ما مقدار الكهرباء التي يمكن أن تولدها توربينات الرياح يومياً؟

إن إنتاج الطاقة اليومي من توربينات الرياح ليس قيمة ثابتة، بل يعتمد بشكل أساسي على العوامل الأساسية الثلاثة التالية:

1. سعة المروحة (القدرة المقدرة)

هذه هي أقصى طاقة يمكن أن ينتجها توربين الرياح في ظل الظروف المثلى، وتقاس بالكيلوواط (kW) أو الميغاواط (MW).
المواصفات العامة:

مروحة صغيرة (مثل الاستخدام المنزلي): 10 كيلوواط - 100 كيلوواط

توربينات الرياح البرية التجارية: 2 ميغاواط - 5 ميغاواط (التوربينات السائدة حاليًا)

توربينات الرياح البحرية الكبيرة: 6 ميجاوات - 15 ميجاوات فأكثر (مثل توربينات الرياح بقدرة 14 ميجاوات ذات أقطار مراوح تتجاوز 230 مترًا)

2. سرعة الرياح (العامل الأكثر أهمية)

يرتبط توليد الطاقة بواسطة توربينات الرياح بعلاقة تكعيبية مع سرعة الرياح، ويمكن أن تؤدي زيادة طفيفة في سرعة الرياح إلى زيادة كبيرة في توليد الطاقة.

انخفاض سرعة الرياح (عادةً حوالي 3-4 م/ث): يبدأ توربين الرياح في توليد الكهرباء.

سرعة الرياح المقدرة (عادة حوالي 12-15 م/ث): تصل المروحة إلى طاقتها المقدرة لتوليد الكهرباء.

خفض سرعة الرياح (عادةً حوالي 25 م/ث): يتم إيقاف المروحة لضمان السلامة.

نطاق سرعة الرياح المثالي: تعمل المروحة في الغالب بسرعات أقل من سرعة الرياح المقدرة، لذا فإن متوسط ​​طاقة الإخراج الفعلي أقل بكثير من الطاقة المقدرة.

3. معدل استخدام طاقة الرياح (عامل السعة)

هذا مؤشر رئيسي لقياس "كفاءة العمل" لتوربينات الرياح، والتي تشير إلى نسبة توليد الطاقة الفعلي على مدى فترة زمنية إلى الحد الأقصى النظري لتوليد الطاقة (بشكل مستمر عند السعة الكاملة).

توربينات الرياح البرية: عادة ما تكون 25٪ - 40٪ (تتأثر بموارد الرياح والتضاريس وصيانة وقت التوقف وما إلى ذلك).

توربينات الرياح البحرية: عادة ما تكون 40٪ -50٪+ (مع رياح بحرية أقوى وأكثر استقرارًا).

الحسابات النظرية والأمثلة

صيغة الحساب:
إنتاج الكهرباء اليومي (كيلوواط ساعة) = القدرة المقدرة (كيلوواط) × 24 ساعة × معامل السعة

على سبيل المثال
بافتراض وجود توربين رياح بري شائع بقدرة 3 ميجاوات (3000 كيلووات) في مزرعة رياح ذات ظروف جيدة ومعامل قدرة يبلغ 35٪.

إنتاج الكهرباء اليومي = 3000 كيلوواط × 24 ساعة × 0.35 = 25200 كيلوواط ساعة

وهذا يعني أن توربين الرياح هذا يولد ما معدله حوالي 25000 كيلوواط ساعة من الكهرباء يوميًا.

مفاهيم مهمة: المقارنة والأهمية

بالمقارنة مع استهلاك الكهرباء المنزلي: يبلغ متوسط ​​الاستهلاك السنوي للكهرباء في المنزل العادي في الصين حوالي 2000-3000 كيلوواط/ساعة. ويمكن لتوليد الطاقة اليومي من توربينات الرياح المذكورة أعلاه بقدرة 3 ميغاواط أن يزود حوالي 10 منازل بالكهرباء لمدة عام كامل.

بالمقارنة مع توليد الطاقة بالفحم: إذا تم توليد 25000 كيلوواط ساعة من الكهرباء باستخدام الفحم القياسي (حوالي 300 جرام من الفحم لكل كيلوواط ساعة)، فإن ذلك يعادل توفير حوالي 7.5 طن من الفحم القياسي وتقليل حوالي 20 طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

التقلبات الفعلية: قد تعمل توربينات الرياح بكامل طاقتها في يوم معين (24 ساعة × 3 ميغاواط = 72000 درجة)، أو قد لا يكون هناك رياح أو قد لا يتم توليد أي طاقة أثناء الصيانة. القيم المحسوبة أعلاه هي متوسط ​​الإحصاءات طويلة الأجل.

ملخص

يمكن لتوربينات الرياح البرية التقليدية بقدرة 2-3 ميغاواط أن تولد ما بين 15000 و25000 كيلوواط ساعة من الكهرباء يوميًا في ظل ظروف رياح مواتية. ويجب تحديد القيم الدقيقة بناءً على بيانات ظروف الرياح الفعلية لطراز التوربين، وموقع التركيب، ومستوى الصيانة، نظرًا لوجود اختلافات كبيرة بين توربينات الرياح ومزارع الرياح المختلفة.