ما هي المكونات الهيكلية الأساسية لتوربينات الرياح؟

توربينات الرياح هي أجهزة تحول طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية. وهي تتكون من مكونات وأجزاء متعددة، وفيما يلي مقال يقدم شرحاً موجزاً للبنية الأساسية لتوربينات الرياح.

1- توربينات الرياح (شفرات)

تُعدّ التوربينة الهوائية المكوّن الأساسي لتوربينات الرياح، وتتألف بشكل رئيسي من الشفرات والمحور. تُصنع الشفرات عادةً من مواد مركبة عالية المتانة، تتميز بخفة وزنها ومقاومتها العالية للرياح. وتتمثل وظيفة التوربينة الهوائية في التقاط طاقة الرياح وتحويلها إلى طاقة ميكانيكية.

2- المغزل

يُعدّ العمود الرئيسي عنصرًا أساسيًا يربط توربين الرياح بالمولد، ويحمل المروحة الدوارة والمولد الدوار. يُصنع العمود الرئيسي عادةً من فولاذ عالي المقاومة، يتمتع بصلابة ومتانة كافيتين لمقاومة تأثير الرياح على توربين الرياح ونقل عزم الدوران.

3- المولد

المولد هو جهاز يحول الطاقة الميكانيكية الدورانية إلى طاقة كهربائية. تستخدم توربينات الرياح عادةً مولدات متزامنة أو غير متزامنة. يتكون المولد من دوار وجزء ثابت. يتصل الدوار بتوربين الرياح عبر عمود رئيسي. عندما يدور توربين الرياح، يدور الدوار أيضًا، مولدًا الطاقة الكهربائية عن طريق الحث الكهرومغناطيسي.

4- نظام النقل

نظام النقل هو جهاز ينقل الحركة الدورانية لتوربين الرياح إلى المولد. ويتكون عادةً من علبة تروس، ووصلة، وعمود إدارة. تعمل علبة التروس على زيادة السرعة أو خفضها، مما يجعل سرعة دوران توربين الرياح متوافقة مع السرعة المقننة للمولد. تربط الوصلة العمود الرئيسي وعمود الإدخال للمولد لضمان تشغيلهما المتزامن. ينقل عمود الإدارة الحركة الدورانية من علبة التروس إلى المولد.

5- هيكل البرج

البرج هو الهيكل الذي يدعم توربينات الرياح، ويتحمل وزنها وحمل الرياح. عادةً ما تُصنع هياكل الأبراج من الفولاذ، وتتمتع بصلابة وثبات كافيين لمقاومة الصدمات الجانبية والحمل الرأسي للرياح على توربينات الرياح. ويمكن تعديل ارتفاع البرج وفقًا لموارد الرياح وظروف الموقع.

6- نظام التحكم

يُعد نظام التحكم مركز الإدارة والتحكم الذكي لتوربينات الرياح. ويشمل مكونات مثل مستشعرات اتجاه الرياح، ومستشعرات سرعة الرياح، وخزائن التحكم الكهربائية، وأنظمة المراقبة. تُستخدم مستشعرات اتجاه الرياح ومستشعرات سرعة الرياح لمراقبة تغيرات موارد الرياح في الوقت الفعلي. أما خزانة التحكم الكهربائية فهي مسؤولة عن التحكم في دوران توربينات الرياح وتشغيل المولد. ويُستخدم نظام المراقبة لمراقبة وإدارة حالة تشغيل نظام توليد الطاقة بالكامل في الوقت الفعلي.

يتكون الهيكل الأساسي لتوربينات الرياح من المكونات الموضحة أعلاه، وتعمل هذه المكونات معًا لتحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية. ومع التطور التكنولوجي المستمر، يشهد هيكل توربينات الرياح ابتكارًا وتحسينًا متواصلين لتعزيز الكفاءة والموثوقية والاقتصاد، وتلبية احتياجات الطاقة النظيفة على نحو أفضل.