فقط عند دورانها نتيجة ضغط توربين الرياح وقوة الطرد المركزي الدوارة على شد الشفرة، مما يقلل من متطلبات مواد الشفرة، مما يقلل من اختيار المواد بشكل عام، ويقلل من تكلفة شرائها.
٦. يتسع نطاق السرعة. بالمقارنة مع توربينات الرياح الأفقية، تُحقق توربينات الرياح العمودية سرعة مثالية أعلى بكثير. في ظل رياح قوية، تتمتع توربينات الرياح الأفقية باستقرار تشغيلي أعلى، حيث تتحمل سرعة رياح عالية تصل إلى ٦٠ مترًا في الثانية. مع اختيار استراتيجية التحكم المناسبة ومواد التوربين، يكون استخدام طاقة الرياح في توربينات الرياح العمودية أعلى بكثير من توربينات الرياح الأفقية.
نظراً لأن شفرات توربينات الرياح ذات المحور الرأسي تُلف حول عمودها، فهي عادةً أكثر أماناً للطيور. أما في توربينات الرياح الأفقية، فقد تُسبب دوران الشفرات في الهواء مشاكل مُختلفة للطيور.
بالإضافة إلى ذلك، فإن توربينات الرياح ذات المحور الرأسي لها العيوب التالية:
1. انخفاض الكفاءة وضعف قدرة توليد الطاقة؛
2. هناك قدر ضئيل من الضوضاء، مما يؤثر على البيئة المحيطة؛
3. تكلفة صيانة عالية وعمر خدمة قصير نسبيًا.
4. تتميز توربينات الرياح ذات المحور الرأسي بمؤشرات أداء بدء تشغيل أضعف من توربينات الرياح الأفقية
5. مشاكل مقاومة الاهتزاز، وخاصة بالنسبة لتوربينات الرياح الكبيرة
مجالات التطبيق
نظراً لخصائص توربينات الرياح ذات المحور الرأسي من النوع H، فقد تغيرت طريقة استخدامها ومناطق استخدامها. تُستخدم توربينات الرياح الأفقية إما في مزارع الرياح أو في المناطق النائية لحل مشكلة نقص الكهرباء الناتج عن الضوضاء واتجاه الرياح البعيدة عن المراكز الحضرية، ولكن سيتم توسيع نطاق استخدام توربينات الرياح من النوع H ليشمل مجالات تطبيقية جديدة.
على سبيل المثال، بالإضافة إلى مزارع الرياح، يُمكن بناء مباني طاقة الرياح والمباني الخالية من الطاقة من خلال الاستفادة الكاملة من وظيفة تجميع طاقة الرياح في المباني الكبيرة، ومساحة وارتفاع الطوابق العليا. كما يُمكن استخدام طاقة الرياح في الإضاءة العامة في المدن والطرق السريعة من خلال النهج المتكامل مع عدد كبير من تطبيقات توربينات الرياح.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمؤسسات والشركات ذات ظروف موارد الرياح أيضًا تطبيق توربينات الرياح ذات المحور الرأسي من النوع H بكميات كبيرة، مثل وحدات تحلية مياه البحر عن طريق البحر، ومستخلصات النفط في حقول النفط، ومنصات الحفر البحرية.
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
