ويحول التوربينات الفائزة الطاقة الحركية من الرياح إلى طاقة كهربائية، ويستلزم فهم كيفية تحديد ناتجها من الطاقة، دراسة مبادئ الطاقة الريحية، وأساليب الحساب، وأمثلة العالم الحقيقي، وتقدم هذه المادة لمحة عامة عن هذه الجوانب لتوضيح كيفية توليد التوربينات الريحية للكهرباء والعوامل التي تؤثر على كفاءتها.

مبادئ توليد الطاقة الشتوية

وتعمل التوربينات الناشطة على نقل الطاقة من الهواء إلى المكونات الميكانيكية، التي تولد الكهرباء، ويتوقف حجم الطاقة التي يمكن أن تنتجها توربين على سرعة الرياح وحجم الروائح والكثافة الجوية، والمبدأ الأساسي هو أن سرعة الرياح وضخامة الصدر تلتقط طاقة أكبر، مما يزيد من إنتاج الطاقة المحتملة.

حساب ناتج الطاقة الكهربائية في ويند توربين

ويمكن تقدير ناتج الطاقة النظري لاضطرابات الرياح باستخدام الصيغة التالية:

P = 0.5 × × × × × × × × × × × × Cp]

أين:

  • P] = ناتج الطاقة (الصفافير)
  • = الكثافة الجوية (kg/m3)
  • A] = منطقة الديوان المُتَغَلَّب (m2)
  • v] = سرعة الرياح (m/s)
  • Cp] = معامل القوة (عامل الكفاءة، عادة ما يصل إلى 0.45)

وعادة ما يكون الناتج الفعلي للطاقة أقل نتيجة للخسائر الميكانيكية والكهربائية، ويشير معامل الطاقة إلى كفاءة تحويل الطاقة من الرياح إلى الكهرباء.

دراسات الحالة والأمثلة العملية

فعلى سبيل المثال، يمكن أن ينتج توربين يحتوي على قطر دوار يبلغ 100 متر يعمل بسرعة الرياح 12 متراً/ساعة من الماء حوالي 2.5 ميغاواط من الطاقة في ظروف مثلى، ويمكن أن تؤثر التغيرات في سرعة الرياح والكثافة الجوية وتصميم التربين تأثيراً كبيراً على الناتج الفعلي.

وفي سيناريوهات العالم الحقيقي، كثيرا ما تشهد مزارع الرياح تقلبات في ظروف الرياح، مما يؤدي إلى توليد الطاقة المتغيرة، ويعد رصد هذه التغيرات والتكيف معها أمرا أساسيا لتحقيق الكفاءة في التشغيل وتخطيط الطاقة.